Estado nutrimental y crecimiento de vitroplantas de caña de azúcar en respuesta a reguladores de crecimiento

ESTADO NUTRIMENTAL Y CRECIMIENTO DE VITROPLANTAS DE CAÑA DE AZÚCAR EN RESPUESTA A REGULADORES DE CRECIMIENTO Nutritional Status and Growth of Sugarcane Vitroplants in Response to Growth Regulators Odón Castañeda-Castro1, Fernando C. Gómez-Merino2‡, Libia I. Trejo-Téllez2, Miriam C. PastelínSolano1, Yolanda Martínez-Ocampo1, Ma. Teresa González-Arnau1 y Marina Guevara-Valencia1 y la emisión de brotes en caña de azúcar son afectados significativamente por la adición de AIA y KIN al medio de cultivo y y por los niveles de estos reguladores en el medio. RESUMEN En este estudio se analizó la influencia de auxinas y citocininas en el contenido de nutrimentos y crecimiento vegetal de vitroplantas de caña de azúcar (Saccharum spp.) de la variedad ITV 92-1424. Se evaluaron dos factores: ácido indol-3-acético (AIA), como fuente de auxina, y N6-furfuriladenina (kinetina o KIN), como fuente de citocinina, con cinco niveles cada uno (0, 0.5, 1, 1.5 y 2 mg L-1) en el medio Murashige y Skoog, en un experimento con distribución completamente al azar y arreglo factorial 52. El número y tamaño de brotes y la concentración de macro y micronutrimentos se determinaron cuatro semanas después de aplicados los tratamientos. Los datos se analizaron mediante un análisis de varianza y las medias se compararon con la prueba de Tukey (P ≤ 0.05). La concentración de AIA de 0.5 mg L-1 produjo las concentraciones más altas de P, K, Ca, Mg, Na, Fe, Cu, Zn y Mn. La KIN incrementó significativamente la concentración de P, K, Ca, Mg, Fe, Zn, Mn, Na y B, y los valores más altos se obtuvieron con las concentraciones de 1 y 1.5 mg L-1. La interacción de las concentraciones 0.0 y 0.5 mg L-1 de AIA con 0.5 y 1.5 mg L -1 de KIN afectó significativamente la concentración de P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn y Na. El AIA tuvo mayor efecto en la emisión de brotes cuando se adicionó en dosis bajas (0.5 mg L-1). La KIN no tuvo influencia sobre el número y tamaño de brotes. La interacción de ambos reguladores aumentó el número de brotes cuando no se suministró AIA o cuando se adicionó en dosis bajas, en combinación con dosis bajas y altas de KIN. Se concluye que el estado nutrimental Palabras clave: nutrición vegetal in vitro, Saccharum, auxinas, citocininas. SUMMARY We analyzed the influence of auxins and cytokinins on the nutrient content and plant growth in sugarcane (Saccharum spp.) vitroplants, variety ITV 92-1424. Two factors (auxin, as indolacetic acid or AIA, and cytokinin, as kinetin or KIN) at five levels each (0, 0.5, 1, 1.5, and 2 mg L-1) in Murashige and Skoog medium were tested in a completely randomized experiment with factorial arrangement 52. The number and size of shoots and the concentration of macro and micronutrients were determined four weeks after the applications of treatments. Data were analyzed using SAS statistical software and means were compared by Tukey test (P £ 0.05). For the AIA factor, 0.5 mg L-1 caused the highest concentrations of P, K, Ca, Mg, Na, Fe, Cu, Zn, and Mn. KIN significantly increased P, K, Ca, Mg, Fe, Zn, Mn, Na, and B concentration, and the highest values were observed with 1 and 1.5 mg L-1 concentrations. The interaction of 0.0 and 0.5 mg L-1 AIA with 0.5 and 1.5 mg L-1 KIN significantly affected P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, and Na concentration. AIA showed the strongest effect on adventitious shoot formation when added at low levels (0.5 mg L-1). KIN did not affect number and size of shoots. Interaction of both factors increased the number of adventitious shoots when AIA was not added or added at low levels in combination with low and high levels of KIN. We conclude that both nutritional status and shoot formation in sugarcane are significantly affected by the addition of AIA and KIN to the culture medium and the concentrations of these regulators in the medium. 1 Universidad Veracruzana, Facultad de Ciencias Químicas. 94340 Orizaba, Veracruz, México. 2 Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo. 56230 Montecillo, Estado de México. ‡ Autor responsable () Recibido: marzo de 2008. Aceptado: agosto de 2008. Publicado en Terra Latinoamericana 27: 177-185. 177 178 TERRA LATINOAMERICANA VOLUMEN 27 Index words: in vitro plant nutrition, Saccharum, auxins, cytokinins. INTRODUCCIÓN Uno de los retos que enfrenta la agroindustria de la caña de azúcar (Saccharum spp.) para ser más competitiva es aumentar su productividad y disminuir costos de producción, por lo cual es necesario introducir los adelantos científicos y técnicos en esta cadena productiva. La biotecnología, a través del cultivo in vitro, ha mostrado sus beneficios al posibilitar la producción de plantas con pureza genética y calidad fitosanitaria que aseguran un mayor amacollamiento, una vez que se han establecido en campo (Tiel et al., 2006). En la actualidad, existen numerosos medios de cultivo utilizados para la propagación in vitro de caña de azúcar, los cuales se basan, principalmente, en las sales de Murashigue y Skoog (MS) (Murashigue y Skoog, 1962), y varían las concentraciones de nutrimentos, elementos orgánicos y reguladores de crecimiento (Lakshmanan et al., 2005). Los reguladores de crecimiento, en particular las auxinas y las citocininas, tienen funciones determinantes en el éxito de la micropropagación. Por lo general, la auxina ácido indol-3-acético (AIA) produce elongación celular, expansión de los tejidos, división celular (forma callo), formación de raíces adventicias, inhibición de brotes axilares y adventicios y, con frecuencia, embriogénesis en los cultivos en suspensión. La citocinina kinetina (KIN) se utiliza para estimular la división celular, el crecimiento y el desarrollo. La KIN, en concentraciones elevadas (1.0 a 10 mg L-1), induce la formación de brotes adventicios, inhibe la formación de raíces y retarda el envejecimiento, por lo que es necesario encontrar un balance entre estos reguladores del crecimiento en el medio de cultivo (Pierik, 1990). Algunos estudios indican que existe una relación entre reguladores de crecimiento, nutrición y crecimiento vegetal. Por ejemplo, Jiang et al. (2001) estudiaron el efecto de la remoción del meristemo apical y la aplicación de ácido naftalenacético (ANA) en la partición y el flujo de potasio en tabaco (Nicotiana tabacum) y encontraron que la aplicación del regulador de crecimiento incrementó la asimilación del K, principalmente en tallos (64.5% del K abastecido) y hojas (27% del K abastecido). NÚMERO 3, 2009 En plantas de papa (Solanum tuberosum) crecidas en suelos deficientes de Zn y B, Puzina (2004) estudió el efecto de tratamientos con 3 mM Zn (como sulfato de zinc) y 8 mM B (como ácido bórico) en el contenido y la relación de reguladores de crecimiento en hojas y tubérculos maduros. El tratamiento con Zn incrementó sustancialmente el contenido de citocininas y la relación citocininas/ácido abscísico, pero disminuyó la relación AIA/citocininas. El tratamiento con B provocó un incremento en el contenido de AIA y la relación AIA/ citoci (...truncated)