Revista Científica UDO Agrícola Volumen 2.
Número 1. Año 2002. Páginas: 22-28
Radiosensibilidad de dos genotipos de frijol (Vigna unguiculata
(L.) Walp) a radiaciones gamma
Radiosensibility of two cowpea
(Vigna unguiculata
(L.) Walp) genotypes to gamma irradiations
Lemus, Yrasema; Méndez-Natera, Jesús Rafael; Cedeño, Jesús Rafael
y Otahola-Gómez, Víctor
Departamento de Agronomía,
Escuela de Ingeniería Agronómica, Universidad de Oriente, Campus Los Guaritos, Av. Universidad,
Maturín, estado Monagas. Telefax: 091-521192. E-mail:votahola@cantv.net y jmendezn@cantv.net
RESUMEN
La utilización de mutaciones inducidas en el
mejoramiento genético de las plantas ha permitido la obtención de cultivares de
alta adaptación en muchas especies. Sin embargo, su utilización debe estar
precedida de ensayos que permitan determinar la dosimetría adecuada, así
como familiarizar al mejorador sobre el
efecto que las radiaciones tienen sobre el material vegetal utilizado. Con este
objetivo se realizó un ensayo en el Invernadero de Post-grado del Núcleo de
Monagas de
Palabras
claves: Frijol, Vigna unguiculata, rayos gamma, irradiación
ABSTRACT
The use of induced mutations
in the genetic improvement of plants has allowed the obtaining of cultivars of
high adaptation in many species. However, their use should be preceded of
experiments that allow to determine the appropriate dosimetry,
as well as to familiarize to the plant breeder with the effect that radiations
have on the used vegetable material. With this objective, it was carried out a experiment at glasshouse of Postgraduate of the Nucleo de Monagas of the Universidad de Oriente,
using seeds of two cowpea cultivars (TC 9-6 and A-4), which were irradiated
with five dose of gamma rays (20; 40; 60; 80 and 100 Krad),
compared with a control without irradiation. The seeds were irradiated in the
reactor of 60Co of the Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC) in
Key words: Cowpea,
Vigna unguiculata,
gamma rays, irradiation
INTRODUCCIÓN
El frijol (Vigna
unguiculata (L.) Walp)
es una de las leguminosas de mayor importancia económica en Venezuela, por su
multiplicidad de usos y alto contenido nutricional, lo cual la hacen muy
utilizada para la alimentación humana y animal, sin olvidar su utilización como
abono verde al ser incorporada al suelo.
La utilización de radiaciones gamma como una alternativa
para obtener variación genética por la vía de mutaciones inducidas es una
técnica empleada hoy día con bastante frecuencia en el mejoramiento genético de
las plantas y ha permitido la obtención
de cultivares de alta adaptación en muchas especies, ya que puede permitir la obtención de genotipos superiores
en corto tiempo. Sin embargo, su utilización debe estar precedida de ensayos
que permitan determinar la dosimetría adecuada, así como familiarizar al mejorador sobre el efecto que
las radiaciones tienen sobre el material vegetal utilizado (Singh, 1994).
La determinación de la radio sensibilidad de los
tejidos irradiados se logra exponiendo el material a un rango de intensidades
de radiaciones y seleccionando aquellas dosis que permitan observar efectos
visibles de la radiación pero manteniendo una supervivencia de los tejidos.
Esta dosis óptima está asociada con
El método de mejoramiento genético mediante mutaciones
inducidas se basa en el principio de que se puede aumentar la proporción de
mutaciones exponiendo plantas o semillas a las radiaciones. Si bajo condiciones
naturales ocurren mutaciones útiles, puede suponerse que también se pueden
producir mutaciones favorables en forma experimental. Las semillas son el
material favorito para la irradiación en muchos experimentos de inducción de
mutaciones y en el mejoramiento práctico. Las semillas pueden ser tratadas en
muchos ambientes físicos, pueden ser disecadas, humedecidas, calentadas o
congeladas, también pueden ser mantenidas por largo tiempo en un ambiente
adecuado. Cuando están secas son casi inertes biológicamente y bajo condiciones
ambientales severas ellas no sufren suficiente daño biológico (AIEA, 1995).
Las semillas tratadas suelen perder poder germinativo,
en un grado que depende de la reacción de la especie y de la variedad de que se
trate y de la intensidad de la radiación. Las plantas que produzcan las
semillas tratadas pueden variar desde muy débiles hasta normales en su
apariencia (Phoelman, 1992).
El presente trabajo se realizó con el objeto de
estudiar el efecto de diferentes dosis de rayos gamma sobre la germinación de
las semillas y posterior crecimiento de las plántulas de dos cultivares de
Frijol, obtenidos mediante programas de mejoramiento genético convencional en
MATERIALES Y
MÉTODOS
El presente ensayo se realizó en el Invernadero de
Postgrado del Núcleo de Monagas de
Se utilizaron semillas con un contenido de humedad de
11,8%, las cuales fueron irradiadas con
cinco dosis de rayos gamma (20; 40; 60; 80 y 100 Krad),
comparadas con un testigo sin irradiar. Las semillas fueron irradiadas en el
reactor de 60Co del Instituto Venezolano de Investigaciones
Científicas (IVIC) en la ciudad de Caracas y sembradas 5 días después de la
irradiación.
Las semillas fueron distribuidas en bandejas de metal de
El ensayo fue sembrado bajo un diseño de bloques al
azar en arreglo factorial con dos factores (genotipos y dosis de irradiación)
con 4 repeticiones. Los datos fueron analizados mediante análisis de varianza
convencional y las diferencias entre los promedios se obtuvieron con la prueba
de rangos múltiples de Duncan. El nivel de significación fue 5%.
Los parámetros evaluados fueron:
· Sobrevivencia de las plántulas 8 días después de la
siembra.
· Número medio de días para la germinación, basado en la
germinación 3; 4 y 8 días después de la siembra, utilizando para ello la
relación siguiente:
,
donde:
n.m.d = Número medio de días para que germine la semilla
N = Número de semillas
germinadas dentro de los intervalos de tiempo consecutivos
T = Tiempo transcurrido
(días)entre el inicio de la prueba y el fin del intervalo
n
= Número total de semillas germinadas
· Altura de las plántulas y número de hojas/plántula a
los 7 días después de la siembra
· Peso seco de la parte aérea y peso seco de la raíz 21
días después de la siembra.
RESULTADOS
Sobrevivencia de las plántulas
El análisis realizado sobre los
datos obtenidos para el porcentaje de sobrevivencia de las plantas de los dos
cultivares de Frijol sometidos a diferentes dosis de irradiación con rayos
gamma indicó la presencia de diferencias estadísticamente significativas para
los efectos simples de las dosis de irradiación y para la interacción entre las
dosis de irradiación y los genotipos. La figura 1 nos muestra los datos
correspondientes a la prueba de promedios de Duncan para este carácter,
pudiéndose observar que el cultivar TC
9-6 solo fue afectado por la dosis de 60 Krad,
mientras que el cultivar A-4 fue afectado por las dosis mayores de 30 Krad.
Por
otro lado, la figura 1 nos permite observar que no se observó la dosis letal
media para este carácter en el cultivar TC 9-6, mientras que para el cultivar
A-4 la misma se encuentra entre 45 y 60 Krads.
Los
datos obtenidos nos indican que existen diferencias en el efecto de las dosis
de irradiación empleadas sobre los genotipos, observándose que el cultivar TC
9-6 es más tolerante a la irradiación con rayos gamma.
Número medio de días para total germinación
El
análisis de varianza para este carácter mostró diferencias estadísticamente
significativas para los efectos simples de las dosis de irradiación y los
genotipos, no así para la interacción
entre ambos factores. La figura 2 nos muestra que el cultivar TC 9-6 tardó
menos días en germinar que el cultivar A-4.
La figura 3 muestra el efecto de
diferentes dosis de radiaciones gamma sobre el número medio de días para
alcanzar la máxima germinación en los dos cultivares de frijol utilizados, notándose
un efecto de las dosis de 30 Krad en adelante. En
general se observó que a medida que se aumentan las dosis de irradiación se
retarda la germinación de las semillas en ambos cultivares de frijol, sin
embargo se observó similitud estadística entre la dosis de 15 Krad y la dosis control.
Altura de la
plántula (cm) a los 7 días después de la siemba
El análisis de los datos obtenidos
para este carácter indicó diferencias significativas para los efectos simples
de dosis de irradiación y genotipos y para la interacción entre ambos factores.
La figura 4
nos muestra el efecto de las dosis de irradiación sobre los dos genotipos evaluados,
observándose claramente tres grupos, conformados de la siguiente manera: Un
primer grupo formado por las plantas más altas, correspondiendo a las dosis
control y la dosis de 15 Krad en el cultivar TC 9-6;
un segundo grupo, de plantas intermedias, correspondiendo a los tratamientos
donde se utilizó el genotipo TC 9-6 irradiado con las dosis de
Número de
hojas/planta 7 días después de la
siembra
Al hacer el respectivo análisis de varianza para los datos obtenidos para
el carácter número de hojas/planta, realizado 7 días después de la siembra, se
encontraron diferencias estadísticas
para los efectos simples de dosis de irradiación y para el efecto simple
de los genotipos, así como para la interacción entre ambos factores.
La figura 5 muestra que las plantas de todos los tratamientos tuvieron
una respuesta similar, a excepción de los tratamientos donde se utilizó la
variedad A-4 irradiada con dosis de 45, 60 y 75 Krad,
las cuales presentaron menor número de hojas/planta.
Peso seco parte aérea (g):
Los datos obtenidos para este
carácter indicaron diferencias estadísticamente significativas al 5 % para los
efectos simples y para la interacción entre las dosis de irradiación y los
genotipos evaluados. La figura 6 nos muestra que ambos genotipos fueron afectados
por dosis de irradiación de 30 Krad en adelante. Sin
embargo, se observa así mismo que las dosis de 45, 60 y 75 Krad
produjeron plantas con menor peso seco en el cultivar A-4.
Peso seco de raíz (g)
Al hacer el respectivo análisis de varianza para los datos obtenidos
para este carácter, realizado 21 días después de la siembra, se encontraron
diferencias estadísticas para los
efectos simples de dosis de irradiación y para el efecto simple de los genotipos, no así para la interacción entre ambos
factores.
La figura 7 nos muestra que el cultivar TC 9-6 presentó plantas de
mayor peso seco que el cultivar A-4. Por otro lado, la figura 8 nos muestra como va
disminuyendo el peso seco de las plantas al aumentar la dosis de irradiación,
aunque se observó similitud estadística entre el tratamiento de 15 Krad y el testigo sin irradiar.
DISCUSIÓN
La irradiación de semillas de dos cultivares de frijol con
rayos gamma afectó su germinación y el crecimiento de las plántulas desarrolladas
a partir de las mismas, encontrándose la tendencia general a disminuir la
expresión de los caracteres evaluados según aumentan las dosis de irradiación.
Además se observaron efectos de letalidad en las dosis de 60; 80 y 100 Krad, sobre todo en el cultivar A-4 que resultó ser más
sensible a la radiación que el cultivar TC 9-6. Además se observó respuesta
diferencial en cuanto a la germinación de estos cultivares, siendo mayor la
germinación en el cultivar TC 9-8 que en el cultivar A-4. Respuesta similar fue
observada por Valladares (1990) al irradiar semillas de cuatro cultivares de
Frijol con una dosis única de 60 Krad. y sembrar
directamente en el campo tres días después de irradiar las semillas.
Chowdhury y Singh (1980) indican que al irradiar semillas
de seis variedades de Frijol y quinchoncho (Cajanus cajanus (L.) Millsp)
con dosis de 20 – 80 Krad observaron reducción de la
germinación en todos los tratamientos.
Además estos autores observaron un mayor efecto varietal en el quinchoncho.
Para la mayoría de los caracteres evaluados
se observó una LD50 entre las dosis de 40 y 60 Krad,
especialmente para el cultivar A-4. La agencia Internacional de Energía
Atómica (AIEA, 1995) reporta la dosis
que reduce en un 50% la altura de la planta de algunas especies de leguminosas,
tales como: Cajanus cajan
(15 – 21 Krad), Phaseolus
vulgaris (15 – 30 Krad),
Phaseolus lunatus
(9 – 16 Krad) Phaseolus
aureus (65 – 100 Krad),
Vigna unguiculata
( 30 – 50 Krad).
Lawhale (1982) obtuvo que la dosis de 22 Krad fue la más efectiva para inducir variación genética en
Frijol. Por su parte Subramanian (1979) indica que
después de irradiar semillas semillas de Vigna unguiculata subsp. Cilíndrica, en estado verde, con dosis de 10 – 40 Krad de rayos gamma, observó varios mutantes en las
plántulas de
CONCLUSIONES
Se observó efecto de la interacción entre los
genotipos y las dosis de irradiación en todos los parámetros, a excepción del número medio de días para germinación
completa y para el peso seco de la raíz, donde se observaron diferencias solo
para el efecto simple de los factores estudiados.
Al analizar los datos y compararlos con los
tratamientos de las semillas sin irradiar se observó que en todos los
parámetros evaluados la dosis letal media (LD50) o dosis reductiva
media (GR50) se encuentra entre 20 y 60 Krad.
Se observaron diferencias entre los cultivares como
respuesta a la radiación, siendo el cultivar TC-9-6 más tolerante que A-4.
LITERATURA
CITADA
Chowdhury, R y
Singh, B. 1980 Effect of gamma irradiation on germination in
pulse crops. Tropical grain Legume Bulletin N| 21.
IAEA, 1995
Manual on Mutation Breeding. International Atomic Energy Agency.
Technical Reports. Series N| 119.
Lawhale, A. 1992
Note on genetic variability in quantitative character of cowpea in the M2
generation. Indian Journal
of Agricultural Sciences.
52. Maharashtra, India. 22-23 p.
Poehlman, J. 1992 Mejoramiento genético de las cosechas, Limusa, México. DF. México
453 p.
Singh, B.
1994 Plant Breeding. Principles
and Methods. Firth Edition. Kalyani Publishers.
Subramanian, D.
1979 Efect
of gamma radiation on Vigna unguiculata subsp Cilíndrica verde. (Abstract) In
Symposium on the role of induced mutations in crop improvement. Hyderabad, Departament of atomic energy. 75 Dep
Bot. Annamalai Univ. Tamil Nadu, India 329 p.
Tulmann Neto, A. 1997 Utilización de radiaciones gamma en el mejoramiento genético de plantas autógamas. En Curso Mutaciones Inducidas en el mejoramiento de plantas. AIEA- UDO, Núcleo Monagas.
Valladares, N. 1990 Nuevas líneas experimentales de frijol (Vigna unguiculata (L.) Walp) para la ecología de sabana. Desarrolladas por selección individual de la población original “Tejero Criollo”. Premio Agropecuario Banco Consolidado. 115 p.
Página diseñada
por Prof. Jesús Rafael Méndez Natera
TABLA DE
CONTENIDO DE LA REVISTA CIENTÍFICA UDO AGRÍCOLA
