Revista Científica UDO Agrícola
Volumen 9. Número 3. Año 2009. Páginas: 556-562
Evaluación del efecto de los
reguladores de crecimiento en la regeneración in vitro de cinco
cultivares élites de yuca (Manihot esculenta Crantz)
Evaluation
of the growing regulator effect on the in vitro regeneration of five
cassava cultivars (Manihot esculenta Crantz)
Arelys MARÍN1,
José Gerardo ALBARRÁN2, Francia FUENMAYOR
2 y
Dinaba PERDOMO1
1Facultad de
Agronomía, Universidad Central de Venezuela. Maracay 2101, Aragua, Venezuela y 2Instituto
Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA). Centro Nacional de Investigaciones
Agropecuarias, Maracay 2101, Aragua, Venezuela. E-mails:
arelysmarin2@hotmail.com, jgalbarran@inia.gob.ve, ffuenmayor@inia.gob.ve y
dinabisa@yahoo.com Autor para correspondencia
|
Recibido: 05/08/2008 |
Fin de primer
arbitraje: 19/03/2009 |
|
Primera
revisión recibida:
08/04/2009 |
Aceptado: 04/05/2009 |
RESUMEN
El cultivo de yuca es una importante fuente de carbohidratos y caloría
para millones de personas en el trópico. Sin embargo, los métodos tradicionales
de propagación presentan una baja tasa de multiplicación. Para satisfacer las
necesidades de material de propagación con características deseables se
requiere la implementación de técnicas de multiplicación masiva, lo cual es
posible mediante el cultivo de tejidos. El objetivo de este trabajo fue evaluar
el efecto de los reguladores de
crecimiento en la regeneración in
vitro de cinco cultivares élites de yuca provenientes del CIAT. Los clones
seleccionados fueron BRA 383, PER
Palabras clave: Yuca, Manihot
esculenta Crantz, cultivo
de microestacas, regeneración in vitro
ABSTRACT
The cassava is an important source of carbohydrates and food energy for
millions of people in the tropic. Nonetheless, traditional methods of
propagation present a low multiplication rate. In order to cover the needs of
materials with desirable characteristics by propagation, it is required to
implement massive multiplication techniques, which is possible through tissue
culture. The objective of this work was to evaluate the growth
regulators effect on the in vitro regeneration of five cassava cultivars
from CIAT. Five cultivars were used: BRA 383, PER
Key words: Cassava, Manihot esculenta Crantz, microcutting culture, in vitro regeneration
INTRODUCCIÓN
La yuca (Manihot esculenta Crantz)
ocupa el cuarto lugar en importancia como fuente de energía producida en el
trópico después del arroz, el maíz y la caña de azúcar. Es la mayor fuente de caloría para más de 500
millones de personas en el mundo. Más
de la tercera parte de la producción de este cultivo se utiliza para la
alimentación humana y el resto en alimentación animal y usos industriales
(FAO, 2000).
La yuca no sólo es un cultivo alimenticio
de primera necesidad en todo el mundo tropical, sino también un importante
cultivo comercial. Su enorme capacidad
de adaptación a condiciones climáticas y edáficas adversas la hace un cultivo
ideal para alcanzar la seguridad alimentaria, aún más hoy, en la medida en que
los suelos pierden su fertilidad, los insumos son más costosos y los subsidios
agrícolas se acaban (Donald et al.,
2000). A nivel mundial es principalmente producida como un cultivo de
subsistencia por pequeños agricultores por lo que se adapta bien a los suelos
pobres, es relativamente resistente a enfermedades y presenta un buen rendimiento (Dufour, 1996).
La ventaja comparativa de la yuca está en áreas marginales, debido a una mejor
adaptación a condiciones extremas comparada con otros cultivos alternativos,
llega a ser uno de los más rentables,
además tiene la ventaja de producir calorías más baratas en áreas
marginales improductivas (Cock y Lynam, 1983).
Las raíces de yuca están
dirigidas a cuatro mercados según sus usos: como raíz fresca y procesada para
consumo humano, como insumo en la industria alimenticia, como materia prima en
la industria productora de alimentos balanceados para animales y como producto
intermedio en la industria no alimenticia.
El método estándar como el agricultor
propaga este cultivo es plantando esquejes denominados estacas. Aunque las
estacas tienen ventajas prácticas como medio de almacenamiento de germoplasma y
como instrumento de propagación, son fuente de enfermedades de la planta y no
se pueden transportar a través de las fronteras internacionales (CIAT, 2001a). Además, cuando se propagan plantas vegetativamente, las tasas
de multiplicación son bajas. Es así como
el potencial de propagación de yuca in
vitro supera ampliamente al de las
técnicas in vivo (sistema de hoja – yema y enraizamiento de brotes), sin
embargo, con una combinación de estas técnicas de propagación es posible satisfacer todas las necesidades
actuales de multiplicación de la yuca en la obtención de un material de buena
calidad (Roca et al., 1991). En
China existen experiencias a nivel de productores usando material proveniente
de cultivo in vitro con un alto porcentaje de sobrevivencia (90%) a
nivel de campo (Guo y Liu, 1994).
En Venezuela es necesario producir “semillas” que
garanticen el suministro de material de propagación de variedades o cultivares
de alta calidad y rendimiento, adaptados a las diferentes zonas productoras de
yuca del país. Existe además, un interés por cultivar variedades con
proyecciones hacia la agroindustria por lo que se plantea la necesidad de
satisfacer una demanda de “semilla” que sobrepasa la oferta tradicional de este
rubro (Albarrán et al.,
2003). Por lo tanto en este cultivo la producción de “semillas” de buena
calidad es esencial. El cultivo de tejidos es una técnica utilizada para la
micropropagación vegetal para obtener vitroplantas de yuca en forma masiva,
libres de plagas y patógenos aumentando así su productividad (Segovia et al. 2002). Al
usar algunas técnicas de cultivo de tejidos, la multiplicación resulta
alta y rápida, además, si el método
utilizado es adecuado disminuyen los riesgos de dispersar plagas y enfermedades
(Páez, 1996). La multiplicación in
vitro de este cultivo es importante para multiplicar rápidamente clones
seleccionados y producir “semilla” básica, propagar masivamente los clones
elites y en la rehabilitación de cultivares cuya producción se haya deteriorado
por acumulación de organismos patógenos (Roca et al., 1991).
Existen diferentes alternativas para
acelerar la multiplicación cuyos
principios son: producir brotes adventicios, inducir la embriogénesis somática,
desarrollar yemas axilares y terminales y el desarrollo de brotes múltiples a
partir de ápices caulinares. En este
sentido el CIAT, está probando la propagación rápida de yuca, empleando el
método de inmersión temporal, con la
finalidad de incremetar la tasa de multiplicación y de este modo disponer de
grandes cantidades de material libre de plagas y patógenos, lo que garantiza el
flujo de material para futuras plantaciones
(CIAT, 2001b; Fregene et al., 2002).
En busca de mejorar la baja
tasa de multiplicación en este cultivo, se han realizado investigaciones donde
ha quedado demostrado que mediante modificaciones en la composición química del
medio de cultivo, especialmente del
balance citocininas/auxinas, así como
de otras condiciones físicas y químicas del cultivo, es posible inducir
la diferenciación de numerosas yemas;
sin embargo, pueden ocurrir
algunas variaciones en la respuesta, dependiendo de la variedad y de las condiciones del cultivo (Roca, 1983).
El estado fisiológico determinará los factores exógenos que deben añadirse o
sustraerse al medio de cultivo, para que pueda inducir la respuesta morfogénica requerida. Los factores endógenos
pueden variar cuantitativamente de acuerdo con las condiciones ambientales, el
genotipo, el tipo de célula y otros aspectos (Litz y Jarret, 1991). Páez (1989a), encontró diferencias entre los genotipos evaluados en cuanto a la
regeneración de brotes a partir de microestacas en medio semisólido con sales
modificadas de Murashige y Skoog (MS)
(1962) y baja concentración hormonal. Gouhua (1998), demostró el efecto de las
citocininas en promover la
organogénesis, destacando la importancia de benciladenina (BA) y tiadiazuron en
combinación con auxinas. Páez
(1989b) señala que algunos medios de
cultivo para iniciación de cultivo de tejidos en yuca que contienen ácido
naftalenácetico (ANA) y bencil aminopurina (BAP) en determinadas
concentraciones conducen a la formación
de callos. En la evaluación de 19
clones élites de yuca, Marín et al.
(2008) encontraron diferencias significativas entre los clones evaluados, en
cuanto al desarrollo de la parte aérea (longitud de vitroplantas y número de
nudos producidos) y cantidad de raíces mostrado por los mismos, en medio MS con
0,02 mg L-1 de ANA.
El objetivo
de este trabajo fue evaluar el efecto de los reguladores de crecimiento ANA, GA3 y BA en la
regeneración in vitro de cinco
cultivares élites de yuca provenientes del Centro Internacional de Agricultura
Tropical (CIAT).
MATERIALES Y
MÉTODOS
Ubicación del ensayo
El ensayo se realizó en
Material
vegetal
Se utilizaron microestacas de una yema de
cinco clones de material elite de yuca: BRA 383, PER
Metodología
Para
evaluar el efecto de los reguladores de
crecimiento en la regeneración in vitro de yuca se usaron dos
medios de cultivo semisólidos constituidos por sales minerales de Murashige y
Skoog (1962), con los siguientes
constituyentes orgánicos: tiamina HCL 100 ppm, mio-inositol 8000 ppm, sacarosa
2%, agar 0,7%. Se evaluaron combinaciones de las siguientes fitohormonas: M1 (ANA 0,02 mg L-1 + AG3 0,05 mg L-1) y M2 (ANA 0,02 mg L-1
+ AG3 0,05 mg L-1
+ BA 0,5 mg
L-1). Se implantaron
seis microestacas en frascos de vidrio de 200 ml, a los que se agregó 25 ml de
medio de cultivo. El material vegetal una vez implantado se mantuvo en cuarto de crecimiento a una temperatura de 28
±
La combinación de los dos medios de cultivo (M1 y M2) con
los cinco clones (BRA 383, PER
|
T1: M1 BRA 383 |
T6: M2 CM
523-7 |
|
T2 : M2 BRA 383 |
T7: M1 CM
3306-4 |
|
T3: M1 PER 183 |
78: M2 CM
3306-4 |
|
T4: M2 PER 183 |
T9: M1 SM
1565-15 |
|
T5: M1 CM 523-7 |
T10: M2 SM 1565-15 |
Este ensayo fue llevado a
cabo bajo un diseño completamente al
azar con tres repeticiones, cada unidad experimental (UE) estuvo conformada por
seis microestacas. Transcurridas las ocho semanas, las plántulas fueron extraídas
de los frascos, se determinó el número de nudos por vitroplanta, longitud, peso
fresco y peso seco de brotes y raíces y porcentaje de callo; posteriormente
fueron colocadas en estufa a
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En los tratamientos (T2,
T4 y T8) constituidos por el medio M2
(ANA 0,02 mg L-1 + AG3 0,05 mg L-1 + BA 0,5 mg
L-1) no hubo desarrollo de raíces ni parte aérea, se observó un alto porcentaje de formación de
callo que varió de
|
Cuadro
1. Efecto del medio de cultivo sobre la respuesta de las microestacas de diferentes cultivares de yuca (Manihot
esculenta Crantz). |
||||||||||||||
|
Tratamientos |
Número de nudos * |
Longitud de vástagos (cm) * |
Peso
fresco de vástagos (g) * |
Peso
seco de vástagos (g) * |
Longitud de raíces (cm) * |
Peso
fresco de raíces (g) * |
Porcentaje
de callo * |
|||||||
|
T1 M1 BRA 383 |
3 |
c |
3,6 |
ab |
101,6 |
ab |
18,3 |
ab |
7,5 |
a |
61,6 |
bc |
0.0 |
d |
|
T2 M2 BRA 383 |
0 |
e |
0,0 |
d |
0,0 |
c |
0,0 |
d |
0,0 |
d |
0 |
d |
71,6 |
c |
|
T3 M1 PER 183 |
5 |
b |
3,8
|
ab |
95,0
|
ab |
13,6
|
bc |
6,6
|
ab |
75
|
a |
0,0
|
d |
|
T4
M2 PER 183 |
0 |
e |
0,0 |
d |
0,0 |
c |
0,0 |
d |
0,0 |
d |
0 |
d |
88,6
|
b |
|
T5
M1 CM 523-7 |
7 |
a |
4,9 |
a |
130,0 |
a |
16,9 |
ab |
4,8
|
bc |
45
|
c |
0,0
|
d |
|
T6
M2 CM 523-7 |
2 |
cd |
1,6
|
c |
53,3
|
b |
6,0
|
c |
2,9
|
c |
33,3
|
c |
77,3
|
c |
T7 M1 CM 3306-4
|
4 |
bc |
3,3
|
bc |
93,3
|
ab |
13,1
|
bc |
4,8
|
bc |
51,6
|
bc |
0,0
|
d |
|
T8
M2 CM 3306-4 |
0 |
e |
0,0 |
d |
0,0 |
c |
0,0 |
d |
0,0 |
d |
0 |
d |
100,0
|
a |
|
T9
M1 SM 1565-15 |
4 |
bc |
3,0
|
bc |
98,3
|
ab |
12,1
|
bc |
4,4
|
bc |
75
|
a |
0,0
|
d |
|
T10
M2 SM 1565-15 |
2 |
cd |
3,0 |
bc |
135,0
|
a |
23,0 |
a |
0,0 |
d |
0 |
d |
100,0 |
a |
|
* Diferencias significativas al 5 %. Letras distintas
en los valores dentro de una misma columna, indican diferencias, según prueba
de rangos múltiples de Duncan. |
||||||||||||||
Con relación al número de
nudos producidos se observó una respuesta diferencial en cuanto a los medios de
cultivo probados, encontrándose un mejor comportamiento en el medio M1,
observándose que los clones en este medio presentaron el mayor número de
microestacas/vitroplanta y a su vez se observan diferencias entre los clones,
siendo el T5 (CM 523-7) el que mostró el
mayor número de microestacas, seguido por T3
(PER 183), (Cuadro 1). Esto
concuerda con lo mencionado por Oliveira et al. (2000), quien concluye que hay un efecto pronunciado del
genotipo en el desarrollo in vitro de plántulas de yuca y con los resultados
obtenidos por Marín et al. (2008) que
encontraron diferencias significativas entre 19 clones élites de yuca evaluados in vitro.
En cuanto a la longitud de la
parte aérea, hubo diferencias significativas entre los tratamientos evaluados, siendo
mayores los obtenidos en el T5 ubicándose en el primer grupo, seguidas por T3 y
T1 (Cuadro 1), estos brotes presentaron hojas de color verde intenso con tallos
rectos. Los brotes de menor longitud
fueron aquellos que se lograron en el
M2: T6 y T10; los brotes obtenidos en el
T10 mostraron una tendencia a formar
tallos gruesos con entrenudos cortos y sin raíces; la mayor longitud de brotes
alcanzada en M2 coincidió con la menor
longitud obtenida en M1, para el clon SM-1565-15 (Cuadro 1). Páez (1989b),
obtuvo resultados similares al cultivar microestacas de yuca usando el clon
UCV-2578 en un medio de cultivo MS con concentraciones muy bajas de BAP o sin BA.
El peso fresco de los brotes
aéreos varió significativamente en los tratamientos evaluados, siendo mayor en T10 y
T5 (brotes con mayor longitud), seguidos por T1, T9, T3 y T7 (Cuadro 1). Es
importante resaltar que en este caso el mayor peso fresco de la parte aérea en
T10 no se relaciona con el mejor tratamiento; ya que los brotes
obtenidos en T10 presentan tallos gruesos, con poco follaje, una coloración verde-amarillenta y entrenudos
cortos. Los mayores valores de peso seco se obtuvieron en el T10, seguido por T1 y T5 (Cuadro 1). En este caso la composición del
medio de cultivo M2 influyó sobre una mayor división celular y diferenciación
de los tejidos que conforman el tallo y muy poco sobre la diferenciación foliar
ocasionando alteraciones del crecimiento que disminuyen el vigor de las plantas
del clon SM 1565-15. En el caso de T5 (clon CM 523-7) la mayor longitud de
brotes y raíces frescas se relaciona con buen vigor y crecimiento normal de las
plantas.
En el caso de la longitud de
las raíces se puede observar que hubo diferencias significativas entre los
diferentes tratamientos, siendo mayores en el T1 seguido por T3 (Cuadro 1), en
los tratamientos representados por el M2 solo hubo formación de raíces en el
T6, aunque las mismas presentaron menor
longitud. La ausencia de BA en M1 promovió la formación de raíces en los cinco
(5) clones evaluados, lo cual está
relacionado con el balance exógeno de auxinas y citoquininas. En el caso de M2,
el clon CM 523-7 posiblemente predominó el efecto del genotipo en la formación
de raíces. Este efecto es importante ya que la presencia de raíces en las
plántulas de yuca, en cantidades equilibradas con el desarrollo de la parte
aérea, beneficia la multiplicación, debido a que promueve mayor absorción de
nutrientes y consequentemente la producción de yemas que servirán de explantes
para los subcultivos subsecuentes (Oliveira et al., 2000).
Con respecto al peso fresco de
raíces varió significativamente entre los tratamientos, siendo las del T3 las
que alcanzaron el mayor peso seguidas por las del T9 (Cuadro 1). El tratamiento T3 (clon PER-183) presentó
valores altos de longitud y peso fresco de raíces, así como de la parte área.
El tratamiento T5 (clon CM 523-7) presentó similares resultados al clon
PER-183, excepto en el peso fresco de la raíz. El crecimiento vigoroso tanto de
la parte área como radical son importantes en las plantas de yuca.
CONCLUSIONES
Para la multiplicación in
vitro de los cultivares estudiados, el medio M1 (ANA 0,02 mg L-1
+ AG3 0,05 mg L-1), fue el mejor inductor para la
regeneración de la mayoría de los cultivares evaluados, ya que hubo un
desarrollo de brotes y raíces, lo que
podría influir en una mejor adaptación de las vitroplantas a nivel de umbráculo
y campo. La adición de BA a la
concentración de 0,5 mg L-1 en el medio de cultivo fue determinante
en el escaso desarrollo de las microestacas (producción de brotes y raíces) en
la mayoría de los cultivares estudiados.
Los cultivares CM 523-7, PER 183
y BRA 383 mostraron el mejor comportamiento para las variables evaluadas:
número de nudos y longitud de brotes, lo que permitiría obtener una mayor cantidad de vitroplantas para posteriores multiplicaciones, esto es
indicativo de que estos materiales pueden ser multiplicados rápidamente sin
dificultad en el medio M1.
RECOMENDACIONES
Se recomienda evaluar concentraciones bajas
(< 0,5 mg L-1) de BA en el
medio de cultivo para regeneración in vitro de yuca, siempre y cuando no
se haya planteado como objetivo la obtención de brotes múltiples, ya que solo con la adición de ANA es suficiente para lograr resultados
positivos en la multiplicación de estos
cultivares. Seguir evaluando estos
medios con otros clones élites introducidos del CIAT y con clones locales con
alto potencial que se encuentran en los bancos de germoplasma del INIA-CENIAP y
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(editores). CIAT. Cali, Colombia. p.
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