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Evaluación de la tolerancia a la salinidad en los primeros estadios del crecimiento de 12 variedades de trigo (página 2)

Enviado por L. Argentel



Partes: 1, 2


2

 10 TH 32

México

T. aestivum

3

Mexicana 24

México

T. aestivum

4

Idyn 18

México

T. durum

5

Eduyt 16

México

T. durum

6

INIFAT RM -30

Cuba

T. aestivum

7

INIFAT RM -26

Cuba

T. aestivum

8

INIFAT RM - 29

Cuba

T. aestivum

9

INIFAT RM - 31

Cuba

T. aestivum

10

INIFAT RM -36

Cuba

T. aestivum

11

INIFAT RM - 32

Cuba

T. aestivum

12

INIFAT RM - 37

Cuba

T. aestivum

Se tomaron, aleatoriamente, semillas  de las variedades a razón de 25 por placa Petri puestas a embeber en 10 ml de una solución salina de  cloruro de sodio (NaCl), ajustadas  a conductividades eléctrica (CE) de  25 y 28 dS.m-1, como control se utilizó agua destilada a una conductividad eléctrica (CE) de 0.02 dS.m-1 . Las placas fueron dispuestas siguiendo un arreglo experimental completamente aleatorizado. Por cada variante se realizaron tres repeticiones.

A las 24 horas de montado el experimento, se determinó el contenido  de agua absorbida (AA) por  el método gravimétrico y se expresó en base fresca (González,  y Ramírez, 1999). Se montó un ensayo similar pero usando papel de filtro en las placas para evaluar, a los 7 días posteriores a la germinación,  las variables del crecimiento (altura de las plantas, AP y longitud de la raíz LR) y la acumulación  de biomasa fresca (MF) y seca (MS) de las plántulas. A partir de estos datos se calculó la tolerancia relativa a la salinidad (González, (1996):

ITR (%)= 100 (ITS/ITC),

donde ITS e ITC, son los indicadores evaluados en las soluciones salinas y la solución control, respectivamente.

Con el propósito de establecer los indicadores más adecuados para la diferenciación de las variedades se realizó un  análisis de componentes principales y para su agrupamiento un análisis de  Conglomerados jerárquico y  de ligamiento completo sobre la base de una matriz de distancia euclidiana, utilizando para estos análisis  el paquete profesional ESTATISTICA, versión 6.0 para Windows 98.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

A partir del  análisis de componentes principales se observó que en los dos primeros componentes se acumuló el 55.98 % de la variabilidad total entre las variables evaluadas   y que los indicadores absorción de agua a 25 dS.m-1, altura de la planta a 25 dS.m-1, longitud de la raíz a 28 dS.m-1 en el primer componente y acumulación de masa seca a 25 dS.m-1 en el segundo componente fueron las variables de mayor correlación con los ejes principales (Tabla II) lo cual señala la utilidad que pueden tener las mismas para la evaluación de la repuesta  a la salinidad en etapas iniciales del crecimiento en el  cultivo del trigo.

Se ha señalado el uso de estos indicadores del crecimiento y  la acumulación de biomasa  para discriminar genotipos tolerantes al estrés salino en diferentes cultivos (González, 2000;  Mano y  Takeda,  2001;   Prazak, 2001).

Tabla II: Variables componentes principales.

Variables

Componentes principales

1

2

Absorción de agua 25 dS.m-1

-0.90

-0.19

Altura de la planta 25 dS.m-1

-0.85

0.41

Longitud de la raíz 25 dS.m-1

-0.69

0.49

Masa fresca 25 dS.m-1

0.11

-0.25

Masa seca 25 dS.m-1

-0.52

-0.73

Absorción de agua 28 dS.m-1

0.42

0.36

Altura de la planta 28 dS.m-1

-0.29

-0.50

Longitud de la raíz 28 dS.m-1

-0.76

0.59

Masa fresca 28 dS.m-1

-0.63

0.49

Masa seca 28 dS.m-1

-0.42

0.68

Autovalores

3.00

2.34

Porcentaje de contribución

34.63

21.35

Contribución total

 

55.98

Partiendo de estas variables de mayor correlación  con los ejes principales,  se realizó un agrupamiento, de las variedades mediante el análisis de Conglomerados Jerárquico y de Ligamiento Completo basado en una matriz de  distancia Euclidiana, que permitió reunir a los cultivares en tres grupos, indicando la existencia de  variabilidad genética  para la respuesta al estrés salino (Figura 1), aspecto importante dado que la tolerancia a la salinidad es un carácter de magnitud finita y su mejoramiento presupone la existencia de niveles utilizables en el germoplasma que se conserva en los bancos (González, 2000).

Diferencias en la tolerancia varietal del trigo a la salinidad han sido informadas  por diversos autores (Mano y Takeda,  2001). Al respecto se  evaluaron 1300 variedades de trigo durante la fase de germinación y estadío de plántula y encontraron una alta diversidad genética, lo que permitió seleccionar variedades con alta tolerancia a la salinidad (González, 2002). Estos autores señalaron además que las variedades hexaploides (AABBDD) (T.aestivum) fueron más tolerantes que las tetraploides (AABB) y las diploides (AA), señalando que el factor genético que controla la tolerancia a la salinidad puede estar localizado en el genoma D.

Figura 1. Dendrograma obtenido mediante el análisis de conglomerado.

El grupo I formado por las variedades de trigo harinero IRM-26, IRM-29, IRM-31, RM-36,  IRM-37 Cuba-C-204 fue el de mejor respuesta al estrés, con índices de tolerancia superiores al 80% para las cuatro variables que más contribuyeron a la variabilidad total, clasificando como tolerante (Tabla III), sin embargo  el valor del índice de  absorción de agua  a 25 dS.m-1   fue menor que las  restantes variables de este grupo, aspecto que deberá estudiarse en lo adelante basado en indicadores como el potencial hídrico de la semillas más que en la cantidad de agua absorbida por el método gravimétrico, dado esto por la importancia que tiene este proceso para lograr una correcta  germinación.

En tal sentido, se ha planteado que no existe una relación directa entre la respuesta a la salinidad evaluada en base a la absorción de agua de las semillas y el crecimiento de las plántulas (Kumar y  Yadav, 2006) y dado que durante  la  absorción de agua tienen lugar  mayormente fenómenos  físicos (González, 2002) se acepta que la evaluación de la respuesta varietal a la salinidad, según la cantidad de agua absorbida por las semillas en soluciones salinas respecto al control, no es altamente precisa y solo puede ser utilizada como un indicador de referencia, para simplificar el trabajo en la evaluación inicial de grandes grupos de variedades y/o líneas y discriminar las variedades de mayor susceptibilidad.

Tabla III: valores promedios de los índices de tolerancia  a la salinidad sobre la base del agua absorbida y los indicadores del crecimiento.

Grupo

Variedades

y/o líneas

 

 

Valores promedios de los índices de tolerancia

AA

25dS.m-1

AP

25 dS.m-1

LR

28 dS.m-1

MS

25 dS.m-1

I

IRM-26, IRM-29, IRM-31, RM-36,  IRM-37 Cuba-C-204

81.02

86.56

88.98

89.23

II

Mexicana24, 10 TH29

IRM-30, ,   IRM-32 Idyn18

87.31

71.49

79.08

25.82

III

Eduyt 16

67.85

45.78

71.34

88.55

AA. Absorción de agua por las semillas; AP. Altura de las plántulas; LR. Longitud de las raíces.  MS. Acumulación de materia seca.

El segundo grupo formado por las  variedades de trigo harinero Mexicana24, 10 TH29

IRM-30,  IRM-32  y  una variedad de trigo duro Idyn18 clasificó como moderadamente tolerante. Este agrupamiento de las variedades de trigo harinero en el  primer y segundo grupos indica la superioridad de esta especie  en cuanto a la tolerancia a la salinidad (Kumar  y Yadav, 2006), aspecto que es necesario continuar comprobando basado en indicadores bioquímicos y moleculares con el propósito de aislar genes de tolerancia que puedan ser transferidos a variedades comerciales de alta productividad (Mano  y Takeda, 2001).  La variedad de trigo duro  Eduyt 16  formó el tercer grupo clasificando como susceptible, por lo que en futuros programas de implementación en áreas afectadas por el estrés o en programas de mejora genética para este carácter pudiera ir discriminándose.

En experimentos con T. Aestivum, T. Durum Desf, T. turanicum Jakubz y T. ispahanicum Heslot y los endémicos T. dicoccoides Aarans, T. timofheevi Zhuk, T. spelta y T. turgidum L.,  se  encontró mayor tolerancia a la salinidad en T. aestivum  y la atribuyó a su gran distribución por todo el mundo y a que esta especie está conformada por una gran cantidad de variedades de diferentes procedencias ecologo-geográficas, donde están presentes los suelos salinos (Udovenko, 1985).

Las variedades del grupo I fueron obtenidas, en Cuba en el Instituto de Investigaciones fundamentales de Agricultura Tropical (INIFAT), por inducción de mutaciones, a partir de la variedad cubana CubaC- 204 la cual, en experiencias anteriores, mostró una buena respuesta al ser sometida a altas concentraciones salinas para evaluar  la germinación y el crecimiento de las plántulas (González,  2002).

Al respecto   se ha indicado la posibilidad de generar variación heredable para la tolerancia a la salinidad en el cultivo del trigo (Singh y  Singh, 2001) lo cual tiene una significación  práctica importante, pues la  variabilidad natural para este carácter  es considerada baja en las plantas superiores  en general y en particular para el trigo.

Algo significativo en todos los grupos   es que  a 28 dS.m-1  los índices de tolerancia  para la variable  longitud de la raíz (LR) son altos, coincidiendo con resultados obtenidos por varios autores (Singh, 2001) recomendando esta variable como un indicador eficiente para la selección de variedades y/o líneas de trigo tolerantes a la salinidad.

La metodología de evaluación utilizada es sencilla y económica ya que   permite discriminar, en condiciones de laboratorio, las variedades con mayor grado de susceptibilidad (Isla y Royo, 2006)  e incorporar al campo las que más condiciones reúnan, lo cual quizás constituya su mayor valor  utilitario en una primera fase, para aislar el material inicial con menos perspectivas dentro de un programa de mejoramiento genético para la tolerancia a la salinidad (Argentel y  González, 2006).

CONCLUSIONES

Se encontró alta variabilidad genética en cuanto a la tolerancia a la salinidad en le germoplasma estudiado.

Las variedades de trigo harinero fueron más tolerantes a la salinidad que las variedades de trigo duro.

BIBLIOGRAFÍA

1.       Argentel, L. y L.M. González (2006). Comportamiento de la tolerancia interespecífica a la salinidad en dos especies del género triticum. Cultivos Tropicales, (27) no. 2, p. 51-52.

2.       González, L. M y R. Ramírez (1999). La absorción de agua por las semillas de arroz a     altas concentraciones salinas como posible indicador de la tolerancia varietal.      Cultivos Tropicales, ( 20) ,no. 1,p. 31-34,. 

3.       González, L. M (2002). Aspectos generales sobre la tolerancia a la salinidad  en las plantas cultivadas. Cultivos Tropicales, (23), no. 2, p. 27-37.

4.       González, L.M (1996). Uso  de radioinducción de mutaciones en la obtención de genotipos de arroz tolerantes a la salinidad (Tesis de doctorado). Bayamo: IIA "Jorge Dimitrov".

5.       González, L.M (2000). Análisis de la tolerancia a la salinidad en variedades  de Vigna   unguiculata (L) sobre la base de caracteres agronómicos, la acumulación de iones y el contenido de proteínas.  Cultivos Tropicales, (21), no. 1,p. 47-52,

6.       INTA (1981). El cultivo del trigo/ INTA.- Buenos Aires: Ministerio de la Agricultura y Ganadería de la Nación,.- p. 95-120.

7.       Isla y Royo (2006). Tolerancia a la salinidad en la tribu triticeae. Investigación  Agraria, Producción y Protección vegetal, vol. 12, no. 1, 2 y 3, p. 133-145.

8.       Kumar, D. (2005). Salt-tolerance of some induced wheat mutants of HD 1565. Indian Journal of Agricultural science, (51), no. 7, p. 475-479.

9.       Kumar, D. And Yadav, K.L (2006). Salt tolerance of some induced wheat mutants of  DH 1553  . Indian Journal of  Agricultural Science, , vol. 31, no.2, p. 75-83.

10.   Mano, Y y K Takeda (2001). Genetic resourses of salt- tolerance at germination and  the seedling stage  in wheat. Japanese Jounal  of Crop Science,.vol 70, no. 2, p. 215-220.

11.   Nonhebel, S. (1997). Effect of changes in temperature and CO2 concentration on simulated   spring wheat yields in the netherlands climate change. Indian  Jounal  of Crop Science,  (24): 311-329..

12.   Prazak, R, (2001). Salt-tolerance of triticum monococum L. , Triticum dicocum (s  chank) Schubl., Triticum durum  Desf and Triticum eastivum L. Seedlgings. Journal of Aplied Genetic, , vol.  42, no. 3, p. 289-292.

13.   Royo, A y D Abió, (2002). Salt tolerance in T. durum wheat cultivars. Japanese Jounal  of Crop Science,  (63), no. 2, p. 158-163.

14.   Royo. A y R. Aragues, (2002).  Establecimiento de nuevos índices de tolerancia de loscultivos a la salinidad: la cebada como caso  de estudio. Investigación Agraria. Producción y Producción Vegetal, (17) no.3, p. 410- 421.

15.   Singh, K.P., (2001). Stress physiological studies on seed germination and seedling growth of some wheat hybrids. Indian Journal of Plant Physiology,   (13), no. 3 p. 180-186.

16.   Udovenko, G. V., (1985).  Vías  para  elevar la productividad  de las plantas cultivadas en suelos salinizados, Ciencias de la Agricultura, 1985, (25), p. 77-84.

 

 

 

 

 

Autor:

L. Argentel

Universidad de Granma. Carretera a Manzanillo

LM. González

Instituto de Investigaciones Agropecuarias "Jorge Dimitrov"

I. Fonseca

Universidad de Granma. Carretera a Manzanillo


Partes: 1, 2


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