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Efecto del potencial osmotico y contenido de Ca en el medio de cultivo sobre la distribucion de [Ca.sup.2+] y [K.sup.+], produccion de biomasa y necrosis apical de vid "R110".

RESUMEN

El potencial osmotico, el balance ionico y las relaciones nutricionales del medio de cultivo son determinantes en el crecimiento y distribucion de nutrientes de las plantas cultivadas in vitro; sin embargo, en la mayoria de las investigaciones los primeros no se consideran. Se evaluo el efecto de diferentes potenciales osmoticos de las sales (-0,106; -0,113; -0,120; -0,128; -0,143 y -0,157MPa) y del contenido de [Ca.sup.2+] en el medio de cultivo sobre la distribucion de [Ca.sup.2+] y [K.sup.+], y el peso de biomasa seca de explantes de vid. La concentracion ionica de los explantes se midio con un microscopio electronico de barrido de bajo vacio (MEB-LV). El mayor potencial osmotico del medio de cultivo (-0,106MPa) favorecio la translocacion de [Ca.sup.2+] y [K.sup.+] de los tallos hacia las hojas, mientras que, el potencial mas negativo (-0,157MPa) permitio que los mayores contenidos se acumularan en los tallos. El mayor peso de biomasa seca (57mg) y los menores porcentajes de explantes con sintomas de deficiencia de [Ca.sup.2+] (20%) se obtuvieron con el potencial osmotico de -0,106MPa y con concentracion de [Ca.sup.2+] en el medio de cultivo de 1,5mM.

PALABRAS CLAVES / Portainjerto / Relacion [Ca.sup.2+]/[K.sup.+] / Vitis berlandieri x V. rupestris R. /

Recibido: 29/01/2004. Modificado: 01/06/2004. Aceptado: 11/06/2004.

Introduccion

La disponibilidad de los nutrientes influye en el crecimiento de las plantas in vitro, que esta determinado por la concentracion, fuente y relacion ionica del medio de cultivo (Leifert et al., 1992). George (1993) atribuye a las sales inorganicas y al azucar sus efectos sobre el desarrollo de las plantas debido a sus propiedades osmoticas. La baja actividad fotosintetica y pequena area foliar de explantes, en condiciones in vitro, no proporcionan cantidades suficientes de carbohidratos, por lo que los elementos minerales y compuestos organicos del medio son esenciales (Ruzic et al., 2000).

El potencial osmotico del medio de cultivo tiene efecto directo en los explantes; conforme sea mas negativo, menor sera la absorcion de agua y, por consecuencia, se dificultara la multiplicacion de brotes axilares por la baja disponibilidad de los nutrientes del medio. La composicion mineral de los medios de cultivo resulta fundamental, ya que tiene un efecto decisivo en el potencial osmotico y el pH del medio, asi como en la nutricion de los explantes (Morard y Henry, 1998). En este sentido, George (1993) senala que las celulas mantenidas en un ambiente con bajo potencial osmotico pierden agua y disminuyen su potencial hidrico, alterando su morfogenesis. Por otra parte, Pierik y Steegmans (1975) indican que el crecimiento y organogenesis de los explantes se detienen cuando el potencial osmotico es mas negativo que -0,3MPa debido a la baja absorcion de agua.

Las sales del medio de cultivo propuestas por Murashige y Skoog (1962) son deficientes en algunos macronutrientes, lo que impide el adecuado desarrollo de especies lenosas, como es el caso de peral y manzano (Singha et al., 1987). En la mayoria de los trabajos realizados con vid, se ha utilizado este medio y ha sido frecuente la presencia de necrosis apical (Sha et al., 1985) e hiperhidratacion (Ruzic et al., 2000) en los explantes, debido, entre otros factores, a los desbalances ionicos y relaciones nutricionales.

Es notorio el efecto de los macronutrientes en los explantes, siendo estudiados con mayor frecuencia la relacion N[O.sub.3.sup.-]:N[H.sub.4.sup.+] en los medios de cultivo (Do y Cormier, 1991; Vinterhalter y Vinterhalter, 1992). Sin embargo, el [Ca.sup.2+] y el [K.sup.+] son tambien esenciales para el desarrollo de las plantas y son antagonicos entre si, por lo que debe haber una correcta relacion entre ambos. Cabe indicar que en muchos medios de cultivo utilizados para propagacion de vid hay mayor proporcion de [K.sup.+], lo que resulta en menor calidad de brotes (Tabla I).

La demanda nutricional y el contenido en [Ca.sup.2+] de las plantas son controlados geneticamente, ademas de estar afectadas por el suplemento de este nutriente (Kirkby y Pilbeam, 1984). Clarkson (1984) y Marschner (2002) indican que los desordenes ocasionados por deficiencia de [Ca.sup.2+] son causados principalmente por la limitada capacidad de las plantas de regular la distribucion interna de este elemento a los organos de demanda, dado que el movimiento de [Ca.sup.2+] es principalmente acropetalo, via xilema, y puede estar correlacionado con la cantidad de agua que se mueve en los tejidos (Choi y Lee, 2001). Ademas, la salinidad reduce el transporte del agua y asimilacion de nutrientes (Adams y Ho, 1989; Navarro et al., 2000).

Uno de los problemas asociados con deficiencias de [Ca.sup.2+] en los apices de los brotes es la necrosis apical que ocurre en explantes cultivados in vitro, principalmente en especies lenosas, resultado de la baja movilidad del ion. En cultivos in vitro la alta humedad limita la transpiracion y el movimiento de iones via xilema (George, 1993).

Las investigaciones referentes a la necrosis apical con un enfoque en nutricion in vitro se han encaminado a evaluar niveles de [Ca.sup.2+], sin considerar el balance ionico y el potencial osmotico del medio, asi como las necesidades nutricionales de los explantes. Por otro lado, la tecnica de espectrometria de fluorescencia de rayos-X (EPMA por Electron-Probe X-Ray Microanalysis) presenta resultados favorablemente comparados a los obtenidos mediante AESICP y la ventaja del proceso de no ser destructivo y consecuentemente rapido (Gunter et al., 1992). El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del potencial osmotico y el contenido de [Ca.sup.2+] en el medio de cultivo sobre la distribucion y acumulacion de [Ca.sup.2+] y [K.sup.+], produccion de biomasa, y la incidencia de necrosis apical en explantes de vid.

Materiales y Metodos

Material vegetal y medios de cultivo

Se utilizaron brotes apicales (1cm) del portainjerto de vid R110 (Vitis berlandieri x V rupestris R.), mantenidos por siete subcultivos en medio base semi-solido compuesto por 10mM N[H.sub.4]N[O.sub.3]; 7,91mM KN[O.sub.3]; 1,5mM MgS[O.sub.4] x 7[H.sub.2]O; 1,25mM K[H.sub.2]P[O.sub.4]; 3,0mM Ca[(N[O.sub.3]).sub.2] x 4[H.sub.2]O; 0,1mM EDTA y 0,1mM FeS[O.sub.4] 7[H.sub.2]O; complementados con 1mg x [1.sup.-1] mio-inositol; 0,4mg x [1.sup.-1] tiamina; 0,5mg x [1.sub.-1] benciladenina (BA); 0,25mg x [1.sup.-1] acido indolbutirico (AIB); 30g x [1.sup.-1] sacarosa y 7g x [1.sup.-1] agar. Los medios se ajustaron a pH 5,7 [+ o -] 0,1 con HCl o NaOH y fueron esterilizados en autoclave durante 15min a 121[grados]C.

Los valores de potencial osmotico del medio de cultivo de los tratamientos (Tabla II) se obtuvieron a traves de la ecuacion de Van't Hoff's: [PSI]o = -c R T, donde c: concentracion de soluto en mol x [1.sup.-1], R: constante de gases, T: temperatura en [grados]K.

Cada tratamiento consto de 36 explantes y cada uno de estos se considero como unidad experimental. Se considero como testigo el potencial osmotico del medio de cultivo para vid (-0,113MPa) propuesto por Troncoso et al. (1990) y Villegas et al. (1992). Los segmentos nodales se sembraron en tubos de ensayo de 25x150ml, con 10ml de medio de cultivo. Los tubos fueron cerrados con tapas de polipropileno y sellados con una pelicula de Parafilm, para reducir la deshidratacion del medio y los explantes. Despues de la siembra, los explantes se incubaron a una a 25 [+ o -] 2[grados]C, fotoperiodo de 16h luz e intensidad luminosa de 47,3[micron]mol x [m.sup.-2] x [s.sup.-1]. Los explantes se subcultivaron cada 28 dias.

Cuantificacion del contenido de [Ca.sup.2+] y [K.sup.+] y su distribucion en los explantes de vid

Las determinaciones de [Ca.sup.2+] y [K.sup.+] en tallos y hojas de los explantes de vid se realizaron a los 2, 5, 7, 14, 21 y 28 dias despues del establecimiento del experimento (dde), mediante analisis en microscopio electronico de barrido de bajo vacio (MEB-LV), marca JEOL modelo JSM-5900 LV con filamento de tungsteno, unido a un analizador de energia dispersiva de rayos-X (EXL, modelo LZ-4), que mide la concentracion ionica y permite el analisis de muestras no conductoras y humedas. Se consideraron tres repeticiones por tratamiento para la determinacion ionica en la base del tallo y en la superficie abaxial de las hojas, que fueron analizados con una magnificacion de 500x, aceleracion de voltaje de 20keV y corriente de emision de electrones de 10[micron]A. Se obtuvieron el espectro y las imagenes en las condiciones descritas por Hodson y Sangster (1989).

Con los valores obtenidos en porcentaje de [Ca.sup.2+] y [K.sup.+] se calculo la acumulacion de estos elementos en mM en los explantes: mg [Ca.sup.2+]/explante/ 0,04 y mg de [K.sup.+]/explante/ 0,039. Ademas, se determino la concentracion relativa ([C.sub.rel]) de estos iones como [EXPRESION MATEMATICA IRREPRODUCIBLE EN ASCII.] ([Ca.sup.2+], [K.sup.+]) en el explante por mM ([Ca.sup.2+], [K.sup.+]) utilizados en el medio de cultivo.

Produccion de biomasa seca

El peso de materia fresca de tres explantes se determino a los 2, 5, 7, 14, 21 y 28 dias dde, y posteriormente los explantes se secaron a 65[grados]C durante 72h para obtener el peso de biomasa seca (PBS) por explante en mg.

Necrosis apical en los explantes

Se evaluaron los brotes que presentaron sintomas visuales, tales como oscurecimiento de los apices, amarillamiento de las hojas nuevas o necrosis apical. Los brotes se clasificaron de acuerdo con la escala:

1. Explantes vigorosos, hojas de coloracion verde y entrenudos largos

2. Hojas nuevas amarillas

3. Apices con ligeros sintomas de necrosis

4. Necrosis apical (muerte del explante).

Para el analisis estadistico, se realizo analisis de varianza y comparacion de medias por Tukey (P [menor que o igual a] 0,05) con el paquete de disenos experimentales FAUANL version 1.7 (Olivares, 1990).

Resultados y Discusion

Concentracion de [Ca.sup.2+] y [K.sup.+] en tallos, hojas y planta entera

Se presentan los resultados obtenidos a los 28 dde, debido a que unicamente hubo diferencias significativas entre tratamientos (P [menor que o igual a] 0,05) en ese tiempo. Los resultados en la Tabla III indican que los tratamientos indujeron diferencias significativas (P [menor que o igual a] 0,05) en los niveles de [Ca.sup.2+] y [K.sup.+] en la base de los tallos de los explantes.

Las concentraciones de [Ca.sup.2+] y [K.sup.+] fueron diferentes en los organos analizados, corroborando lo encontrado por Borkowska y Michalczuk (1989) que estudiaron la distribucion de [sup.45][Ca.sup.2+] en explantes de Prunus cerasus L. y detectaron mas actividad en los tallos durante los primeros 4 dias de cultivo, mientras que a partir de los 16 dias se encontro mas [Ca.sup.2+] en las hojas. Los menores niveles de [Ca.sup.2+] en la base de los tallos (3,8mg x [g.sup.-1]) se encontraron en el medio con las concentraciones mas bajas de [Ca.sup.2+] (1,5mM) y mayor potencial osmotico (-0,106MPa) mientras que en las hojas se observo la mayor concentracion (9,9mg x [g.sup.-1]) en el mismo tratamiento. En estas condiciones el flujo de agua se favorece y con ello hay mayor asimilacion y translocacion de [Ca.sup.2+] hasta los apices de los brotes, resultados que coinciden con Choi y Lee (2001) quienes senalan que la distribucion de [Ca.sup.2+] en la parte aerea de los tejidos es afectada por el movimiento de agua y por el estres osmotico que reducen la asimilacion de nutrientes. RuPic et al. (2000) mencionan que la asimilacion Jonica del portainjerto de cereza fue mayor en el medio de cultivo con potencial osmotico de -0,058MPa y con reducido contenido de macronutrientes, particularmente de [K.sup.+], [Ca.sup.2+], [Mg.sup.2+].

Por su parte, Ruhl (1989) obtuvo un aumento en la concentracion de [K.sup.+] en raices y tallos de vid a medida que incremento los niveles de nitrato en el medio de cultivo, lo que coincide con lo encontrado en el presente estudio, donde la concentracion de 29,91mM de N[O.sub.3.sup.-] propicio la mayor cantidad de [K.sup.+] en tallo (13,2mg x [g.sup.1]), siendo que para el [Ca.sup.2+] no se observo el efecto directo del N[O.sub.3.sup.-].

Mengel y Kirkby (1987) encontraron que la tasa de asimilacion de nutrientes difiere en las especies ionicas, debido a la desigual absorcion de cationes o aniones del medio de cultivo; estos desbalances se compensan en la planta mediante la acumulacion o degradacion de acidos organicos, principalmente malato, ademas de que el xilema presenta un proceso muy dinamico de intercambio y liberacion de iones hacia las celulas epidermicas circundantes, por lo tanto, no es un indicador preciso del estado nutricional de las plantas. Lo anterior permite entender porque la relacion [Ca.sup.2+]/[K.sup.+] en la base de los tallos de explantes de vid no presento una correlacion con las concentraciones de estos iones en el medio del cultivo ([R.sup.2]= 0,17).

El contenido de [Ca.sup.2+] y [K.sup.+], y la relacion [Ca.sup.2+]/[K.sup.+] en las hojas no mostraron una estrecha correlacion con el potencial osmotico del medio de cultivo ([R.sup.2]= 0,23; 0,46 y 0,45 respectivamente). Sin embargo, considerando la concentracion total de [K.sup.+] en el explante entero, la correlacion aumenta hasta [R.sup.2]= 0,79. Singha et al. (1990) encontraron que, en la medida que se disminuyo el potencial osmotico del medio de -0,218 hasta -0,258MPa hubo incremento en los porcentajes de [Ca.sup.2+] y [K.sup.+] en los explantes de Cydonia oblonga Mill.

El tratamiento con el potencial osmotico de -0,157MPa y con los mayores niveles de [Ca.sup.2+] (12mM) en el medio de cultivo dio por resultado la menor concentracion de [K.sup.+] en las hojas, lo cual comprueba el antagonismo existente entre ambos cationes. Resultados similares encontraron Penalosa et al. (1995), en plantas de frijol cultivadas en hidroponia.

El tratamiento con -0,113 MPa, considerado como testigo, presento la menor relacion [Ca.sup.2+]/[K.sup.+] en las hojas (0,08). Por otro lado, se demostro que a menores niveles de [Ca.sup.2+] y mayor potencial osmotico del medio (1,5mM y -0,106MPa, respectivamente), se incremento la concentracion de [Ca.sup.2+] en las hojas (9,9mg x [g.sup.-1]) a los 28 dde, lo cual coincidio con el mayor numero de plantas sin sintomas visuales de deficiencia de [Ca.sup.2+], corroborando la dificultad de este ion de distribuirse en la planta en condiciones salinas, reportada por Choi y Lee (2001).

Peso de biomasa seca (PBS), acumulacion y concentracionrelativa de [Ca.sup.2+] y [K.sup.+] en los explantes

En la Tabla IV se observan diferencias estadisticas significativas (P [menor que o igual a] 0,05) a los 28 dde para el peso de biomasa seca (PBS) y acumulacion de [Ca.sup.2] y [K.sup.+] en explantes del portainjerto de vid R110 cultivados in vitro, por efecto del potencial osmotico. El PBS fue significativamente superior en el tratamiento con -0,106MPa, lo cual coincide con Singha et al. (1990), quienes estudiaron niveles de 3, 9 y 18mM de [Ca.sup.2] y potenciales osmoticos calculados de -0,218; -0,235 y -0,259MPa, respectivamente, en el medio de cultivo, encontrando el mayor valor de PBS (107mg) en Cydonia oblonga Mill. con el mayor potencial osmotico.

Los explantes en el medio con potencial osmotico de -0,157MPa mostraron reduccion en el crecimiento, medido por el PBS (23,5mg). Sin embargo, Ruzic et al. (2000) encontraron el mayor peso de biomasa seca en portainjerto de cereza (100mg) en el medio de cultivo con el potencial osmotico mas negativo. Esto pone de manifiesto la importancia de la especie en cuanto a la capacidad de absorcion, tal como lo senalaron Brancadoro et al. (1994).

En lo referente a la acumulacion ionica en planta entera, se observo que en el potencial osmotico de -0,143MPa, donde la relacion [Ca.sup.2+]/[K.sup.+] es de 1, hubo la mayor acumulacion de [Ca.sup.2+] y [K.sup.+]. Ambos elementos son fundamentales en la regulacion del potencial osmotico intracelular y en la permeabilidad de la membrana, lo que determina la eficiencia de asimilacion de nutrientes. Ademas, se pudo apreciar que en terminos de acumulacion ionica, los resultados difieren de lo encontrado por Troncoso et al. (1990), quienes observaron que al aumentar el N total del medio de cultivo se incrementaba la concentracion de [Ca.sup.2+] en los tejidos mientras que disminuya la de [K.sup.+]. No se puede atribuir al N o a la relacion N[O.sub.3.sup.-]:N[H.sub.4]+ los valores de [Ca.sup.2+] o [K.sup.+] acumulados en los explantes. En las condiciones de este estudio, se puede afirmar que el tratamiento usado como testigo (-0,113MPa) no es el adecuado para la multiplicacion de vid R110, ya que en este las plantas tuvieron las menores acumulaciones de [Ca.sup.2+] y [K.sup.+] (4,1mM y 6,7mM, respectivamente).

La concentracion relativa es indicativa de la eficiencia de absorcion y translocacion de [Ca.sup.2+] y [K.sup.+] en este caso, el tratamiento con el menor nivel de [Ca.sup.2+] y el mayor potencial osmotico indica valores de 6,4 para el [Ca.sup.2+] y 1,07 para el [K.sup.+], lo que comprueba el mecanismo mas eficiente de absorcion en condiciones de bajas concentraciones ionicas y mayores potenciales osmoticos, en contraste con George (1993) que encontro que un insuficiente suplemento de [Ca.sup.2+] puede resultar en asimilacion limitada del ion e inadecuado transporte hasta los apices. La concentracion relativa de [Ca.sup.2+] presento una tendencia potencial (y= 5,2293[x.sup.-1.2325]; [R.sup.2]= 0,84) con relacion al potencial osmotico del medio y el [K.sup.+] no mostro una correlacion conforme el potencial osmotico se hizo mas negativo ([R.sup.2]= 0,16), sin embargo, la relacion entre ambos tiene una correlacion significativa con tendencia potencial (y= 5,4779[x.sup.-1,2497]; [R.sup.2]= 0,99).

Necrosis apical en los explantes

A partir de los 14 dias del subcultivo empezo el amarillamiento gradual de los margenes de las hojas mas jovenes, en tanto los sintomas mas severos (muerte del explante) no se observaron en el periodo de 28 dias. Los menores porcentajes (20%) de explantes con sintomas de deficiencia de [Ca.sup.2+] se presentaron en el tratamiento con el mayor potencial osmotico y menor concentracion de [Ca.sup.2+] en el medio (1,5mM [Ca.sup.2+] y -0,106MPa, respectivamente). Se manifestaron por el amarillamiento parcial de las hojas superiores y fue estadisticamente diferente (P [menor que o igual] 0,05) al tratamiento testigo con un potencial osmotico de -0,113MPa (Tabla V).

Ademas, los tratamientos que presentaron los indices mas elevados de brotes sanos (80 y 70%) fueron aquellos en que se acumularon mayores concentraciones de [Ca.sup.2+] en los explantes (9,6 y 10,2mM; Tabla IV). Al contrario de lo encontrado por Sha et al. (1985) en explantes de Solanum tuberosum, donde el aumento en el porcentaje de brotes con necrosis apical se relaciono significativamente con la reduccion en el contenido de [Ca.sup.2+] en el medio de cultivo. Para el caso de la vid, Villegas et al. (1992) encontraron mayor porcentaje de necrosis apical en portainjertos de vid en el tratamiento sin Ca[(N[O.sub.3]).sub.2]. Sin embargo, observaron un comportamiento diferenciado entre los portainjertos evaluados, lo que coincide con lo observado en este experimento, visto que la necrosis apical estuvo relacionada con la concentracion interna de [Ca.sup.2+] en los explantes y no con la concentracion en el medio de cultivo.

Conclusiones

El tratamiento con el potencial osmotico del medio de cultivo de -0,157MPa y el mayor contenido de [Ca.sup.2+] (12mM) dificulto el transporte de [Ca.sup.2+] hacia los apices. El tratamiento con -0,106MPa y menor cantidad de [Ca.sup.2+] en el medio (1,5mM) propicio la translocacion mas eficiente de este elemento a las hojas y el mayor peso de biomasa seca de los explantes; mientras que el potencial osmotico de -0,143MPa favorecio la mayor concentracion de [K.sup.+] en las hojas. El aumento en la concentracion de [Ca.sup.2+] en el medio de cultivo no disminuyo los sintomas de amarillamiento de las hojas de los explantes de vid.
TABLA I
CONCENTRACION DE [CA.sup.2+] Y [K.sup.+], SUMATORIA DE IONES
Y POTENCIAL OSMOTICO DE VARIOS MEDIOS DE CULTIVO UTILIZADOS EN
LA MICROPROPAGACION DE VID

                          [Ca.sup.2+]/
[Ca.sup.2+]   [K.sup.+]    [K.sup.+]     [suma de]C

            mM                               mM

4,23             4,3         1:1,0         13,21
1,27             1,66        1:1,3          9,19
0,22            39,9         1:181         46,56
2,99            20,04        1:6,7         47,63
1,13            30,93        1:27          45,68
2,99             4,74        1:1,6         22,47
3,00             1,24        1:0,4         13,23

[suma de]A   [[PSI].sub.o]

   mM             MPa             Referencia

  13,79         -0,065       Knop, 1865
   8,79         -0,043       White, 1943
  43,16         -0,215       Nitsch y Nitsch, 1956
  48,13         -0,230       Murashige y Skoog, 1962
  37,46         -0,200       Chu et al., 1975
  19,97         -0,102       Anderson, 1978, 1980
  13,75         -0,065       Lloyd y McCown, 1981

[suma de]A: suma de aniones, [suma de]C: suma de cationes,
[[PSI].sub.o]: potencial osmotico de las sales del medio de
cultivo. Modificado de George (1993) y Morard y Henry (1998).

TABLA II
COMPOSICION MINERAL DEL MEDIO DE CULTIVO USADO, COMPLEMENTADO
CON 30G x [L.sup.-1] DE SACAROSA ([[PSI].sub.o]: -0,217MPA) A
25[grados]C

[[PSI].sub.o]   [Ca.sup.2+]   [K.sup.+]   [Mg.sup.2+]

     MPa                        mM

   -0,106           1,5         9,16          1,5
   -0,113           3,0         9,16          1,5
   -0,120           4,5         9,16          1,5
   -0,128           6,0         9,16          1,5
   -0,143           9,16        9,16          1,5
   -0,157          12,0         9,16          1,5

                                                     [H.sub.2]P
N[H.sub.4.sup.+]   [suma de]C   N[O.sub.3.sup.-]   [O.sub.4.sup.-]

                                mM

      10,0           22,16           19,41              1,25
      10,0           23,66           20,91              1,25
      10,0           25,16           22,41              1,25
      10,0           26,66           23,91              1,25
      10,0           29,82           27,07              1,25
      10,0           32,66           29,91              1,25

S[O.sub.4.sup.2-]   [suma de]A   [suma de]T   [[PSI].sub.o]T

                    mM                             Mpa

       1,5            22,16        44,32          -0,323
       1,5            23,66        47,32          -0,330
       1,5            25,16        50,32          -0,337
       1,5            26,66        53,32          -0,345
       1,5            29,82        59,64          -0,360
       1,5            32,66        65,32          -0,374

[[PSI].sub.o]: potencial osmotico de las sales, [suma de]A: suma
de aniones, [suma de]C: suma de cationes, [suma de]T: suma total
de iones.

TABLA III
CONCENTRACION DE C[A.sup.2+], [K.sup.+] Y [CA.sup.2+]/[K.sup.+]
EN TALLOS Y HOJAS DE VID 'R110' CULTIVADA * IN VITRO

[[PSI].sub.o]                       Tallo

                [Ca.sup.2+]   [K.sup.+]   [Ca.sup.2+]/[K.sup.+]

     MPa             mg x [g.sup.-1]

   -0,106          3,8b         3,7b             1,01ab
   -0,113          9,4a         4,8b             1,96a
   -0,120          9,9a         7,4b             1,34ab
   -0,128          8,3ab        8,3ab            1,0ab
   -0,143          9,3a         4,9b             1,9a
   -0,157         11,5a        13,2a             0,87ab

                        Hoja

[Ca.sup.2+]   [K.sup.+]   [Ca.sup.2+]/[K.sup.+]

     mg x [g.sup.-1]

   9,9a         9,9ab             1,0 a
   1,0d        12,3ab             0,08c
   5,4bc       13,2ab             0,41b
   2,7cd       10,5ab             0,26b
   7,0ab       14,3a              0,49b
   3,0bcd       8,2b              0,37b

* A los 28 dias despues del establecimiento del experimento. Medias
con la misma letra en cada columna son estadisticamente iguales
(Tukey [menor que o igual a] 0,05).

TABLA IV
PESO DE BIOMASA SECA (PBS), ACUMULACION
Y CONCENTRACION RELATIVA DE [CA.sup.2+] Y [K.sup.+]
EN EXPLANTES DE VID 'R110' CULTIVADA * IN VITRO
A DIFERENTE POTENCIAL OSMOTICO DEL MEDIO
DE CULTIVO

                               Acumulacion (mM)

[[PSI].   PB[S.sup.y]   [Ca.sup. 2+]   [K.sup.+]   [Ca.sup.
sub.o]     (mg [ex-                                2+]/[K.
 (MPa)    plante.sup.                               sup.+]
             t-1])

-0.106       56,0a          9,6ab         9,8ab      0,98a
-0.113       30,9c          4,1b          6,7b       0,6a
-0.120       29,6c          5,7ab         7,8ab      0,7a
-0.128       51,5b          7,1ab        12,4a       0,6a
-0.143       50,3b         10,2a         12,4a       0,8a
-0.157       23,5d          4,3b          6,4b       0,7a

     Concentracion relativa

[Ca.sup. 2+]   [K.sup.+]   [Ca.sup.
                            2+]/[K.
                            sup.+]

   6,4a          1,07a       6,0a
   1,4b          0,7ab       2,0b
   1,3b          0,9ab       1,4b
   1,2b          1,4a        0,9b
   1,1b          1,4a        0,8b
   0,4c          0,7ab       0,6b

* A los 28 dias despues del establecimiento del experimento. Medias
con la misma letra en cada columna son estadisticamente iguales
(Tukey [menor que o igual a] 0,05).

TABLA V
PORCENTAJE DE BROTES DE VID "R110" CON
SINTOMAS DE NECROSIS APICAL *

 [[PSI].sub.o]    [Ca.sup. 2+]     Clasificacion de
    (MPa)        en el medio de     los explantes
                 cultivo (mM)       **, segun la
                                      escala de
                                    presencia  de
                                    necrosis apical

                                   1     2     3    4

   -0.106            1,5          80a   20c    0a   0
   -0.113            3,0          17c   73a   10b   0
   -0.120            4,5          57b   43b    0a   0
   -0.128            6,0          40b   57a    3b   0
   -0.143            9,16         70a   30b    0a   0
   -0.157           12,0          37b   60a    3b   0

* A los 28 dias despues del establecimiento del experimento.

** Numero total de explantes por tratamiento = 36.

Medias con la misma letra en cada columna son estadisticamente
iguales (Tukey [menor que o igual a] 0,05).


REFERENCIAS

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Christiane Molinos da Silva. Ingeniera Agronoma, Pontificia Universidade Catolica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Uruguaiana, Brasil. Maestra en Ciencias, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brasil. Estudiante de Doctorado, IREGEP, Colegio de Postgraduados, Mexico. Direccion: IRENAT, Colegio de Postgraduados. Km. 35.5 Carr. Mexico-Texcoco. C.P. 56230 Montecillo, Estado de Mexico, Mexico. e-mail: molinacea@hotmail.com

Angel Villegas Monter. Ingeniero Agronomo Fitotecnista, Escuela Nacional de Agricultura (ENA), Mexico. Maestro en Ciencias en Fruticultura, Colegio de Postgraduados, Mexico. Doctor Ingeniero Agronomo, Universidad de Cordoba, Espana. Profesor Investigador, IREGEP, Colegio de Postgraduados, Mexico. e-mail: avillega@colpos.mx

Prometeo Sanchez Garcia. Ingeniero Agronomo, Universidad Rusa, Moscu, Rusia. Ph.D., Universidad de la Amistad de los Pueblos, Moscu, Rusia. Profesor Investigador, IRENAT, Colegio de Postgraduados, Mexico. e-mail: promet@colpos.mx

Gabriel Alcantar Gonzalez. Ingeniero Bioquimico, Escuela Nacional de Ciencias Bioquimicas (ENCB), Instituto Politecnico Nacional (IPN), Mexico. Maestro en Ciencias, Colegio de Postgraduados, Mexico. Doctor en Ciencias, Universidad de Paris, Francia. Profesor Investigador, IRENAT, Colegio de Postgraduados, Mexico. e-mail: alcantar@colpos.mx

Ma. Nieves Rodriguez Mendoza. Quimico Farmaceutico Biologo, Universidad Nacional Autonoma de Mexico (UNAM). Maestra en Ciencias en Microbiologia de Suelos y Doctora en Ciencias en Nutricion de Cultivos, Colegio de Postgraduados, Mexico. Profesor Investigador, IRENAT, Colegio de Postgraduados, Mexico. e-mail: marinie@colpos.mx

Lucero del Mar Ruiz Posadas. Biologo, UNAM. Ph.D., University of Lancaster, Reino Unido. Profesor Investigador, IRENAT, Colegio de Postgraduados, Mexico. e-mail: lucpo@colpos.mx

SUMMARY

The osmotic potential, ionic balance and the nutrient ratios of culture medium are determinant for in vitro propagated plants growth; however, in most investigations, these factors are not considered. The effect of different osmotic potentials (-0.106, -0.113, -0.120, -0.128, -0.143 and -0.157MPa) and [Ca.sup.2+] contents of culture medium salts on the distribution of [Ca.sup.2+] and [K.sup.+], and on dry biomass of explants of grapevine were evaluated. The [Ca.sup.2+] and [K.sup.+] concentrations were measured with a low vacuum scanning electron microscope (MEB-LV). [Ca.sup.2+] and [K.sup.+] translocation from stems to leaves was favored by the higher osmotic potential of culture medium (-0.106MPa), whereas the larger contents of these elements at the base of the stems were found at the most negative osmotic potential (-0.157MPa). The greater dry biomass weight (57mg) and the smaller percentage of explants with [Ca.sup.2+] deficiency symptoms (20%) were obtained at -0.106MPa, the lower osmotic potential, and 1.5mM [Ca.sup.2+] in the culture medium.

RESUMO

O potencial osmotico, o balanco ionico e as relacoes nutrimentais dos meios de cultura sao determinantes para o crescimento e distribuicao dos nutrientes das plantas cultivadas in vitro, entretanto, na maioria dos casos os primeiros nao sao considerados. Neste estudo, avaliou-se o efeito de diferentes potenciais osmoticos dos sais minerais do meio de cultura (-0,106; -0,113, -0,120; -0,128; -0,143 e -0,157MPa) e concentracao de [Ca.sup.2+] sobre a distribuicao de [Ca.sup.2+], [K.sup.+] e peso de biomassa seca dos explantes de videira. A concentracao ionica foi quantificada com um microscopio eletronico de barrido de baixo vazio (MEB-LV). O maior potencial osmotico do meio de cultura (-0,106MPa) favoreceu a translocacao de [Ca.sup.2+] e [K.sup.+] dos talos para as folhas, enquanto o potencial mais negativo (-0,157MPa) permitiu os maiores niveles nos tulos. O maior peso de biomassa seca (57mg) e os menores porcentuais de explantes com os sintomas de deficiencia de [Ca.sup.2+] (20%) se obtiveram com o potencial osmotico de -0,106MPa e com a concentracao de 1,5mM de [Ca.sup.2+] no meio de cultura.
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Author:Molinos da Silva, Christiane; Villegas Monter, Angel; Sanchez Garcia, Prometeo; Alcantar Gonzalez, G
Publication:Interciencia
Date:Jul 1, 2004
Words:6104
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