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Resumen
El género Rosa sp. Forever Young, perteneciente a la familia de las rosáceas es el cultivo más importante del sector ornamental el cual representa uno de los productos principales en el mercado de la floricultura. La propagación de las rosas suele ser asexual y se realiza mediante estacas, esquejes o injertos. Las auxinas como el ácido indol acético AIA estimulan la formación de raíces y aumentan el porcentaje de enraizamiento de esquejes y la sobrevivencia, por lo que son usadas para mejorar la propagación. El objetivo de la investigación fue determinar el efecto en la propagación vegetativa de esquejes de Rosa sp. Forever Young con AIA sintético y con AIA de origen orgánico presente en sobrenadantes de cultivo de la cepa Pseudomona guariconensis RMC6. Se cortaron estacas de aproximadamente 10 cm, se sumergieron durante 3 h en cada tratamiento. La investigación se desarrolló en un diseño experimental completamente al azar, con ocho tratamientos, con cuatro repeticiones. La unidad experimental fue una maceta con 25 estacas por maceta, teniendo un total de 100 estacas. Se observó que la interacción dada por la inoculación entre las estacas de rosa Forever y el AIA de origen orgánico presente en los sobrenadantes de cultivo de la cepa, tuvo un efecto positivo en las variables de longitud de raíz, diámetro de raíz, número de raíz, diámetro de tallo y número de brotes, se puede sugerir el remplazo de la auxina sintética por la auxina de origen orgánico proveniente de la cepa P. guariconensis RMC6.
Pseudomona guariconensis, auxinas, cepa, propagación vegetativa
El género Rosa sp. Forever Young, perteneciente a la familia de las rosáceas es el cultivo más importante del sector ornamental el cual representa uno de los productos principales en el mercado de la floricultura (Fernández et al., 2014), su importancia es tal, que se estima que participa con el 25% de la producción nacional en ornamentales (SIAP, 2020).
La propagación de la Rosa sp. Forever Young generalmente se realiza mediante estacas, esquejes o injertos (Sitinjak, 2015). Para tener éxito en el prendimiento de las partes vegetativas de las plantas de estas plantas, se usan compuestos enraizadores, que ayudan a la proliferación y formación de un buen sistema radical que permite el crecimiento y desarrollo de una nueva planta (Quispe, 2017).
Las auxinas como el ácido 3-indol acético (AIA), estimulan la formación de raíces adventicias, y aumentan el porcentaje de enraizamiento de esquejes y la sobrevivencia, las cantidades usadas son muy pequeñas, pues puede causar efectos deformantes en el tejido o inhibir el crecimiento (Grossmann, 2010; Kashefi et al., 2014; Márquez et al., 2018). La auxina ácido indol-3-acético es una fitohormona de gran importancia para el desarrollo vegetal, que puede ser sintetizada mediante diversas rutas metabólicas, como a través de bacterias productoras de AIA (Vega-Celedón et al., 2016).
Existen algunas bacterias que favorecen el desarrollo de la raíz, produciendo de AIA (Leveau y Lindow, 2005). El triptófano es el principal precursor en las vías de biosíntesis de AIA en bacterias (Patten y Glick, 2002; Spaepen et al., 2007; Tsavkelova et al., 2007). Felker et al. (2005) realizó un estudio con esquejes de Prosopis alba, inoculándolos con Pseudomonas aurantiacaobteniendo un enraizamiento del 80% en las estacas. También, Kaymak et al. (2008) inoculó esquejes de Mentha piperita con distintas cepas y reporta que obtuvieron mayor longitud de raíz en esquejes que se inocularon con las cepas en comparación con el control que no se expusieron a suspensiones bacterianas.
Los productores han optado por producir plántula ellos mismo, su problema está asentado en elegir la mejor forma para propagar rosas, ya que al emplear un método no hay garantía que su producto sea de calidad e incluso económicamente rentable (Ulcuango, 2019). Aunado a ello las empresas florícolas se ven en la necesidad de tener un producto de mejor calidad sin afectar el medio ambiente y contaminar el suelo, ser más competitivos aumentando la producción, minimizando costos y maximizando utilidades.
Por lo anterior se buscan nuevas prácticas de manejo como el uso de productos de origen biológico que ofrecen una alternativa, de manera responsable para mejorar la producción agrícola (De la Cadena-Vera, 2005). El objetivo de la investigación fue evaluar tres diferentes concentraciones de AIA sintético grado reactivo y de AIA de origen orgánico proveniente de la cepa P. guariconensis RMC6, en estacas de Rosa sp. Forever Young.
La investigación se realizó en un invernadero en el campo experimental de la Facultad de Ciencias Agropecuarias-Universidad Autónoma del Estado de Morelos (UAEM), con ubicación geográfica de 18° 58’ 54.71’’ latitud norte y 99° 13’ 59.14’’ longitud oeste y 1876 msnm (García-Rubio et al., 2015).
Se adquirieron plantas madre de Rosa sp. Forever Young en maceta de 8”, en una comercializadora en Cuautla, Morelos. Se eligieron tallos homogéneos y se cortaron las estacas de 10 cm aproximadamente, cuidando que las estacas tuvieran por lo menos dos nudos con su respectiva yema, la parte basal se cortó en bisel.
Se utilizó la cepa P. guariconensis RMC6 aislada de la rizosfera de una planta de maíz cultivada en el Laboratorio de Patogenicidad Molecular del Centro de Investigación en Dinámica Celular de la Universidad Autónoma del Estado de México (UAEM), la cual previamente se había identificado y evaluado determinando que la cepa P. guariconenesis promovía el crecimiento vegetal y que sintetizaba AIA utilizando precursor el triptófano y lo libera al medio de cultivo. Se preparó el caldo nutritivo (Bioxón) disolviendo 8 g del medio deshidratado en 1 L de agua destilada. La suspensión se calentó a 55 °C hasta disolver completamente. Posteriormente se colocó en frascos de medio de cultivo y se esterilizó a 120 °C durante 20 min.
La bacteria fue cultivada en el caldo nutritivo (Bioxon) en presencia de triptófano (0.5 g L-1) (Luziatelli et al., 2020) durante 24 h a 30 °C en agitación (150 rpm). La concentración bacteriana fue ajustada a 108 células ml-1. Posteriormente, para obtener el sobrenadante de cultivo libre de bacterias, las células se centrifugaron a 10 000 rpm a 4 °C por 10 min para separar y remover la pastilla celular.
El sobrenadante de cultivo fue separado por decantación y se esterilizó por filtración mediante filtros de polietersulfona (PES) con un tamaño de poro de 0.22 µm. Para cuantificar la cantidad de AIA producido, se tomó una alícuota de 400 µl y se mezcló vigorosamente con 1 600 µl de reactivo de Salkowsky (150 ml de ácido sulfúrico (H2SO4), 250 ml de agua destilada (H2O), 7.5 ml de cloruro de hierro (FeCl3) 0.5 M). Las muestras se incubaron a 28 °C en oscuridad durante 30 min y se midió la absorbancia a 530 nm.
Se determinó una curva estándar con AIA para determinar la concentración; la cantidad de AIA de origen orgánico proveniente de la cepa de P. guariconensis RMC6 se expresó en µg ml-1 (Cordero et al., 2014). El sobrenadante del cultivo fue diluido con caldo nutritivo estéril para ajustar las concentraciones deseadas (17 µg, 8 µg y 5 µg de AIA ml-1).
El AIA sintético se preparó a 10 mg ml-1 de agua estéril (Khan et al., 2006), a partir de esta solución se prepararon las concentraciones deseadas 17 µg, 8 µg y 5 µg, para igualarlas a las concentraciones del sobrenadante de cultivo de la cepa. Se establecieron ocho tratamientos para la evaluación del AIA de origen orgánico proveniente de la cepa de P. guariconensis RMC6 y el AIA sintético (Cuadro 1).
Para el T1 se dejaron las estacas sumergidas en 60 ml de agua destilada durante 3 h, para asemejar las condiciones del AIA de origen orgánico proveniente de la cepa de P. guariconensis RMC6 y el AIA sintético. Para el T2 se dejaron las estacas sumergidas en 60 ml con medio de cultivo durante 3 h.
Para inocular los esquejes en los tratamientos T3, T4 y T5 con AIA de origen orgánico proveniente de la cepa de P. guariconensis RMC6 proveniente de la cepa RMC6, los esquejes se colocaron de la parte basal y se sumergieron en 60 ml del sobrenadante de cultivo de la cepa bacteriana, durante 3 h, como lo reportado por Tariq et al. (2016).
Los tratamientos T6, T7 y T8 provenientes de AIA sintético se sumergieron por la parte basal durante 3 h en 60 ml con medio de cultivo para igualar las condiciones. Pasado este tiempo en todos los tratamientos, las estacas se plantaron en macetas de 6” que previamente se llenaron con sustrato comercial Sunshine Mix®. Una vez establecidas las estacas se regaron cada tercer día. La aplicación de Foligreen 18-18-18 se realizó cada nueve días sustituyendo al riego hasta finalizar el experimento.
La investigación se desarrolló en un diseño experimental completamente al azar, con ocho tratamientos (Cuadro 1), con cuatro repeticiones. La unidad experimental fue una maceta con 25 estacas por maceta, teniendo un total de 100 estacas.
Una vez cumplidos 90 días después del establecimiento de las estacas, se evaluaron las siguientes variables de respuesta: porcentaje de sobrevivencia (%), longitud de raíz (mm), se midió considerando la raíz más larga de la estaca, diámetro de raíz (mm), midiendo la parte media de la raíz más larga de la estaca, longitud de plántula (mm), de la parte basal a la parte apical del tallo, diámetro de tallo (mm), se midió en la parte media del tallo. También se contaron el número de raíces y brotes por estaca.
El análisis de varianza muestra diferencias altamente significativas (p≤ 0.05) entre los tratamientos con respecto a las variables de estudio, longitud de raíz, diámetro de raíz, longitud de tallo, diámetro de tallo, número de brotes y peso fresco de raíz, siendo significativo únicamente para número de raíces (Cuadro 2).
Los resultados que se obtuvieron en el porcentaje de sobrevivencia, mostraron que el mayor porcentaje de estacas vivas fue en el T6 (84%) el cual era de AIA sintético grado reactivo a una concentración de 17 µg con medio de cultivo, seguido por el T4 (79%), el cual estuvo constituido por AIA orgánico proveniente de la cepa de P. guariconensis RMC6, a una concentración de 8 µg con medio de cultivo, así como por el T5 (78%), también constituido por AIA orgánico proveniente de la cepa de RMC6 a una concentración de 5 µg con medio de cultivo. Como era de esperarse el peor tratamiento donde solo se obtuvo el 25% de sobrevivencia fue en el T1 con solo agua (Figura 1 y Cuadro 3).
En su estudio Felker et al. (2005) realizado en esquejes de Prosopis alba inoculándolas con Pseudomonas aurantiaca obteniendo un enraizamiento del 80% con respecto al control. González-Candia et al. (2016) aislaron 32 cepas bacterianas y las inocularon en mini estacas en Eucalyptus, alcanzando un enraizamiento máximo de 75%, en comparación con el control 28%.
Los resultados en cuanto a longitud de raíz fueron altamente significativos (p≤ 0.05), los cuales indicaron que los mejores resultados fueron obtenidos en las estacas de los tratamientos T4 (84.7 mm) de AIA proveniente de la cepa de P. guariconensis RMC6, a una concentración de 8 µg con medio de cultivo y en el tratamiento T7 (83.5 mm) con el AIA grado reactivo a 8 µg con medio de cultivo, siendo estos los dos mejores tratamientos respecto a las medias ya que fueron estadísticamente iguales y uno de los tratamientos que presentaron menor longitud de raíz fue el tratamiento T1 (52.5 mm) el cual fue el testigo donde se inocularon con solo agua (Cuadro 3).
Situación similar encontró Kaymak et al. (2008) quienes inocularon esquejes de Mentha piperita con distintas cepas y reportaron que la longitud de la raíz (85.19 mm) de los esquejes de menta tratados con las cepas, mostraron valores más altos en comparación con la longitud de la raíz (69.85 mm) de los esquejes de los controles establecidos en donde los esquejes no se expusieron a suspensiones bacterianas.
También Montero-Calasanz et al. (2013) estudiaron el efecto de la suspensión de la cepa bacteriana Pantoea sp., sobre el alargamiento de las raíces de canola (Brassica napus), obteniendo que los tratamientos bacterianos aumentaron la longitud total de las raíces de tres a cinco veces más en comparación con el control donde solo usaron agua.
Al evaluar el efecto de los tratamientos el T2 (3.3 mm), T4 (6.9 mm), T5 (6.4 mm), T6 (7 mm), T7 (6.1 mm) y T8 (6.7 mm), en el diámetro de raíz, se observó que no hubo diferencias estadísticas significativas con respecto al uso de la cepa P. guariconensis RMC6 o de AIA sintético, por lo cual es irrelevante usar uno u otro (Cuadro 3).
En lo que respecta a la variable número de raíces la cual es una variable importante y determinante en la investigación ya que se deseaba determinar si el AIA proveniente de la cepa RMC6 en alguna concentración de las aplicadas produce la misma cantidad de raíces que el AIA sintético grado reactivo. Se observó que en los tratamientos T4 (7.3), T6 (7) y T8 (7.3) no existen diferencias estadísticamente significativas.
El número de raíces que generaron fue similar entre ellos, por lo cual se observa que se tiene el mismo efecto y resultado usando AIA de origen orgánico y AIA sintético grado reactivo (Figura 2 y 3) y el tratamiento donde se obtuvo el menor número de raíces fue el tratamiento T 1 (1.8 mm), donde, además se observó menor prendimiento de las estacas lo cual llevó a la muerte, por no tener la capacidad de absorber los nutrientes a través de la raíz.
El T2 no logró inducir mayor número de raíces (5.1) con solo medio de cultivo, ya que estas carecieron de tratamiento de AIA de origen orgánico proveniente de la cepa de P. guariconensis RMC6 y AIA sintético (Cuadro 3). Díaz et al. (2009) realizaron un estudio en estacas de eucalipto en donde las estacas fueron inoculadas con cepas y posteriormente, ya establecidas fueron irrigadas, como resultado obtuvieron que las cepas estudiadas aumentaron significativamente el enraizamiento del esqueje y estimularon el desarrollo de finas raíces lo cual incrementó la biomasa de las raíces respecto al control que era solo agua.
En relación con la longitud de tallo, observamos que las estacas del T7 (109.8 mm) sumergidas en AIA sintético grado reactivo inoculadas con 8 µg con medio de cultivo, fueron las que mostraron un efecto altamente significativo en longitud de tallo; seguidas del T6 (104.2 mm) con las estacas inoculadas en AIA grado reactivo a 17 µg, éstos dos tratamientos mostraron mayor longitud en comparación con los otros tratamientos que mostraron diferencias estadísticas distintas entre ellos (Cuadro 3).
Por lo anterior mencionado se puede decir que el AIA grado reactivo estimula en mayor porcentaje la elongación celular lo cual se ve reflejado en el crecimiento de las estacas. En lo que respecta a diámetro de tallo el tratamiento que mostró mayores resultados estadísticos fue el T3 con las estacas sumergidas en el sobrenadante de cultivo de la cepa de P. guariconensis RMC6 que produce AIA, a una concentración de 17 µg con medio de cultivo (Cuadro 3).
Cabe mencionar, que, aunque no fue objetivo de la investigación, pero se observó que los tallos del T3 tenían un color verde intenso mayor que los otros tratamientos, lo cual podemos inferir que este tratamiento favorece la clorofila en las plantas. No hubo diferencias estadísticas significativas en cuanto a número de brotes en los tratamientos T3, T5, T6, T7 y T8. Siendo el mayor estadísticamente el T4 con AIA proveniente de la cepa P. guariconensis RMC6, a una concentración de 8 µg con medio de cultivo (Cuadro 3).
Al respecto Kamilova et al. (2006) inocularon semillas de pepino con P. fluorescens WCS365 que genera auxinas y obtuvieron resultados positivos en el aumento de la raíz y en el número de brotes como se observó en la presente investigación en donde comprobamos que el AIA proveniente de la cepa P. guariconensis RMC6, induce a que se generen mayor número de brotes, incluso más que el AIA grado químico, lo cual es una excelente alternativa orgánica para la formación de brotes en estacas de rosal.
En una investigación por Sezen et al. (2014) se muestran resultados similares a esta investigación donde se inocularon estacas de Ficus benjamina con cepas bacterianas y el resultado fue positivo en longitud de raíz, número de brotes y número de hojas. Kaymak et al. (2008) hace referencia a que los productores estimulan el enraizamiento mediante el uso de reguladores de crecimiento entre ellos las auxinas que juegan un papel importante en el desarrollo de raíces; sin embargo, el uso intensivo de estos podría provocar problemas medioambientales.
El uso irracional de productos químicos ha despertado el interés de investigaciones sostenibles y respetuosas con el medio ambiente (Salantur et al., 2005), la inoculación de la cepa P. guariconensis RMC6 o los sobrenadantes de cultivo, puede ser una excelente alternativa biológica para promover el enraizamiento de estacas de rosas y así contribuir a los problemas ambientales.
También es importante destacar que, aunque no fue objetivo de estudio se observó que durante el desarrollo de la investigación se presentaron plagas al cultivo (pulgón) y enfermedades (fumagina); sin embargo, cabe mencionar que las estacas sumergidas con el sobrenadante de cultivo proveniente de la cepa RMC6 (T3 y T4), no presentaron problemas de plagas ni enfermedades.
Este fenómeno se conoce como resistencia sistémica inducida (ISR) y se centran en la inducción de mecanismos de defensa promovida por cepas de Pseudomonas y Bacillus (Kloepper et al., 2004; Bordiec et al., 2011). Dichos mecanismos de defensa permiten restringir o bloquear la capacidad de los microorganismos patógenos para producir enfermedades, los cuales se regulan mediante una red de interconexiones físicas y rutas de señalización química donde participan el ácido jasmónico (AJ) y el etileno (ET), lo que resulta en una resistencia parcial o completa contra el ataque posterior de patógenos (Sánchez y Guerra 2022).
La interacción dada por la inoculación entre las estacas de rosa Forever y el AIA presente en los sobrenadantes de cultivo de la cepa Pseudomona guariconensis RMC6, mostró que hubo un efecto positivo en las variables de longitud de raíz, diámetro de raíz, número de raíz, diámetro de tallo y número de brotes, esto específicamente con el tratamiento T4 que estaba compuesto por AIA de origen orgánico proveniente de la cepa de P. guariconensis RMC6, a una concentración de 8 µg con medio de cultivo (caldo nutritivo, Bioxon), en comparación con el AIA sintético que mostró en algunas variables valores igualitarios y en otras, valores inferiores al tratamiento T4, con ello se puede sugerir el remplazo de la auxina sintética (AIA), por la auxina de origen orgánico proveniente de la cepa P. guariconensis RMC6, al menos en estacas de rosa Forever donde la inoculación con la cepa P. guariconensis RMC6, puede ser una excelente alternativa orgánica para promover el enraizamiento de estacas de rosas y así contribuir a disminuir los problemas ambientales.
Bordiec, S.; Paquis, S.; Lacroix, H.; Dhondt, S.; Barka, E.; Kauffmann, S.; Jeandet, P.; Mazeyrat-Gourbeyre, F.; Clement, C.; Baillieul, F.; and Dorey, S. 2011. Comparative analysis of defence responses induced by the endophytic plant growth-promoting rhizobacterium Burkholderia phytofirmans strain PsJN and the non-host bacterium Pseudomonas Syringae pv. Pisi in grapevine cell suspensions. Journal of Experimental Botany. 62(2):595-603. https://doi.org/10.1093/jxb/erq291.
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