Análisis de semilla de Pinus devoniana con rayos X

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1 556 Análisis de semilla de Pinus devoniana con rayos X AVENDAÑO-LÓPEZ, A* `, QUINTANA-CAMARGO, M``, PADILLA-GARCÍA, J` y ARRIAGA- RUÍZ, M` `Centro Universitario de la Ciencias Biológicas y Agropecuarias Universidad de Guadalajara. ``Centro Nacional de Recursos Genéticos CNRG. INIFAP. Tepatitlán de Morelos, Jalisco. Recibido 3 de Julio, 2015; Aceptado 25 de Septiembre, 2015 Resumen El objetivo del presente trabajo fue establecer la relación entre un análisis basado en Rayos X y el comportamiento de la semilla con el ensayo de viabilidad con tetrazolio y de germinación estándar. A partir de imágenes radiográficas se estableció una clasificación de semillas relacionando la respuesta fisiológica; se establecieron 3 clases: semillas que generan plántulas normales, plántulas anormales y semillas muertas. Así mismo se establecieron características morfológicas internas: el llenado de la cavidad embrionaria, el desarrollo de estructuras de embrión, malformaciones, densidad y aspecto, e incluso invasión y daños causados por plagas. Se presentaron coeficientes de correlación de.70** con longitud de plántula;.796** para viabilidad con tetrazolio; y de.818** entre el llenado de cavidad y las clasificadas como normales. Concluyendo que un análisis de Rayos X, además de ser útil en la determinación de la calidad física de la semilla, conlleva a la estimación de la respuesta fisiológica en semillas de Pinus devoniana, ya que es posible estimar la relación entre variables morfológicas y la respuesta funcional, sin ser una técnica destructiva. Analisis semillas, Rayos X, Pinus devoniana Abstract The aim of this study was to establish the relationship between a system based on X-ray and behavior seed viability test with tetrazolium and standard germination analysis. From radiographic classification was established relating seed physiological response; seeds that produce normal seedlings, abnormal seedlings and dead seeds: 3 classes were established. Also internal morphological characteristics were established: the embryonic cavity filling, developing embryo structures, defects, density and appearance, and even invasion and damage from pests. Correlation coefficients of.70 ** presented with seedling length; 796 ** for tetrazolium viability; ** 818 and between the filling cavity and classified as normal. Concluded that X-ray analysis, in addition to being useful in determining the physical quality of the seed, leads to the estimate of the physiological response in Devonian Pinus seeds, as it is possible to estimate the relationship between the response variables and morphological functional, without being a destructive technique. Analysis seeds X-Pinus Devonian Citación: AVENDAÑO-LÓPEZ, A, QUINTANA-CAMARGO, M, PADILLA-GARCÍA, J y ARRIAGA-RUÍZ, M. Análisis de semilla de Pinus devoniana con rayos X. 2015, 2-4: * Correspondencia al Autor (Correo Electrónico: aavedan@cucba.udg.mx.) Investigador contribuyendo como primer autor. ECORFAN-Bolivia

2 Introducción 557 Objetivo general del trabajo La calidad en semillas es un concepto formado por 4 componentes principales: características físicas, fisiológicas, genéticas y sanitarias cuyo objetivo es conocer el potencial de la semilla durante la germinación, desarrollo en campo y requerimientos particulares durante su almacenamiento; los análisis se realizan en laboratorio y/o invernadero, utilizando técnicas estandarizadas, que aseguren resultados uniformes y repetibles. La técnica de rayos X en el análisis de semillas, es un método no destructivo, útil en el estudio interno como la anatomía, imperfecciones, cambios fisiológicos que ocurren durante la maduración y ataque de insectos entre otros, basado en imágenes radiográficas digitalizadas que a través de un software permite realizar mediciones, y observaciones de la cavidad embrionaria de la semilla, (Altzugaray, et al., 2006). Esta técnica ha sido utilizada en el análisis de semilla de gramíneas estableciendo un perfil de densidad, de regiones específicas en estructuras embrionarias que ocasionaban problemas durante la germinación, (Pérez-Talavera, 1999). Iglesias, et al (2006) evaluaron la morfometría, viabilidad y variabilidad de semilla de Pinus hartwegii de Perote, Veracruz basándose en placas de semilla irradiada con rayos X, lo que permitió la caracterización de lotes de semillas de diferentes poblaciones. No obstante su uso en laboratorios de análisis de semillas en México no es común debido en gran parte a la falta de protocolos establecidos, ya que los protocolos internacionales han sido diseñados para semilla de especies particulares. Pinus devoniana Lildl es nativa de México. Establecer un protocolo de análisis de la calidad de semilla de Pinus devoniana basado en la clasificación de semilla a través de imágenes de rayos X digitalizadas Metodología El trabajo se realizó en el laboratorio de análisis de semillas del Banco de Germoplasma El Centinela de la Comisión Nacional Forestal (CONAFOR). De igual manera en el Laboratorio de Análisis de Semillas del Instituto de Ciencia y Tecnología (INCITES) del departamento de Producción Agrícola del CUCBA. Se utilizó una muestra de un lote de semillas de Pinus devoniana Lindl Se utilizó un equipo de rayos X para semillas FAXITRON MX-20. Utilizando 400 semillas distribuidas en 4 repeticiones de 100. Cada semilla fué identificada con el fin de dar seguimiento y condición fisiológica. Una vez digitalizadas las imágenes, se obtuvo las características externas como longitud, ancho y espesor, e internas: cavidad embrionaria, longitud y ancho de embrión de cada semilla. Fue necesaria la realización de pruebas con diferente número de semillas para establecer la calibración adecuada del equipo y el tamaño óptimo de muestra; En pruebas posteriores de placas radiográficas se determinó tiempo de exposición y distancia entre el tubo emisor de rayos X y la semilla con una calibración automática que varía entre 1.3 a 2.7 permitió una visualización más nítida de las estructuras internas de la semilla, como puede observarse en la figura1. De este modo se estableció que de acuerdo a las características del equipo utilizado, el tamaño de muestra por placa o imagen es de 10 semillas.

3 558 Figura 3 Semillas muertas. Análisis de Germinación Figura 1 Imagen de placa de rayos X de semilla de Pinus devoniana Lildl utilizando una muestra de 10 semillas y a una distancia de y velocidad de 20 segundos. De acuerdo a ISTA (1996), la regulación del equipo de rayos X depende de varios factores como la espesura, la densidad, y composición de la semilla. El análisis de gferminación estándar se desarrollo incubando la semilla a 25 C durante 14 días utilizando como sustrato papel germinador, las plántulas obtenidas fueron clasificadas en normales, anormales, además de contabilizar las semillas muertas, en la figura 4 se muestra las plantúlas de semilla irradiada obtenidas en este ensayo Anális de viabilidad con Tetrazolio La prueba de viabilidad permite conocer de manera relativamente rápida el potencial de germinación que puede contener un lote de semillas, al hacer reacción la sal de tetrazolio y los Hidrogenos liberados al momento de la respiración de la semilla, genrando una tinción de color rojo en células vivas. Considerándose semillas vivas, aquellas semillas teñidas de rojo en todas sus estructuras (figura 2). Figura 4 Plántulas de P. devoniana de la prueba de germinaciónst. Figura 2 Semilla teñida de rojo totalmente en todas sus estructuras.a) Endospermo, b) Embrión, formado por c) Hojas cotiledonarias, d) Hipocotilo y e) Radícula A partir de la imágenes obtenidas con rayos X y los resultados obtenidos en el ensayo inicial de germinación estándar se estableció una clasificación de semillas relacionando la respuesta fisiológica de la semilla y características morfológicas internas tales como: el porcentaje de llenado de la cavidad embrionaria.

4 559 La visualización de desarrollo de estructuras de embrión, malformaciones, densidad y aspecto vítreo o hialino, desprendimiento de embriones e incluso invasión y daños causados por plagas. Esta clasificación de semilla irradiada fue la base de clasificación de la semilla utilizada en los análisis de vigor realizados. Patrón declasificación de semilla Resultados Semillas sin daños visuales, mostraron hasta un 26,4% y 31,6% de daño fisiólogico respectivamente, cuando se analizaron radiográficamente, lo que indica la utilidad del método de rayos-x en la evaluación de daños internos en relación al análisis visual. Resultados semejantes fueron observados por Carvalho et al (1999) en el análisis de daños internos de precosecha en semillas de maíz. Se presentaron coeficientes de correlación de.70** con el ensayo de longitud de plántula;.796** para viabilidad con tetrazolio;.37ns con envejecimiento acelerado y de.818** entre el llenado de cavidad y las clasificadas de mayor vigor.

5 560 Se encontró además que la viabilidad de la semilla se vio afectada por el tiempo de almacenamiento, reflejado en un menor porcentaje de semillas teñidas en el ensayo de viabilidad con Tz entre la primer y segunda muestra. Según McDonald (1994), a pesar de que la prueba de rayos-x es una prueba física, ésta da información que puede auxiliar en las evaluaciones de viabilidad, pudiendo revelar deficiencias morfológicas que indican el potencial estructural de viabilidad. Agradecimiento A la CONAFOR. Delegación Jalisco por las facilidades otorgadas en el uso del equipo de rayos X Conclusiones La prueba de análisis de Rayos X nos da una visión rápida y útil de la calidad del lote se semillas de Pinus devoniana, dado a que muestra imágenes claras y precisas del estado físico de las semillas sin necesidad de destruir la muestra Agromensajes. Facultad de Ciencias Agrarias Universidad Nacional de Rosario, Argentina Carbalho, M.L.M. et al. Charac-terization of pre-harvest stree cracks in corn seed by visual, X-ray and LTSEM analysis: effect on seed quality Utilizar sistema APA McDonald, M. B Seed germination and seedling establishment Physiology and Determination of Crop Sci. Soc. Amer., Madison, WI. USA. p Gomes-Junior, F.G.; Yagushi, J.T.; Belini, U.L.; Cicero, S.M.; Tomazello-Filho, M X-ray Densitometry to assess Internal Seed Morphology and Quality. Seed Science and Technology; volume 40: 1, ( ) Pérez Talavera, S.; Caballero Torres, I.; Micó Infanzón, M.; Pérez Lezcano, A.; Guerra, M El estrés radiacional en las semillas M1 de trigo estudiado a través de la densitometría de las radiografías de rayos X. Revista de Tecnología e higiene de los alimentos. Volumen 36 (302): En general el análisis de rayos X en semilla de pino fue eficaz en la detección de daños y anormalidades proporcionan una información completa acerca de la asociación de la morfología de la semilla y la obtención de plántulas por lo que debe ser utilizado como un procedimiento suplementario para evaluar el potencial fisiológico de la semilla. Referencias Alzugaray, C.; Salinas, A.;Carnevale, N Aplicación de la técnica de rayos x en la evaluación de calidad de semillas forestales nativas: Schinopsis balansae engl. y Aspidosperma quebracho-blanco schlecht.