Efectos de las hormonas sexuales estradiol y levonorgestrel sobre el desarrollo de la planta de manzanilla alemana, Matricaria recutita Omayra Rivera-Denizard Departamento de Biología, Universidad de Puerto Rico, Mayagüez, Puerto Rico 00681-9012. ordenizard@hotmail.com Key Words: Chamomile, Estradiol, Gibberellins, Levonorgestrel Abstract. Giberellins are growth factors that stimulate seed germination and premature stem elongation and flowering. These compounds, like estradiol and levonorgestrel, are derivates of isopentenyl pyrophosphate. The purpose of this research was to determine the effect of estradiol and levonogestrel on the development and flowering of chamomile, Matricaria recutita. Seeds were divided into two groups, control and experimental. The control group was not supplied estradiol nor levonorgestrel and the experimental group was supplied 0.2 ug /ml of estradiol and 1 ug /ml of levonorgestrel. I observed plant growth and development for 20 weeks, obtaining data on the stems length and plants flowering. Treated plants grew faster and flowered before the control plants. Estradiol and levonorgestrel can accelerate germination of chamomile plants and stimulate the stem elongation and premature flowering, acting in a similar way as giberellins.
2 Resumen. Las giberelinas son factores de crecimiento que estimulan la germinación de las semillas y el alargamiento y florecimiento precoz de las plantas. Estos compuestos, al igual que el estradiol y el levonorgestrel, son derivados del pirofosfato de isopentenil. El propósito de esta investigación fue determinar el efecto del estradiol y el levonorgestrel sobre el desarrollo y el florecimiento de la manzanilla, Matricaria recutita. Dividí las semillas de manzanillas en dos grupos, uno control y otro experimental. Al grupo control no se le suministró estradiol ni levonorgestrel y al grupo experimental se le suministró 0.2 µg /ml de estradiol y 1 µg /ml de levonorgestrel. Observé el crecimiento y el desarrollo de las plantas durante 20 semanas, tomando datos de la longitud de los tallos y el florecimiento de las plantas. Las plantas experimentales crecieron más y florecieron antes que las plantas control. El estradiol y el levonorgestrel pueden acelerar la germinación del las plantas de manzanilla y estimular el alargamiento de las plantas y el florecimiento precoz, actuando de manera similar a las giberelinas. Introducción La manzanilla es muy conocida por sus propiedades medicinales y culinarias. Esta planta es rica en calcio, magnesio, hierro y otros minerales. Sirve para aliviar problemas de tensión nerviosa, ansiedad, nausea, gastritis y otros problemas estomacales (Arroyo, 1992). Es una planta muy versátil y de gran importancia comercial porque sus hojas y sus flores se utilizan en la preparación de té, cremas, lociones, aceites esenciales y productos de belleza tales como champú y jabones. Hay dos tipos de manzanilla: la romana, Chamaemilum nobile, y la alemana, Matricaria recutita. La forma perenne de la manzanilla es C. nobile, que crece sólo de 10
3 a 30 cm de altura, produce flores con pétalos blancos y se propaga principalmente por raíces (Smith, 1995). La forma anual de la manzanilla es M. recutita, que puede crecer hasta 50 cm, sus flores poseen la misma apariencia que la romana pero la planta se propaga a través de semillas. Las semillas de M. recutita tardan de 8 a 10 semanas en germinar y deben cultivarse bajo el sol en suelos con buen drenaje (Schmidt, 2000). Hay compuestos naturales y artificiales que estimulan el crecimiento de las plantas, entre los cuales están las auxinas, las citoquininas y las giberilinas. Las giberelinas estimulan el alargamiento de los tallos, la división celular y el florecimiento precoz de las plantas (Gill, 1997). Una de las propiedades más importantes de las giberelinas es que estimulan la superación de la latencia o la germinación tardía de la semilla (Johnson, 1999). Las giberelinas son derivados de pirofosfato de isopentenil, el cual es un precusor de hormonas sexuales tales como la progesterona, la testosterona, el estradiol y el levonorgestrel. El estradiol y el levonorgestrel son los componentes principales de los anticonceptivos orales y su costo es menor que el de las giberelinas comerciales. El propósito de esta investigación es analizar los efectos de estas hormonas en el crecimiento y florecimiento de M. recutita y determinar si pueden actuar como un factor de crecimiento similar a las giberelinas. Esto abre las puertas a pequeños agricultores a tener fácil acceso a hormonas de crecimiento, sin necesidad de invertir tanto dinero en las giberelinas.
4 Materiales y Métodos Obtuve las semillas de manzanilla alemana, M. recutita, del Dr. Rafael Vega, investigador del Departamento de Ciencias Agrícolas del Recinto Universitario de Mayagüez. Las semillas de manzanilla se sembraron a principios de enero en 20 tiestos de 15 centímetros de diámetro y 10 de profundidad. Preparé 10 tiestos para las muestras experimentales e igual número para los controles, con tres semillas en cada tiesto. Las plantas se mantuvieron durante 20 semanas en el invernadero del Departamento de Biología de la Universidad de Puerto Rico, Recinto de Mayagüez. Se administraron 100 ml de agua diariamente a la plantas controles y 100 ml de una solución 1 µg /ml de levonorgestrel y 0.2 µg /ml estradiol a los experimentales. Las hormonas se obtuvieron del anticonceptivo oral Alesse 28 (Wyeth-Ayerst), que contiene una concentración de levonorgestrel y de estradiol por tableta de 100 µg y 20 µg, respectivamente. Observé las plantas semanalmente y medí la longitud de los tallos. Calculé el promedio de la longitud de los tallos para determinar el incremento en crecimiento causado por las hormonas. Resultados Las semillas de las plantas experimentales germinaron antes que las semillas de las plantas control. Observé la presencia de brotes en los tiestos de las plantas experimentales luego de siete semanas de haberlas sembrado. Las plantas controles germinaron luego de nueve semanas. Los tallos de las plantas experimentales tuvieron un crecimiento mayor que los de las plantas controles (Tabla I). La longitud promedio de los tallos de las plantas controles y experimentales fue de 48 cm y 55 cm, respectivamente. El florecimiento de las plantas luego del tratamiento con las hormonas sexuales fue más
5 rápido. En promedio, estas tardaron 14 semanas en florecer, mientras que las plantas controles tardaron 18 semanas. Las muestras 5 y 8 de las plantas controles crecieron pero no florecieron durante las 20 semanas que duró el experimento. Discusión El uso de hormonas sexuales tiene un efecto significativo en el crecimiento de las plantas. Esto coincide con lo mencionado por Gill (1997), donde las giberilinas estimulan el crecimiento de tallos y el florecimiento precoz de las plantas. Nuestra experimentación demostró que existe una relación directa entre las giberelinas y las hormonas sexuales presentes en los contraceptivos orales. El estradiol y el levonorgestrel pueden acelerar la germinación de las semillas de manzanilla y estimular el alargamiento y el florecimiento precoz de las plantas. Su aplicación en la agricultura permitiría una producción acelerada y representaría ganancias económicas para los agricultores. Literatura Citada Arroyo, N. 1992. Efectos de los aceites esenciales de la flor de la manzanilla, Matricaria Recutita, sobre la gastritis. Revista de Biología Natural. 30(5-6): 312-319. Gill, J. 1997. Gibberellin-induced elongation and osmoregulation in rice. Caribbean Journal of Science. 18(25-26): 169-175. Johnson, M. 1999. Effects of giberellins in the germination rate of apple seeds. America Journal of Ecology. 15(89-90): 125-134. Schmidt, 2000. (active November 2000). How to cultivate chamomile properly. http://www.plantscare.com/chamomile.html.
6 Smith, P.F. 1995. Botany. Stanford University Press. Stafford, California, 687 pp. Tabla I. Comparación del desarrollo de las plantas de manzanilla, M recutita, entre plantas tratadas con las hormonas sexuales estradiol y levonorgestrel y plantas que no recibieron el tratamiento. Control Experimental Muestras Longitud de Semana de Longitud de Semana de tallos (cm)* Florecimiento tallos (cm)* Florecimiento 1 49 17 56 14 2 48 18 58 15 3 51 17 51 14 4 46 16 59 14 5 49-57 16 6 48 19 55 15 7 52 18 52 13 8 44-56 14 9 47 18 49 14 10 47 17 54 15 * Datos tomados a las 20 semanas a partir de la fecha de sembradas las semillas.