ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN
Estimulación del crecimiento de leucaena leucocephala cv. Cunningham con rayos gamma de cobalto 60
L. Cepero, A.R.
Mesa, G. Lajonchere y Marlene Prieto
Estación
Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey Central España
Republicana CP 44280, Matanzas, Cuba
RESUMEN
Con el objetivo
de determinar el efecto de la radiación en el crecimiento de Leucaena
leucocephala cv. Cunningham, se sometieron semillas recién cosechadas
de esta especie, seleccionadas por su color y tamaño, a diferentes dosis
de 60Co con una fuente MPX-25M y una potencia de 0,21 Gy, a una temperatura
ambiental de 18ºC. Los tratamientos fueron dosis de radiación desde
0 hasta 500 Gy y se le aplicó a las semillas después de escarificadas
con agua caliente a 80ºC, las cuales contenían un 12 % de humedad.
Se utilizaron 10 réplicas y se sembraron en un sistema Sandwich. A los
21 días de sembradas se midió la germinación, la altura
de la plántula y el largo de la raíz. La germinación fue
muy baja en todos los tratamientos, incluyendo al control; el menor porcentaje
se obtuvo con las dosis de 80 y 200 Gy; no se pudo determinar el efecto de la
radiación en este indicador debido a la capacidad germinativa de las
semillas. La altura de la plántula presentó su máxima estimulación
en las dosis de 150 y 180 Gy, con un 23 % superior al control. El largo de la
raíz se incrementó entre el 5 y 10 % con las dosis de 150 y 180
Gy. Se concluye que las dosis de radiaciones gamma de 60Co en las
semillas de L. leucocephala cv. Cunningham producen un estímulo
del crecimiento tanto de la parte aérea como subterránea.
Palabras clave:
Cobalto 60, crecimiento, Leucaena leucocephala.
ABSTRACT
With
the objective of determining the effect of radiation on the growth of Leucaena
leucocephala cv. Cunningham, newly harvested seeds of this species, selected
by their color and size, were subject to different doses of 60Co
with a source MPX-25M and a potency of 0,21 Gy, at an environment temperature
of 18ºC. The treatments were radiation doses from 0 to 500 Gy and the radiation
was applied to the seeds, which had 12 % of moisture, after being scarified
with hot water at 80ºC. Ten replications were used and sown in a Sandwich
system. After 21 days of sowing, germination, seedling height and root length
were measured. Germination was very low in all the treatments, including the
control; the lowest percentage was obtained with the doses of 80 and 200 Gy.
The effect of radiation on this indicator could not be determined due to the
germinating capacity of the seeds. Seedling height showed its maximum stimulation
in the doses of 150 and 180 Gy, with a 23 % higher than the control. Root length
increased between 5 and 10 % with the doses of 150 and 180 Gy. The doses of 60Co gamma radiations on Leucaena leucocephala cv. Cunningham
seeds are concluded to produce a stimulus on the growth of the aerial as well
as the underground parts.
Key words: Cobalt
60, growth, Leucaena leucocephala.
INTRODUCCIÓN
Las radiaciones
ionizantes producen efectos de estimulación y mutagénesis en el
material biológico. Körösi y Pal (1987), entre otros autores,
han comprobado que éstas actúan en diferentes procesos fisiológicos,
como la germinación, el crecimiento y el desarrollo de las plantas, acelerándolos
o retardándolos de acuerdo con el nivel de absorción de energía,
la composición química del material vegetal y el tipo de energía,
entre otros factores físico-químico-biológicos (Körösi
y Pal, 1989).
Cuando el material
vivo es sometido a bajas dosis de radiaciones ionizantes, esto provoca un estímulo
en algunos índices fisiológicos (Labrada y Pérez, 1983;
Körösi y Pal, 1989), y muchos autores recomiendan la altura de las
plantas como el índice que mejor muestra este efecto (Labrada y Pérez,
1983; Cruz, Herrera, Padrón, Martínez, Monzote, Tuero y García,
1991).
Los efectos posirradiativos,
como producto del estudio de la radiosensibilidad, son una de las vías
para determinar la dosis que ejerce un mayor estímulo en la altura de
las plantas. En las especies arbóreas de interés para la ganadería
estos estudios tienen gran importancia, ya que el crecimiento en sus primeros
estadios es lento y esto retarda, en general, la explotación de los sistemas
silvopastoriles.
Leucaena leucocephala cv. Cunningham es una leguminosa promisoria para la ganadería tropical,
especialmente para la implantación de los nuevos sistemas de producción.
Por sus características
posee ventajas con relación a otras leguminosas utilizadas con este mismo
fin (Machado y Núñez, 1994), aunque presenta como limitante el
lento crecimiento en su fase de establecimiento.
No pocos autores
han tratado de contrarrestar estas limitantes (Jones, 1975) utilizando diversas
alternativas: agentes químicos, como los fertilizantes inorgánicos;
agentes biológicos, como la inoculación con cepas específicas
de Rhizobium (Tang, 1994) y Azotobacter (Tang, 1995); y agentes físicos,
como es el caso de las radiaciones láser He-Ne (Cepero, Martín,
Mesa y Castro, 1997).
Es por ello que
el objetivo de este trabajo fue determinar la dosis de radiación de 60Co,
capaz de estimular el crecimiento en L. leucocephala cv. Cunningham,
así como la mejor función que describe este proceso en la zona
de radioestimulación.
MATERIALES Y MÉTODOS
Procedimiento.
Se emplearon semillas de L. leucocephala cv. Cunningham recién
cosechadas, seleccionadas por su color y tamaño para lograr una mayor
uniformidad; estas se escarificaron y su humedad se redujo hasta un 12 %. Posteriormente
el material biológico en estas condiciones fue sometido a rayos gamma
de 60Co provenientes de una fuente MPX- 25 M con una potencia de
0,21 Gy a una temperatura de 18ºC.
Tratamientos.
Se utilizaron 10 tratamientos, los cuales consistieron en aplicar dosis
crecientes de rayos gamma: 0, 20, 80, 100, 150, 180, 200, 260, 340 y 500 Gy,
con 100 semillas cada uno. Después de irradiadas, las semillas se sembraron
utilizando el método Sandwich modificado por Labrada y Pérez (1983),
con 10 réplicas por cada tratamiento.
Mediciones.
A los 21 días después de la siembra se evaluaron los siguientes
índices fisiológicos: germinación, altura de las plántulas
(desde la base del tallo hasta la yema terminal) y largo de la raíz.
Estos fueron expresados como porcentaje con respecto al control.
Análisis
estadístico. Para determinar la radiosensibilidad en la zona de estimulación
se empleó un análisis de regresión lineal entre los valores
de las dosis aplicadas como variable independiente (x) y los valores de las
medias de la altura expresados en valores relativos al control (y), con lo cual
se obtuvo, además de la función de regresión, los coeficientes
de correlación (r) y de determinación (r2). La comparación
de las medias se realizó mediante la prueba de Duncan (1955).
RESULTADOS Y
DISCUSIÓN
La germinación
en todos los tratamientos fue muy baja, incluso en el control (47 %). Las dosis
de 80 y 200 Gy presentaron el valor mínimo de semillas germinadas (35
y 34 %) y difirieron del control (P<0,01), al igual que las dosis de 100,
260 y 500 Gy donde la germinación varió entre un 38 y 39 % (tabla
1); mientras que los demás valores no difirieron significativamente.
Estos resultados
permiten valorar que además del efecto radioactivo pudieron influir en
este proceso otros aspectos, tales como las bajas temperaturas durante el período
experimental; la temperatura mínima promedio durante el proceso de germinación
fue de 13,1ºC y la máxima de 26,5ºC (media diaria de 18,4ºC),
aspecto que al parecer influyó notablemente de forma negativa en el comportamiento
germinativo de esta especie. Navarro y González (2001) obtuvieron resultados
similares en Albizia lebbeck, donde la temperatura influyó marcadamente
en la germinación, la cual se inhibió notablemente en la medida
que esta era menor.
En este experimento
no se pudo corroborar el efecto de la radiación en la germinación
debido a la temperatura. Además, la propia capacidad germinativa de las
semillas no permitió evaluar la influencia de la radiación en
este indicador. Resultados similares obtuvieron Martín, Labrada, Restoy
y Suárez (1989) en Teramnus labialis.
El largo de la
raíz es un índice que se manifestó sensible a la radiación
de 60Co, como se puede apreciar en la figura
1. En las dosis menores se notó una inhibición entre un 5
y 10 % con respecto al control y en las dosis mayores (150 y 180 Gy) hubo una
estimulación de un 5 y 10 % superior al control, lo que coincide con
lo informado por Körösi y Pal (1989) al irradiar semillas de chícharo
(Pisum sativum).
Además, con
dosis superiores a los 200 Gy este indicador decreció marcadamente a
medida que aumentaron las dosis de radiación a que fueron sometidas las
semillas; estos resultados sugieren que el largo de la raíz pudiera considerarse
como un indicador radiosensible, al menos en esta especie.
La altura de las
plántulas de esta especie presentó su máxima estimulación
en las dosis de 150 y 180 Gy, con un 23 % superior al control, y comenzó
a disminuir con el aumento de las dosis (fig.
2).
Este índice
fisiológico mostró una mayor intensidad en el estímulo
con respecto al largo de la raíz, pero con una mayor amplitud en la zona
de estimulación, ya que en este caso varió entre 10 y 260 Gy.
La dosis de máxima
estimulación estuvo cercana a la obtenida por Cruz et al. (1991) cuando
irradiaron L. leucocephala cv. Perú, quienes lograron un 21 %
de estimulación. De esta forma se corrobora que tanto el cultivar como
las condiciones bajo las cuales se desarrolló el experimento influyeron
en la radiosensibilidad del material biológico.
La altura de las
plántulas y el largo de la raíz resultaron los índices
fisiológicos más estimulados por el efecto de las radiaciones,
ambos entre las dosis de 150 y 180 Gy, cercanas a las obtenidas por Cruz et
al. (1991) en otro cultivar de la misma especie.
Los rangos de las
dosis aplicadas en este caso permitieron conocer el efecto biológico
de las radiaciones gamma para estimular el crecimiento de la raíz y la
altura de las plántulas. Sólo en el caso de la altura se notó
una mayor intensidad del estímulo y la zona de máxima estimulación
coincidió para ambos índices fisiológicos medidos en el
experimento.
En el estudio de
la radioestimulación para este carácter (altura) se determinó,
mediante una regresión, la ecuación que mejor caracterizó
esta zona (ecuación 1) y los parámetros que la forman (tabla 2),
así como los valores de r y r2.
Esta ecuación
en el intervalo analizado (0 £ X, £ 500) presenta un máximo
de estimulación, dado por la ecuación de regresión lineal
1 que describe la zona de radioestimulación y no difiere significativamente
del valor práctico.
Con ayuda de dicha
ecuación en condiciones de laboratorio se pudiera extender a campo el
resultado de este trabajo, de forma similar a la empleada por Pérez,
Labrada y González (1993) en el INIFAT para obtener radiomutagénicos
enalgunos cultivos de interés agrícola y por González y
Pérez (1997), lo que permite alcanzar resultados rápidamente y
pudiera ser útil en estudios de estimulación con este tipo de
fuente.
Se concluye que las dosis de radiaciones gamma de 60Co en las semillas de L. leucocephala cv. Cunningham provocan un estímulo del crecimiento de la parte radical de las plantas, así como de su parte aérea, y que la intensidad del estímulo se acentúa más en esta última, que en ocasiones es superior al 23 % con respecto al control. Las dosis de mayor estimulación para ambos índices fisiológicos se encuentran entre 150 y 180 Gy.
REFERENCIAS
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y altura de las plántulas en dos leguminosas y dos gramíneas.
Pastos y Forrajes. 18:145.1995
Recibido el 21
de junio del 2000
Aceptado el 15
de mayo del 2001