Comparación de genotipos de cebada (Hordeum vulgare L.) y otras especies de cereales mediante envejecimiento acelerado y contenido de proteínas

Abstract

"Los cereales son una de las principales fuentes de alimentación para la humanidad; sin embargo, es de importancia considerar las diferentes utilidades en el que pueden ser aprovechados para beneficio del ser humano, como es la producción de alimento para animales ya sea en verde o en grano, teniendo al cultivo de cebada como buena alternativa por sus ventajas sobre otros cereales del mismo ciclo, por ser un cultivo vigoroso, resistente a la sequía, a la salinidad y puede cultivarse en suelos marginales; además de presentar rápido desarrollo, por lo que produce forraje y/o grano en relativamente menor tiempo y costo en comparación con otros cereales. La producción de semilla de cebada requiere estar dentro de los estándares de calidad debido a su demanda y a que cada vez es más competitiva frente a otros cereales, teniendo la necesidad de contar con nuevas variedades que aporten mayor producción y calidad de semilla. Este concepto de calidad, engloba a un conjunto de atributos físicos, fisiológicos, genéticos y sanitarios; en este estudio, se consideraron de intéres los atributos fisiológicos, así como a la bioquímica de la semilla para aportar información sobre nuevos materiales genéticos de cebada forrajera imberbe, desarrollados por el Programa de cereales de la UAAAN, en los cuales no se ha estudiado sobre las proteínas presentes en semillas, ni la respuesta del vigor aplicando deterioro artificial a través del envejecimiento acelerado, se compararon 20 nuevos genotipos de cebada forrajera imberbe, una avena cv. Cuauhtémoc, dos cebadas comerciales cv. Cerro Prieto y cv. GABYAN95, una línea de trigo experimental AN-366 y triticale cv. Eronga-83, a través de parámetros de vigor por el envejecimiento acelerado, tipo y cantidad de proteínas presentes en la semilla de cada material genético. El estudio se realizó en dos etapas: 1) Deterioro artificial de la semilla mediante Envejecimiento Acelerado (EA), a 42°C ± 1 °C por 72 horas con una HR de 95 %; al término se evaluó la calidad fisiológica con las pruebas de germinación y vigor teniendo como variables: porcentaje de Plántulas Normales (PN), Plántulas Anormales (PA) y Semillas Sin Germinar (SSG); en el vigor: Longitud de Plúmula (LMP) y Peso Seco de plántula (PS); y 2) El estudio de proteínas a través de la cuantificación con el reactivo de Bradford y con un espectrofotómetro a 595 nm y, la cualificación mediante electróforesis vertical en gel de poliacrilamida-Sulfato dodécil de sodio (PEG-SDS), determinando las proteínas: Albúminas, Gliadinas y Glutelinas. Los resultados de las variables se analizaron en bloques completamente al azar, en la primera etapa en cuatro repeticiones, y la segunda en dos, además con los promedios de cada variable, se realizaron pruebas de comparación y correlaciones. El resultado del análisis de varianza indicó diferencias altamente significativas en las variables evaluadas en la primera etapa con excepción del porcentaje de PA, destacando en comparación de medias a Cerro prieto, avena y los genotipos G16 y G1 con los más altos porcentajes de PN después del envejecimiento acelerado por arriba del 79%, mientras que los genotipos G4, G5, G14, G19, G18, G11 y G9 fueron los más afectados por el EA, al tener los más bajos valores de germinación y por consecuencia presentaron los mayores porcentajes de SSG. En cuanto a la variable LMP, Cerro prieto, trigo, triticale y avena junto a los genitpos G1 y G3 resultaron en el primer grupo estadístico con la longitud más alta desde 9.49 a 9.6 cm pl-1; en cambio en la variable PS, los genotipos G4, G9, G2, G8, G1 y GABYAN95 entre otros tuvieron mayor peso acumulado en las plántulas desde 18.54 a 14.0 mg pl-1, que los testigos de otras especies incluyendo a Cerro prieto. Con respecto al estudio del contenido de proteínas, destacaron los genotipos G4, G9, Cerro prieto y GABYAN95 entre otros al tener la mayor concentración de albuminas desde 719.23 a 684.17µg mL-1; mientras G16, G4, G18 y avena con las más altas concentraciones de glutelina arriba de 1,000 µg mL-1; y destacando nuevamente el genotipo G16 y G18 junto a otros genotipos de cebada forrajera en el contenido de gliadinas por arriba de 600 µg mL-1. Con respecto a los resultados de la cualificación de proteínas, se logró identificar la misma proteína gliadinas a G17 y G19, así como los testigos con un peso molecular de 97.4 a 116.3 kD, lo que indica que se trata de un mismo tipo de proteína; mientras que a los genotipos G9 al G17 y testigos avena, Cerro prieto y triticale se les encontraron glutelinas con pesos moleculares entre 67.8 a 45.0 kD. En el resultado del análisis de correlaciones entre variables, se encontró relación positiva y significativa en PN con PA y LMP, así como negativa con SSG; además el PS presentó una relación positiva y significativa con el contenido de albúminas en las semillas. En conclusión, existe un efecto en el vigor entre los genotipos a través del EA, teniendo un alto vigor G16, G15, G1, Cerro prieto y avena Cuauhtémoc, con alto porcentaje de PN; pero sobresalieron G4 y GABYAN95 en PS. En el estudio de proteínas, G16 y G18 se distinguieron con alta contenido de glutelinas y gliadinas pero baja albúmina; mientras avena presentó alta glutelina pero baja gliadina y albúmina. Al presentarse mayor PN, se tendrá mayor PS y LMP, además bajo porcentaje de SSG, comportamientos dados por G1, G13, G16, Cerro prieto y trigo AN-366. Al existir relación positiva entre albúminas y PS, es debido a que estas proteínas son estructurales, a mayor PS se tendrá mayor contenido y viceversa, como fueron G4, G9 y GABYAN95"