Identificación y cuantificación de proteínas en semillas de maíz relacionadas con germanización y vigor.

Abstract

"La presente investigación se realizó en los laboratorios de ensayos de calidad en semillas y de apoyo a la investigación de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro. Así como las evaluaciones de campo se llevaron a cabo en el Municipio de La Barca, Jalisco; en tres localidades: Salamea, San Antonio, Santa Lucia, ubicado al oriente del Estado. Sus coordenadas son de los 20°15’ 30” a los 20°26’45” de la latitud norte y de los 102°20’40” a los 102°21’ 20” de longitud oeste, a una altura de 1,530 msnm. Se evaluaron nueve genotipos de maíz (pertenecientes a la Empresa Monsanto, S. A. de C V.) en sus atributos de calidad fisiológica (germinación y vigor), sanitaria y genética (tipos y cantidad de proteínas en las membranas celulares), así como la tasa de imbibición, con el fin de caracterizarlos, establecer una relación entre las variables evaluadas, similitud entre los genotipos y relacionarlos con su comportamiento en campo bajo los métodos de siembra en seco y húmedo. Para la mayoría de las variables evaluadas se realizó un análisis de varianza bajo el diseño completamente al azar con cuatro repeticiones, excepto para el porcentaje de proteína total en las estructuras evaluadas de la semilla (semilla entera, endospermo y embrión), donde solo se realizaron dos repeticiones. Adicionalmente se realizó un análisis de componentes principales con el fin de estudiar la relación entre variables y establecer la similitud entre los genotipos. Los parámetros de calidad fisiológica se evaluaron de acuerdo a las reglas de la ISTA (1996) y AOSA (1992 y 1983), mientras que la sanidad de la semilla se evaluó e identificó conforme a lo descrito por Neergaard (1977). En lo referente a el porcentaje de proteína total en semilla entera, endospermo y embrión, se utilizó el método de Macrokjeldahl, así mismo, la cuantificación de las proteínas albúmina, globulina, zeína y glutelina se determinó por el método de Lowry, donde finalmente estas se separaron en fracciones polipéptidicas por una separación de electroforesis vertical (PAGE-SDS). Los resultados indicaron que los genotipos G1, G2, G3 y G4 obtuvieron una tasa de imbibición más alta que el resto de los genotipos. Los genotipos G1 y G3 mostraron valores bajos de germinación inicial a las 24, 32 y 48 horas de imbibición, resultando más acentuada la disminución en el G3. Lo anterior también se reflejó en los bajos valores de vigor en los tiempos de imbibición mencionados. Por otra parte, se reportaron valores altos de infección de Fusarium moliniforme en los genotipos G1 y G3, por lo que se asume que influyó en la expresión de la germinación y vigor de la semilla. En la proteína total en semilla entera resultó con mayor valor el G11 (10.07%) y con el más bajo el G2 (8.32%). En la porción de endospermo se reafirmó el G11 (9.26%) como el de mayor contenido, mientras el G3 (6.6%) mostró lo contrario. En el embrión, resultó ser el genotipo G10 el de mayor valor (42.76%) y G9 el de menor valor (10.02%). En la cantidad de albúmina en endospermo y embrión, el G13 presentó los mayores contenidos, así como el G11, quien reportó la mayor cantidad en el embrión. En cuanto a la globulina, destacaron los genotipos G11 y G13 con 0.78 y 0.79 mg/ml respectivamente, en tanto que el G12 en su cantidad en el endospermo fue de 0.19 mg/ml; mientras que en el embrión no se encontró diferencia. Los mayores contenidos de zeína se obtuvieron nuevamente en los genotipos G11 y G13 en semilla entera y el G2 en endospermo, así como estos mismos en el embrión. La glutelina se obtuvo en mayor cantidad en el G12 en semilla entera y en el embrión, en tanto que en el endospermo resultó con mayor contenido el G13. El análisis de componentes principales señaló algunas relaciones interesantes entre la capacidad de germinación y el vigor asociándolos positivamente, y de forma negativa con la infección por Fusarium. Así mismo, la capacidad de germinación y vigor se relacionaron positivamente con la glutelina en las tres formas evaluadas en la semilla, aunado a la concentración de zeína en la semilla entera, pero negativamente con la infección por el patógeno mencionado y con las concentraciones de globulina y albúmina en semilla entera, así como de ésta última en el embrión. Lo anterior se interpreta que a mayor concentración de albúmina y globulina en la semilla entera hay mayor infección del patógeno y en consecuencia, menor germinación y vigor en la semilla. La mayor similitud se observó entre los genotipos G2, G10 y G11, los cuales se diferenciaron mayormente de los genotipos G3 y G1; quienes mostraron menor germinación y vigor, mayor infección por Fusarium x moliniforme y menor contenido de glutelina en general, lo cual se relacionó con la baja emergencia en campo bajo el método de siembra en seco"