Niveles de ploidía, morfología y germinación de semillas en especies del género opuntia del sureste de Coahuila

Abstract

"El género Opuntia pertenece a la familia Cactaceae, en México se concentra una amplia diversidad del género y actualmente son reconocidas 93 especies silvestres de las cuales 12 se distribuyen en Coahuila. Debido a su capacidad de adaptación en altas temperaturas y falta de agua, es uno de los recursos fitogenéticos de mayor relevancia en las zonas áridas y semiáridas. El nopal ejerce un papel importante como recurso económico de la flora mexicana; se reportan más de 20 usos entre alimenticios, medicinales, forrajeros y ecológicos. El objetivo principal en la presente investigación fue determinar el número cromosómico, niveles de ploidía, caracterización morfológica y germinación de semillas de siete especies del género Opuntia que se distribuyen en el sureste de Coahuila. Se realizaron colectas de las siete especies (O. durangensis, O. engelmannii, O. ficus-indica, O. megacantha, O. microdasys, O. rastrera y O. stenopetala) en cinco minicipios del sureste de Coahuila (Arteaga, Saltillo, Ramos Arizpe, General Cepeda y Parras) para la obtención del material vegetal (cladodios, botones florales y frutos). La investigacion se desarrollo en dos etapas, la primera se enfoco a análisis citogeneticos y la segunda a los análisis morfo-fisiológicos de las semillas. Para obtener el número cromosomico, nivel de ploídia de siete especies y el analisis del cariotipo de O. microdasys se aplicaron tecnicas citogenéticas en ápices radiculares, previamente estandarizadas para nopal. Para citometría de flujo (CF) también se estandarizo la técnica, con el objetivo de determinar el valor C y corroborar el nivel de ploidía en O. microdasys, O. rastrera y O. megacantha. Para germinación, las semillas de las diferentes especies se establecieron con 23 tratamientos pregerminativos y cuatro repeticiones, 16 fueron colocados en peat moss más perlita y 7 en medio de germinación in vitro, las variables evaluadas fueron porcentaje de germinación (GP) y velocidad de emergencia (VE). Se realizó análisis exploratorios basados en parcelas, se aplicó modelos lineales generalizados para datos de proporción con factores explicativos categóricos. En la caracterización morfológica de semillas, se utilizó la técnica de desgaste y análisis de imágenes, se evaluaron variables internas: grosor de testa (GT), grosor de la cubierta funicular ventral (GCFV), longitud del embrión (LE) y área del embrión (AE); y externas: longitud del eje mayor (LEMA) y del eje menor (LEME). Se efectuaron análisis exploratorios, de varianza y de componentes principales para detectar variables sobresalientes. Los resultados del conteo cromosómico en las siete especies de Opuntia revelaron diferentes niveles de ploidía de acuerdo con el número básico reportado para este género de x=11, abarcan desde diploides (2n=22) para O. microdasys y O. stenopetala, tetraploides (2n=44) para O. durangensis y O. rastrera, hasta octaploides (2n=88) para O. ficus-indica y O. megacantha, para estas seis especies no se encontraron diferencias entre localidades; sin embargo, para O. engelmannii se observaron dos niveles hexaploide (2n=66) y octaploide (2n=88). El cariotipo de O. microdasys es simétrico, caracterizado por la presencia de cromosomas metacéntricos y submetacéntricos (10m + 1sm). En citometría de flujo el contenido promedio de 2C-ADN varió de 4.11 a 3.33 pg para O. microdasys (diploide) y de 3.52 a 4.29 pg para O. rastrera (tetraploide), mientras que para O. megacantha (octaploide) fue de 5.33 a 7.02 pg. Los coeficientes de variación (CV) para los picos G1 en todas las especies fueron <9%. En el análisis de semillas se observaron diferencias altamente significativas entre especies y tratamientos. En O. engelmannii, O. microdasys y O. stenopetala los porcentajes de germinación fueron de 82.5%, 67.5% y 87.5% respectivamente con semillas lijadas más remojo en peróxido de hidrogeno (H2O2) al 3% por 24 horas, mientras que en O. rastrera el porcentaje de germinación acumulado fue de 87.5% con semilla lijada. O. megacantha y O. ficus-indica obtuvieron porcentajes de 100% y 82.5% con remojo en H2O2 al 3% por 24 horas. Los tratamientos con escarificación inducen mayor velocidad de emergencia desde los primeros seis días de incubación en las especies evaluada. Por otro lado, en la caracterización morfológica de semillas se encontraron diferencias altamente significativas entre especies para todas las variables, siendo O. ficus-indica la que presenta semillas con mayor tamaño de testa y embrión mientras que O. engelmanni y O. microdasys presentan semillas muy pequeñas. Existe correlación positiva entre las variables LE y AE. El análisis de componentes principales representó el 92% de la variación sobre los dos primeros ejes en donde las variables más influyentes para el primer componente, fueron LEMA, LEME, GT, AEM, LE; y el segundo se relacionó con la variable GCFV. Estos resultados contribuyen a la ordenación del género, así como en el mejoramiento genético en nopal y en la generación de estrategias de conservación in situ y ex situ."