Domesticación y pre-mejoramiento de Amarilidáceas nativas con potencial ornamental

Abstract

Promover la utilización de la flora nativa en proyectos paisajísticos, genera la posibilidad de concientizar acerca del valor de los recursos genéticos vegetales de nuestro país y de la necesidad de conservarlos, permitiendo así su aprovechamiento racional y sostenible, ayudando en su preservación. En este sentido, Habranthus tubispathus es una especie con gran potencial de domesticación debido a su gran adaptabilidad a la zona semiárida y al gran valor que posee como recurso natural, no solo por su valor ornamental, sino también por sus propiedades medicinales y los servicios ecosistémicos que brinda. Con el propósito de avanzar en la utilización de la especie como recurso nativo ornamental y brindar herramientas para promover su mejoramiento, se propuso la siguiente metodología: colecta del germoplasma silvestre, estudios ecofisiológicos, evaluación in situ y bajo condiciones controladas del comportamiento de dos especies nativas, determinación del mejor método para la regeneración y multiplicación de los materiales, estudio botánico y morfológico de la biología floral; y estudio de su sistema reproductivo. Los resultados indicaron que bajo condiciones naturales, Habranthus tubispathus presenta un estadio vegetativo otoño-invernal (marzo a octubre) seguido por un período reproductivo que va desde noviembre hasta febrero, con floración sincrónica y repetida que se produce cuando las lluvias superan los 10 mm. Zephyranthes filifolia posee también floración estacional durante los meses de noviembre y diciembre. Ambas especies tienen una elevada tolerancia al déficit hídrico. Por otra parte, se completó el protocolo de micropropagación para H. tubispathus, con una proporción de propagación superior a 1500 microbulbos por bulbo en un período de dos ciclos de multibrotación (c.a. 6 meses). El sustrato que produjo el mayor número de vástagos por explanto durante la multibrotación, fue el que contenía 1 mg L-1 TDZ + 1 mg L-1 2iP + 50 mg L-1 AIA, obteniéndose una proporción de propagación de 10,8 para el primer subcultivo, y de 6,3 para el segundo. Para aumentar la biomasa total de los vástagos, las concentraciones óptimas de sacarosa se encuentran entre 60 y 90 g·L-1, con el agregado de AIA 1 mg L-1, constituyéndose en un medio de cultivo apto para la fase de engorde de bulbos que reemplaza a la de enraizamiento de las especies no bulbosas. Respecto a su biología floral, H. tubispathus genera un gran volumen de polen en sus flores solitarias, con un promedio de 93.837 granos por flor. El medio sólido que resultó ser el más apropiado para cuantificar la germinación in vitro de granos de polen fue el que contenía 0,1 M de sacarosa y 2 mM de BO3H3 y de Cl2Ca, obteniéndose valores superiores al 30 % de germinación. Y el medio líquido bajo técnica de gota suspendida que contenía 20 % PEG y 0,8 M de sacarosa, logró valores de germinación mayores a 40 %. Los resultados confirman que el polen de esta especie se puede conservar en las condiciones evaluadas con baja humedad relativa por no más de un mes. Además se determinó que H. tubispathus es una especie parcialmente auto-compatible y que posee preferencia por la polinización cruzada. En cuanto al modo reproductivo, la especie presenta un desarrollo del saco embrionario apomíctico diplospórico, que corresponde con el tipo Antennaria octonucleado. Además, se diferenciaron morfológicamente dos citotipos con niveles de ploidía tetra y hexaploides; los cuales se caracterizaron citológicamente, hallando por primera vez para la especie dos pares de cromosomas del tipo subtelocéntricos. La uniformidad genética de los individuos maternos y toda su progenie, evidenciada de forma morfológica y detectada mediante microsatélites (ISSR), mostró la naturaleza apomíctica de la planta materna. Esto fue confirmado mediante citometría de flujo en semillas, en los que el contenido de ADN en las células del embrión y del endosperma para ambos citotipos evidenció una relación 2:5. Esta relación se produce debido a la necesidad de fecundación de los núcleos polares que posee la especie para producir semilla, carácter conocido como pseudogamia.

Promoting the use of native flora in landscaping projects, generates the possibility of raising awareness about the value of plant genetic resources of our country and the need to conserve them, thus allowing their rational and sustainable use, helping in their preservation. In this sense, Habranthus tubispathus is a species with great potential for domestication due to its great adaptability to the semi-arid zone and the great value it holds as a natural resource, not only for its ornamental value, but also for its medicinal properties and ecosystem services that provides. In order to advance with the use of the species as a native ornamental resource and provide tools to promote its improvement, the following methodology was proposed: collection of wild germoplasm, ecophysiological studies, in situ evaluation and under controlled conditions of the behavior of two native species, determination of the best method for the regeneration and multiplication of materials, botanical and morphological study of floral biology; and study of the reproductive system. The results indicated that under natural conditions, Habranthus tubispathus presents an autumn-winter vegetative stage (from March to October) followed by a reproductive period that goes from November to February, with synchronous and repeated flowering which occurs when the rains exceed 10 mm. Zephyranthes filifolia also has seasonal flowering during the months of November and December. Both species have a high water deficit tolerance. On the other hand, I completed the micropropagation protocol for H. tubispathus, with a propagation rate greater than 1500 microbulbs per bulb in a period of two multibrotation cycles (a.c. 6 months). The substrate that produced the highest number of shoots per explant during multibrotation was the one that contained 1 mg L-1 TDZ + 1 mg L-1 2iP + 50 mg L-1 IAA, obtaining a propagation ratio of 10.8 for the first subculture, and 6.3 for the second one. To increase the total biomass of the shoots, the optimal concentrations of sucrose are between 60 and 90 g L-1, with the addition of IAA 1 mg L-1, constituting a culture medium suitable for the fattening phase of bulbs that replaces the rooting phase of non-bulb species Regarding its floral biology, H. tubispathus generates a large volume of pollen in its solitary flowers, with an average of 93,837 grains per flower. The solid medium that turned out to be the most appropriate to quantify the in vitro germination of pollen grains was the one that contained 0.1 M sucrose and 2 mM BO3H3 and Cl2Ca, obtaining values higher than 30 % germination. In addition, the liquid medium under the suspended drop technique contained 20 % PEG and 0.8 M sucrose, reached germination values greater than 40 %. The results confirm that the pollen of this species can be preserved with the evaluated conditions with low relative humidity for no more than a month. Furthermore, H. tubispathus is a partially self-compatible species and prefers cross-pollination. Regarding the reproductive mode, the species has a diplosporic apomictic embryo sac development, which corresponds to the Antennaria octonucleated type. In addition, two cytotypes with levels of tetra and hexaploid ploidy were differentiated morphologically; which were characterized cytologically, finding for the first time two pairs of subtelocentric type chromosomes for the species. The genetic uniformity of the maternal individuals and all their progeny, evidenced morphologically and detected by microsatellites (ISSR), showed the apomictic nature of the maternal plant. This was confirmed by flow cytometry in seeds, in which the content of DNA in the cells of the embryo and the endosperm for both cytotypes showed a 2:5 relationship. This relationship occurs due to the need for fertilization of the polar nuclei that the species possesses to produce seed, a character known as pseudogamy.