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Inducción a la Ciencia, la Tecnología y la Innovación en la UASLP

CIENCIAS AGROPECUARIAS 1


CIENCIAS AGROPECUARIAS2







INDICE DE REPORTES TECNICOS

CIENCIAS AGROPECUARIAS

ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA DE PLANTAS MEDICINALES Y COMESTIBLESEstudiante: Eben Andrés Aguirre Aguirre / Universidad Autónoma de CoahuilaInvestigador: María Luisa Carrillo Inungaray / Unidad Académica Multidisciplinaria Zona Huasteca - UASLPModalidad: Regional

7 ESTRATEGIAS PARA LA RESTAURACIÓN ECOLÓGICA DEL BOS-QUE DE NIEBLA EN EL EJIDO CORONEL CASTILLO, XILITLA, S.L.P. Estudiante: Sarahí Aguirre Martínez / Instituto Tecnológico de Villahermosa Investigador: Jorge Alberto Flores Cano / Facultad de Agronomía y Veterinaria - UASLP Modalidad: Nacional

13RIESGOS DE CONTAMINACIÓN POR ARSÉNICO EN PLANTAS FORRAJERAS EL ALTIPLANO POTOSINOEstudiante: Homero Camarillo Mata / Coordinación Académica Región Altiplano - UASLPInvestigador: María Cruz del Rocío Terrones Gurrola / Coordinación Académica Región Altiplano - UASLPModalidad: Local

20AGUA PARA RIEGO DE PLANTAS FORRAJERAS CON POTENCIAL CONTAMINACIÓN POR ARSÉNICO EN EL MUNICIPIO DE MATEHUALA, SLP.Estudiante: Jessica Fernández Reyes / Coordinación Académica Región Altiplano - UASLPInvestigador: María Cruz del Rocío Terrones Gurrola / Coordinación Académica Región Altiplano - UASLPModalidad: Local

25ANALISIS DE LA DIGESTIBILIDAD DE CARBOHIDRATOS EN HARINAS DE FRIJOL GERMINADOEstudiante: Gabriela Franco Benitez / Coordinación Académica Región Huasteca Sur - UASLPInvestigador: Vicente Espinosa Solís / Coordinación Académica Región Huasteca Sur - UASLPModalidad: Regional

30

EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL EN CULTIVO DE FRIJOL (Phaseolus vulgaris) CON SUELO AGRÍCOLA Y COMPOSTA CONTAMINADOSEstudiante: Mariel García Melendez / Instituto Tecnológico de SonoraInvestigador: Jorge Alonso Alcalá Jáuregui / Facultad de Agronomía y Veterinaria - UASLPModalidad: Nacional

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DIGESTIBILIDAD IN VITRO DE ALGUNOS ZACATES DEL ALTIPLANO OESTEEstudiante: Daniela Elizabeth Garza Garza / Coordinación Académica Región Altiplano Oeste - UASLPInvestigador: Juan Antonio Rendón Huerta / Coordinación Académica Región Altiplano Oeste - UASLPModalidad: Local

43GERMINACIÓN DE CHILE MIRASOL (Capsicum annuum L.) CON ADICIÓN DE VERMICOMPOSTEstudiante: José Daniel Granados Álvarez / Universidad Autónoma de QuerétaroInvestigador: Gisela Aguilar Benítez / Instituto de Investigación en Zonas Desérticas - UASLPModalidad: Regional

49AISLAMIENTO DE EXTRACTOS RICO EN ANTOCIANINAS DE ALTA PUREZA A PARTIR DE MA-TRICES FRUTALESEstudiante: Graciela Méndez Tello / Facultad de Ciencias Químicas - UASLPInvestigador: Claudia Inés Victoria Campos / Facultad de Enfermería y Nutrición - UASLPModalidad: Local

55

ELABORACIÓN DE BIOFERTILIZANTES A BASE DE MICORRIZA ARBUSCULAR PARA LA PRODUCCIÓN DE JITOMATEEstudiante: Ángel Mario Penagos Rosales / Universidad Politécnica de ChiapasInvestigador: Heriberto Méndez Cortés / Facultad de Agronomía y Veterinaria - UASLPModalidad: Nacional

61

GENOTIPADO DE PLANTAS DE MAÍZ DEL PANEL DE DIVERSIDADEstudiante: Amauri Ponce Hernández / Unidad Académica Multidisciplinaria Zona Huasteca - UASLPInvestigador: Rubén Rellan Álvarez / Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico NacionalModalidad: Regional

68

APLICACIÓN DE MIEL PARA DISMINUIR LA SEVERIDAD DEL ALFALFA MOSAIC ALFAMOVIRUS (VIRUS MOSAICO DEL ALFALFA, AMV) EN CHILE HABANEROEstudiante: Jorge Reyes Pérez / Universidad Intercultural del Estado de TabascoInvestigador: José Marín Sánchez / Facultad de Agronomía y Veterinaria - UASLPModalidad: Nacional

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ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA DE PLANTAS MEDICINALES Y COMESTIBLES

Aguirre Aguirre, E. A1.; Carrillo Inungaray, M. L2

1 Universidad Autónoma de Coahuila. Carretera Torreón Matamoros Km. 7.5, Ejido el Águila, 27275 Torreón, Coahuila. MEXICO, [email protected]; 2Unidad Académica Multidisciplinaria Zona Huasteca. Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Romualdo del Campo No. 501, Fraccionamiento Rafael Curiel, C.P. 79060. Cd. Valles, S.L.P. MÉXI-

CO, [email protected].

RESUMEN

Las plantas medicinales y comestibles contienen compuestos fitoquímicos con actividad biológica. En este trabajo se evaluó la actividad antibacteriana de 11 plantas utilizadas en la Huasteca Potosina. Para identificar compuestos bioactivos se realizó un tamiz fitoquimico y se seleccionaron: flor de cempasúchil (Tagetes erecta), maduraplatano (Hamelia pa-tens), moringa (Moringa oleífera) y semilla de M. oleifera por contener flavonoides y oxidrilos fenólicos. A los extractos hidroalcohólicos obtenidos por maceración se les realizo un tamiz fitoquimico y se midió su actividad antibacteriana a partir de su efecto inhibitorio y determinación de su concentración mínima inhibitoria (CMI), sobre Staphylococcus au-reus, Escherichia coli y Salmonella typhimurium. El efecto inhibitorio fue de 9.7 a 18.7 mm para los diferentes extractos y bacterias estudiadas. La CMI para E. coli fue de 0.93 a 31.25mg/mL y para S. aureus fue de 7.5 a 55 mg/mL. De los extractos estudiados T. erecta mostró un mayor potencial antimicrobiano.

ABSTRACT

Medicinal and edible plants contain phytochemical compounds with biological activity. In this work the antibacterial ac-tivity of 11 plants used in the Huasteca Potosina was evaluated. To identify bioactive compounds, a phytochemical sieve was made and selected: flower of cempasúchil (Tagetes erecta), maduraplatano (Hamelia patens), moringa (Moringa oleifera) and M. oleifera seed for containing flavonoids and phenolic oxydriles. The hydroalcoholic extracts obtained by maceration were made with a phytochemical sieve and their antibacterial activity was measured from their inhibitory effect and determination of their minimum inhibitory concentration (MIC), on Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Salmonella typhimurium. The inhibitory effect was 9.7 to 18.7 mm for the different extracts and bacteria studied. The CMI for E. coli was 0.93 to 31.25 mg/mL and for S. aureus it was 7.5 to 55 mg/mL. Of the extracts studied T. erecta showed a greater antimicrobial potential.

Palabras clave: extractos naturales, difusión en disco, concentración mínima inhibitoria.

INTRODUCCIÓN

A lo largo del tiempo, la humanidad ha descubierto una gran variedad de plantas que contienen compuestos antimicro-bianos. Éstos han sido utilizados para el tratamiento de enfermedades infecciosas (Ríos and Recio, 2005; Domingo y López-Brea, 2003). La Organización Mundial de la Salud (OMS) realizó un listado en el cual se cuentan con 21,000 plantas que son usadas con propósitos medicinales alrededor del mundo (Garg y Vijaya, 2016), de las cuales en México solo se utilizan 5000 especies para el uso terapéutico (Alonso-Castro). Por su parte en algunos tratamientos con plantas se ha demostrado que tienen actividad antimicrobiana y son utilizados para el descubrimiento de fármacos (Thangamani et al., 2016). Sin embargo, en cada región geográfica varía el tipo de plantas que se usan con fines medicinales, y cuyo conocimiento se ha transmitido por generaciones. En la Huasteca Potosina localizada en la costa del golfo de México y

INOCULACIÓN DE SEMILLAS DE CALABAZA CON HONGOS ENTOMOPATOGENOSEstudiante: Juan Armando Salazar Cerrillo / Instituto Tecnológico Superior de IrapuatoInvestigador: Fabiola Villegas Rodríguez / Facultad de Agronomía y Veterinaria - UASLPModalidad: Regional

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MECANISMO DE INCLINACIÓN DEL TALLO EN LA BIZNAGA BURRA (Echinocactus platyacanthus)Estudiante: Martha Karina Sánchez Méndez / Universidad Intercultural del Estado de TabascoInvestigador: Martín Escoto Rodríguez / Facultad de Agronomía y Veterinaria - UASLPModalidad: Nacional

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GERMINACION Y VIABILIDAD DE SEMILLAS DE FEROCACTUS PILOSUS DE DIFERENTE EDADEstudiante: Edison Enrique Sánchez Quintanilla / Facultad de Medicina - UASLPInvestigador: Hugo Magdaleno Ramírez Tobías / Facultad de Agronomía y Veterinaria - UASLPModalidad: Local

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EFECTO DEL ESTRÉS ABIÓTICO SOBRE LA GERMINACIÓN DE CINCO ESPECIES DE PLANTAS SUCULENTASEstudiante: Geovanna Zárate Camargo / Instituto Tecnológico de SonoraInvestigador: Claudia González Salvatierra / Facultad de Agronomía y Veterinaria - UASLPModalidad: Nacional

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que incluye 26 de los 58 municipios del estado de San Luis Potosí, cuenta con una amplia diversidad de plantas que los pobladores consumen y usan con fines medicinales y que no han sido estudiadas en relación a su composición Biológica (Alonso-Castro et al., 2012). Una de las propiedades biológicas de las plantas es la actividad antimicrobiana, la cual se debe principalmente a los metabolitos secundarios como fenoles, flavonoides, alcaloides y terpenoides que no son esen-ciales para las plantas, pero si juegan un papel importante en el sistema de defensa contra la protección de patógenos y animales herbívoros (Geetha y Padal, 2014). Por lo que el objetivo de este trabajo fue estudiar la actividad antibacteriana de mohuite (Justicia spicigera), quelite (Amaranthus hybridus), frijol sarabando (Vigna unguiculata), maduraplatano (Hamelia patens), soyo (Ipomoea puga), chaya (Cnidoscolus aconitifolius), hoja santa (Piper auritum), flor de cempasú-chil (Tagetes erecta), hoja de (Moringa oleífera), semilla de M. oleífera y café (Coffea sp.) que comúnmente se usan con fines medicinales y comestibles en la región de la Huasteca Potosina.

METODOLOGÍA

Obtención del extracto

Para obtener el extracto de las diferentes plantas se utilizó el método de maceración. Se colocaron 10g de hojas secas y pulverizadas en etanol al 70% en matraz Erlenmeyer se mantuvieron a 30°C a 136rpm durante 24 horas en un agitador de masa digital Shaker IKA KS 4000i control. El extracto se filtró en papel filtro de poro mediano (0.19 mm con retención de partículas de 8-12 µm), se esterilizó por filtración en membrana Whatman de 2 µm y se almacenaron a 4°C hasta su uso.

Preparación del inóculo

Las cepas bacterianas (Staphylococcus aureus, Escherichia coli y Salmonella typhimurium) fueron proporcionadas por el Laboratorio de Investigación en Alimentos de la U.A.S.L.P. Para revitalizar las cepas, éstas se inocularon en 5 mL de caldo nutritivo y se incubaron a 35°C durante 24 h. Pasado el tiempo de incubación se inoculo en agar Mueller-Hinton. A partir de este cultivo se prepararon suspensiones bacterianas, transfiriéndolas a tubos con 10 mL de solución salina al 0.85% w/v hasta alcanzar una turbidez similar al estándar 0.5 de la escala de McFarland equivalente a 1-2 x 108 UFC/mL (absorbancia de 0.08-0.13 a 625 nm) (Cockerill et al., 2012).

Tamiz fitoquímico

Los compuestos presentes en los extractos de las 11 plantas se identificaron mediante ensayos fitoquímicos usando reac-ciones de color de acuerdo a los protocolos descritos por Ramman (2006). Alcaloides (pruebas de Mayer y de Wagner), esteroles (reacción de Liebermann-Burchard), flavonoides (prueba del H2SO4), saponinas (prueba de Salkowski) y oxi-drilos fenólicos (prueba del FeCl3).

Actividad antibacteriana

La actividad antimicrobiana se midió a partir de los halos de inhibición observados al usar la técnica de difusión en dis-co, método de Kirby Bauer. Se inocularon 3 µL de las cepas bacterianas en la superficie del agar Muller Hinton, se colocaron seis discos de papel filtro (Whatman) de 6.0 mm de diámetro y se impregnaron con 20 µL de cada uno de los extractos a diferentes concentraciones y con las sustancias usadas como control. Como control negativo se usó agua destilada y como control positivo azitromicina, un antibiótico de amplio espectro. Las pruebas se efectuaron por triplicado.

Concentración Mínima Inhibitoria (CMI)

La CMI de los extractos hidroalcohólicos sobre las diferentes bacterianas, se realizó por el método de microdilución de acuerdo a la técnica descrita por Ramirez y Marin-Castaño (2009). Se utilizaron placas con 96 pozos, se colocaron 150µL en cada uno de ellos y en el primer pozo se agregaron 150µL de la solución madre, a partir de ahí se hicieron diluciones sucesivas de tal manera que el extracto se diluyó a la mitad en cada pozo; se adicionaron 3µL del inóculo bacteriano a cada uno de los pozos. Las concentraciones de los extractos fueron de 240, 170, 250, 220mg/mL para T. erecta, H. patens, M. oleífera y semilla de M. oleífera respectivamente como control positivo se usaron 50mg/mL de Azitromicina y como control negativo agua destilada.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Se realizaron estudios preliminares a las 11 plantas, y al realizar el tamixzfitoquímico se encontró que los extractos de hojas de M. oleífera, semillas de M. oleífera, flor de T. erecta y H. patens, contienen compuestos fenólicos, flavonoides y alcaloides a los cuales se les atribuye la actividad antimicrobiana. De los cuatro extractos estudiados sólo el extracto de T. erecta presentó efecto inhibitorio sobre las tres bacterias utilizadas, las semillas de M. oleífera sólo presentaron actividad sobre la S. thypimurium, mientras que la H. patens solo en S. aureus. Sin embargo, las hojas de la M. oleífera no presento actividad inhibitoria sobre ninguna de las bacterias. La Tabla 1 muestra los halos de inhibición de los microorganismos con los diferentes extractos, así como el efecto inhibitorio del antibiótico usado como control positivo.

Tabla 1. Zona de inhibición (mm) de microorganismos utilizados en los diferentes extractos curdos.

Extractos Bacterias

E. coli S. aureus S. thypimurium

Hojas de M. oleífera - - -Semillas de M. oleifera - - 10.3 ± 0.6Flor de Tagetes erecta 10 ± 0.9 11.7 ± 1.5 18.7 ± 2.1Hojas de H. patens - 9.7 ± 1.2 -Azitromicina (control positivo) 22.3 ± 1.2 24 ± 1.0 26.7 ± 0.6

-= sin actividad

En la Figura 1 se muestran los halos de inhibición del extracto etanólico de T. erecta para las diferentes bacterias utili-zadas. Se observó que el extracto difundió en el medio de cultivo, sin embargo, los halos de inhibición fueron menores en comparación con el control positivo, lo que se atribuyó a que éste es ya el compuesto con actividad antibacteriana comprobada mientras que en el extracto hay una mezcla de compuestos bioactivos.





a) b) c)Figura 1. Efecto inhibitorio del extracto de la flor de cempasúchil en diferentes bacterias. a) S. aureus. b) E.coli.

c) S. thypimurium

En la Figura 2 se muestra la difusión en diferentes extractos en placas con la bacteria E. coli.

Figura 2. Difusión de los cuarto extractos en contacto con la bacteria Escherichia coli

Como una confirmación de su actividad antibacteriana se obtuvo la CMI para los cuatro extractos. Se comprobó que T. erecta tiene un comportamiento similar a la Azitromicina en E. coli inhibiendo la bacteria a una concentración de 0.93 y 0.39 respectivamente. Así como la actividad antibacteriana de los otros extractos, que en el método de difusión en disco no se pudo apreciar. En la Tabla 2 se muestra la CMI de cada extracto para las bacterias de E. coli y S. aureus.

La comparación de resultados de investigaciones realizados en plantas suele ser difícil, debido al uso de técnicas no estan-darizadas, la preparación y el tamaño del inóculo, medio de cultivo y las condiciones de incubación (Balouiri et al., 2016).

Tabla 2. Concentración mínima inhibitoria de los diferentes extractos

Extractos CMI (mg/mL)E. coli S. aureus

T. erecta 0.93 7.5H. patens 10.62 21.25M. oleífera 31.25 31.25Semilla de M. oleífera 13.75 55.0 Azitromicina (control positivo) 0.39 0.78

En relación a H. patens los resultados obtenidos en la actividad antibacteriana difieren de los reportados por Okoye y Ezeogo (2016) quienes comprobaron la actividad antimicrobiana en diferentes bacterias, lo cual atribuyeron al contenido de compuestos fenólicos especialmente a los taninos, sin embargo, coinciden en la CMI ya que reportaron 12.5 mg/mL y 25 mg/mL para E. coli y S. aureus respectivamente. Esto se debe principalmente a la técnica de obtención del extracto, así como a la concentración del solvente y su proporción con la planta utilizada. Por otro lado, Verma y Verma (2012) evaluaron el extracto de flor de T. erecta donde obtuvieron halos de inhibición que oscilaban entre los 10 y 25 mm para diferentes bacterias, los cuales coinciden con los resultados reportados en este trabajo.

CONCLUSIONES

De las plantas estudiadas, la flor cempasúchil (T. erecta) fue la que tiene un mayor potencial antimicrobiano que las demás; de las bacterias estudiadas E. coli fue más susceptible que S. aureus. El hecho que las otras plantas no tengan actividad antimicrobiana puede considerarse benéfico para su consumo. Los resultados de este trabajo abren un campo de estudio en el uso de esta flor tradicional de México para la obtención de compuestos con actividad biológica.

AGRADECIMIENTOS

A la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, por la oportunidad de participar en el Verano de la Ciencia Región Centro.

BIBLIOGRAFIA

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ESTRATEGIAS PARA LA RESTAURACIÓN ECOLÓGICA DEL BOSQUE DE NIEBLA EN EL EJIDO CO-RONEL CASTILLO, XILITLA, S.L.P.

Aguirre Martínez S.; Flores Cano J.A.

Facultad de Agronomía y Veterinaria, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Carretera San Luis-Matehuala Km 14.5, Ejido Palma de la Cruz, 78321, Soledad de Graciano Sánchez, San Luis Potosí, S.L.P., México, sarahiaguirrem@

gmail.com; [email protected]

RESUMEN

La destrucción del bosque de niebla en la Región Prioritaria para la Conservación (RPC) Xilitla, en San Luis Potosí, se ha incrementado considerablemente en los últimos años. La restauración ecológica no sólo es urgentemente necesaria en muchas áreas de Xilitla, sino que es una opción viable para la recuperación de la vida biológica en el sitio. La restaura-ción de los bosques debe basarse en el entendimiento de los procesos ecológicos básicos, para luego diseñar las medidas técnicas apropiadas. Los objetivos de este estudio fueron reconocer el área, evaluar una parcela demostrativa (que se esta-bleció hace un año y será evaluada dos años más) de restauración ecológica (reforestación) a través de la supervivencia de plántulas de tres especies arbóreas, y proponer medidas a los habitantes para conservar y cuidar el bosque. Nuestro prin-cipal enfoque permitirá proponer modelos que abarcan algunos de los aspectos ecológicos, técnicos y sociales implicados en la recuperación, conservación y aprovechamiento racional de los recursos forestales. Es importante la relación de comunicación con los habitantes para tener un mayor éxito en las propuestas y continuar con este proyecto muchos años.

ABSTRACT

The destruction of the cloud forest in the Xilitla Priority Conservation Area (PRC) in San Luis Potosí has increased considerably in recent years. Ecological restoration is not only urgently needed in many areas of Xilitla, but is a viable option for the recovery of biological life at the site. Restoration of forests should be based on an understanding of basic ecological processes, and then design appropriate technical measures. The objectives of this study were to recognize the area, to evaluate a demonstration plot (established a year ago and to be evaluated two years later) of ecological restora-tion (reforestation) through the survival of seedlings of three tree species, and to propose measures to The inhabitants to preserve and care for the forest. Our main approach will allow us to propose models that cover some of the ecological, technical and social aspects involved in the recovery, conservation and rational use of forest resources. It is important the communication relationship with the inhabitants to have a greater success in the proposals and to continue with this project many years.

Palabras clave: Bosque de niebla, restauración ecológica, conservación, reforestación.

INTRODUCCIÓN

El bosque de niebla o bosque caducifolio húmedo de montaña se presenta en San Luis Potosí en los municipios de Ciu-dad del Maíz, Cárdenas, Rioverde, Xilitla y Tamazunchale (Puig, 1991). De acuerdo con Rzedowski (1978) el bosque mesófilo de montaña se interna en el estado siguiendo el contorno de la zona de barlovento de la sierra Madre Oriental entre el bosque tropical perennifolio y el bosque de coníferas y de Quercus, y termina en el límite septentrional del bosque tropical perennifolio de México.





La restauración ecológica es una forma eficiente de recuperar, rehabilitar, y conservar un área que ha sido perturbada por las actividades del hombre, siendo el principal factor el uso del suelo, para producción agrícola y pecuaria, esto conlleva a la fragmentación de los ecosistemas disminuyendo algunos requerimientos que son esenciales para el desarrollo de algunas especies de flora y fauna, así como el deterioro del suelo por factores de erosión.

Por otro, se ha planteado que “ vivimos en la época de la vegetación secundaria “ (Gómez- Pompa et al. 1972). Por grandes extensiones de los neotrópicos, las tierras abandonadas después de un esfuerzo en vano de cultivarlas son coloni-zadas primero por especies herbáceas y luego por leñosas, y se va desarrollando un bosque secundario que a veces tiene su propio potencial para manejo sostenible (Brown y Lugo 1990; Finegan, 1992). Por su naturaleza, son las sucesiones secundarias las que adquieren relevancia en los procesos de restauración de tierras. Estas suceden sobre un suelo ya desa-rrollado el cual es relativamente favorable para la colonización de las especies secundarias, además de tener propágulos de mismas (en el banco de semillas, tocones, etc.).Los enfoques que respaldan la conservación de la biodiversidad se efectúan eliminando las presiones que sufren los ecosistemas naturales o ampliando las zonas naturales, por eso se con-sideran seis mecanismos de restauración ecológica (Gálvez, 2002):

• Sucesión secundaria

• Reforestación

• Introducción de especies

• Reintroducción de especies

• Translocación

• Corredores biológicos

El método que se utilizó en la evaluación de la parcela en el bosque de niebla de Xilitla fue la reforestación, que está in-cluido entre los seis mecanismos para la restauración ecológica. Varios autores (Lamprecht 1990; WRI, UICN, PNUMA 1992; Montagnini et.al. 1992; Mackinnon et.al. 1990) señalan que entre los aspectos que se deben observar para optimi-zar las actividades de reforestación, son básicos los siguientes:

1. Un beneficio directo satisfactorio proveniente de una reforestación puede esperarse en el caso de que exista un mer-cado real o potencial para madera con suficiente demanda y que las condiciones ambientales permitan el cultivo de especies arbóreas de rápido crecimiento y/o de valor alto (Lamprecht 1990).

2. Como regla general, vale decir que donde no puede existir un bosque natural, no se debieran realizar intentos de reforestación. Si el bosque falta por causas naturales en sitios donde las condiciones ambientales son muy desfa-vorables para especies nativas (climas áridos, suelos pobres, régimen hídrico extremo, y otros); se puede pensar en una reforestación sólo en el caso de que se logren eliminar los factores que impiden el establecimiento del bosque (Lamprecht 1990).

3. Cuando las causas de deterioro del sitio son antropogénicas, las reforestaciones no deben ser iniciadas antes de haber eliminado confiablemente los factores que impiden una repoblación natural (Lamprecht, 1990).

4. La labor de reforestación puede basarse en gran medida en diversas especies locales (Jackson, 1992; Lamprecht, 1990).

5. El potencial de regeneración natural puede aprovecharse para establecer sistemas agroforestales a través de un pro-ceso de selección de especies deseables (leña, madera, forraje, medicinales, fijación de nitrógeno, rápido crecimiento y otras) en áreas destinadas a la producción agroforestal.

METODOLOGÍA

Para la reforestación de la parcela ubicada en la Comunidad de La Silleta, en el Ejido Coronel José Castillo, se manejaron una serie de pasos para llevar a cabo este proceso, a continuación, se describen cada uno ellos.

Caracterización de la parcela

Se visitó la parcela y se realizó un levantamiento florístico para identificar las especies en el proceso de sucesión secun-daria (nucleación), dentro de las cuales destacaron Liquidambar styraciflua (Somerio), Magnolia schiedeana (Magnolia o Campeche) y Quercus germana (Encino); por lo cual, estas especies se consideraron para llevar a cabo la reforestación.

Establecimiento del diseño experimental

Luego de obtener las especies a utilizar, se propuso el siguiente arreglo para el diseño experimental.

Figura 1. Arreglo espacial para el diseño de reforestación, Ejido Coronel Castillo, Xilitla, S.L.P.

El Arreglo de especies dentro del diseño se realizó de la siguiente manera: al centro del diseño en las parcelas de refores-tación siempre se estableció de vivero, un árbol de L. styraciflua de 1.5 o 2 m de altura, como pionero en el proceso su-cesional (y nodriza de las que entran posteriormente al sistema), mientras tanto en el cruz central (norte, sur, este y oeste) se invertía la presencia de plántulas de vivero, de 25 a 30 cm de altura, de Q. germana y M. schiedeana de tal manera que quedara frente a frente individuos de la misma especie, siendo el mismo caso para el cuadro exterior (sureste, suroeste, sureste y suroeste). Las plantas se plantaron a dos metros de distancia y en el cuadro central se colocaron pegados a la planta central que es el Liquidambar.





Medición y análisis de las especies arbóreas en las parcelas

Se tomaron en cuenta para la evaluación, la medición de cuatro variables: la supervivencia, la altura, el diámetro y la cobertura de las plantas. Se procedió a medir cada una de las plantas introducidas en las parcelas utilizando la cinta mé-trica de 5 metros para tasa de crecimiento. De igual manera se usó un GPS para registrar las coordenadas en las que se encontraban las plantas, y un vernier digital para medir el diámetro del tallo, donde se midió para las plantas grandes a partir de 30 centímetros del suelo y las plantas pequeñas a partir de 5 centímetros del suelo.


En el primer año de reforestación se procedió a analizar la supervivencia de las plantas presentes en la parcela, de los cuales los resultados se presentan en el siguiente cuadro:

Cuadro 1. Supervivencia de las especies L. styraciflua, M. schiedeana y Q. germana.

Especie Sobrevivencia (%)Liquidambar styraciflua 97Magnolia schiedeana 92Quercus germana 100

La especie Liquidambar styraciflua tuvo una sobrevivencia del 97%, Magnolia schiedeana 92% y Quercus germana 100% de los cuales se concluye que las tres plantas tuvieron un buen crecimiento en ese periodo y hubo una buena res-puesta por parte de los individuos. De acuerdo con la metodología planteada, fue realizado el muestreo en las parcelas de reforestación, de los cuáles se incluyen los muestreos obtenidos anteriores a las fechas del mes de abril, julio y octubre del 2016 respectivamente. Las mediciones elaboradas a este trabajo fueron realizadas en el mes de julio del 2017. Se tuvo dificultad al localizar todas las plantas en las parcelas ya que hubo una gran densidad de especies arbustivas de las cuales se asumió un 10% de mortalidad para las especies Magnolia schiedeana y Quercus germana. Los números de muestras fueron nombrados por las fechas en las que se midieron respectivamente, el muestreo 1 corresponde al trece de abril del 2016, el muestreo 2 al cinco de julio del 2016, el muestreo 3 al dieciocho de octubre del 2016 y el muestreo cuatro al cua-tro de julio del 2017. Se determinaron los promedios de las variables de altura, diámetro y cobertura de los 4 muestreos correspondientes, de los cuales los resultados se muestran en las Tablas 1 a 4.

Tabla 1. Promedios de las variables altura, diámetro y cobertura a la fecha del trece de abril del 2016.

Tabla 2. Promedio de las variables altura, diámetro y cobertura a la fecha del cinco de julio del 2016.

Tabla 3. Promedio de las variables altura, diámetro y cobertura a la fecha del dieciocho de octubre del 2016.

Tabla 4. Promedio de las variables altura, diámetro y cobertura a la fecha del cuatro de julio del 2017.

Las Figuras 2 a 4 muestran los promedios de las variables correspondientes en cada muestreo.

Figura 2. Promedio de alturas de la especie L.styraciflua, schiedeana y Q. germana

Figura 3. Promedio de diametros de las especies L.styra-ciflua M.schiedeana y Q. germana.





Figura 3. Promedio de cobertura de las especies L.styraciflua M.schiedeana y Q. germana.

En algunos casos se tomaron algunas plantas como no encontradas debido a la densidad arbórea de la zona de reforesta-ción, éstas mismas se analizarán en el próximo muestreo ya que en algunos casos se encuentran en la franja y modifican los datos tomados anteriormente. De igual manera se recomienda colocar etiquetas a las plantas para un mejor manejo de la parcela y mayor calidad en el muestreo.

CONCLUSIONES

En el año anterior fue observada una tasa alta de supervivencia que indica una buena respuesta de crecimiento de las espe-cies L. styraciflua, M. schiedeana y Q. germana, debido a que las tres especies tuvieron un porcentaje mayor del 90% de sobrevivencia en dicho periodo de tiempo. En el periodo de junio del 2017 fue observado un incremento en la altura de las especies Liquidambar styraciflua, Quercus germana y Magnolia schiedeana, .de igual manera en la cobertura de las plantas, debido a que dichas variables se consideran las hojas de las mismas. Hubo un aumento ligero de los diámetros de las plantas puesto que es señal de que existe un crecimiento secundario. La parcela de reforestación está en buenas condiciones gracias al apoyo de la gente de la comunidad que cuidaron de las plantas para un óptimo crecimiento de ellas. Se evaluará durante dos años más, considerando también variables climáticas de humedad y temperatura, para replicar el modelo si es exitoso, en sitios de condiciones similares.

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RIESGOS DE CONTAMINACIÓN POR ARSÉNICO EN PLANTAS FORRAJERAS EL ALTIPLANO POTOSINO

Camarillo Mata, H1; Terrones Gurrola, M.C. R1.; Espinoza Franco S. A2.1Coordinación Académica Región Altiplano, Carretera Cedral kilómetro 5+600, Ejido San José de las Trojes. C.P. 78700, Matehuala, San Luis Potosí, MÉXICO; 2Boulevard Héroes Potosinos 1801, Matehuala, San Luis Potosí,

MEXICO.; [email protected]; [email protected]; [email protected].

RESUMEN.El arsénico es un metaloide abundante en el ambiente, los compuestos más tóxicos para el humano son los inorgánicos al ser más agresivos, de fácil y rápida movilización en el ambiente por medio del agua en zonas geológicamente contaminadas, o aire en regiones con actividades antropogénicas (minería e industria). Su implicación en la cadena trófica preocupa por sus efectos en la salud (generación de cáncer, diabetes y otras enfermedades), presentados crónicamente por consumo del elemento de forma directa por medio de agua o indirecta por productos vegetales y animales que consumen forrajes contaminados (alfalfa). En San Luis Potosí de las principales actividades identificamos la agricultura, ganadería y minería no excluyendo los municipios del altiplano potosino sur como Villa de Guadalupe siendo su población propensa por el uso de agua de fuente subterránea para riego de cultivos, problema que se ve extendido cuando la producción se transporta a otros sitios geográficos.

ABSTRACT.Arsenic is an abundant metalloid in the environment, the compounds most toxic to humans are the inorganic ones being more aggressive, easy and quick to mobilize in the environment through water in geologically contaminated areas, or air in regions with anthropogenic activities (Mining and industry). Its implication in the food chain concerns its effects on health (the generation of cancer, diabetes and other diseases), presented chronically by consumption of the element directly by means of water or indirectly by vegetal products and animals that consume contaminated forages (alfalfa). In San Luis Potosí of the main activities we identified agriculture, livestock and mining, not excluding the municipalities of the southern Potosi plateau, such as Villa de Guadalupe, where the population is prone to use underground water for irrigation of crops, a problem that is widespread when the production is transported to other geographic sites.

Palabras clave: arsénico, forrajes, Altiplano_Potosino.

INTRODUCCIÓN.El arsénico (As) es un metaloide muy tóxico y abundante en el ambiente, su especiación depende de diversos factores, su distribución y generación se debe a procesos naturales y antropogénicos y su problemática se asocia a su movilización en el ambiente. (Rangel Montoya, Montañez Hernández, Luévanos Escareño, & Balagurusamy, 2015). La concentración de As en aguas superficiales y subterráneas varía entre 1 y 10 μg/L. (Galetovic Carabantes, 2003) En América Latina incluyendo México, casi medio millón de personas beben permanentemente agua con niveles de As que ponen en riesgo su salud (Castro de Esparza, 2006). Las concentraciones en agua subterránea, presentan niveles de hasta 1 mg/L. (Ayala Armijos & Romero Bonilla, 2013). El elemento puede penetrar aire, agua y suelo a través de polvo y escurrimientos (Rangel Montoya, Montañez Hernández, Luévanos Escareño, & Balagurusamy, 2015). Los efectos en la salud se asocian a la exposición crónica al As y los cánceres, en la piel las lesiones son más sólidas y permanentes, la inhalación de pequeñas partículas daña las vías nasales teniendo mayor accesibilidad y fusión orgánica. Habiendo menor asociación entre la exposición y otros tipos de cáncer y la muerte. (ATSDR, 2013; Castillo Bécar & Venegas Arancibia, 2010; Zheng, y otros, 2016).

El As se presenta en niveles altos en agua subterránea, es muy tóxico en su forma inorgánica. El riesgo para la salud reside en el uso de agua contaminada para beber, preparar alimentos, riego de cultivos y su exposición prolongada asociada a cáncer y otras enfermedades, la intervención más importante consiste en prevenir la prolongación y exposición al contaminante por medio de sistemas de abastecimiento de agua potable. (OMS, 2017) La vía trófica se evidencia en la acumulación del elemento en cultivos que crecen en suelos contaminados (Moreno Jimenez, 2010) estando bien distribuido en este ámbito. (Pérez Mínguez, 2015), siendo la alimentación la principal vía de entrada del As y por lo tanto

de enfermedades, derivados de ello. (Castillo Bécar & Venegas Arancibia, 2010). El humano se expone al elemento que al ingresar a los alimentos de animales podría contaminarnos mediante la carne, leche y derivados, etc (Maritza, García, & Quintanilla, 2009), esto aunado a la contaminación por agua potable y otro tanto por cuestiones laborales. (FAO/OMS, 1998). El objetivo del trabajo pretende lograr determinar el riesgo que existe en una de las comunidades del altiplano potosino en la región sur por la existencia de contaminación por As en pozos de agua identificables, el riesgo sobre cultivos y el problema hacia la población.

MARCO TEÓRICOEl arsénico (As) es un elemento metaloide, se encuentra en forma orgánica e inorgánica y estados sólido o líquido. Es un mineral ampliamente distribuido en el ambiente. (Pérez Mínguez, 2015), presente en aire, agua y suelo, de acuerdo a la evidencia es más toxico en su forma inorgánica. (OMS, 2017). Está dentro de los 20 más abundantes en la tierra, existiendo en cuatro estados de valencia: As3-, As0, As3+ y As5+. Se encuentra en el ambiente principalmente como arsenito (As3+) y arseniato (As5+.) (Galetovic Carabantes, 2003), siendo a su vez altamente tóxicos y solubles en agua. (ATSDR, 2013). El suelo y agua se consideran las principales y más comunes vías de exposición al As (Farnese, y otros, 2014), otras vías son por medio de inhalación, contacto cutáneo, o por vía trófica: el As se acumula en cultivos sobre suelos contaminados y de ahí pasa a los humanos por el consumo de los productos (Pérez Mínguez, 2015). La ingesta prolongada de As inorgánico conduciría a una intoxicación crónica. Los efectos pueden tardar en manifestarse e incluyen lesiones en la piel, diabetes, enfermedades cardiovasculares y cáncer. (OMS, 2017). La vía de incorporación más habitual del As es por el agua de bebida con consecuencias que van desde cáncer hasta anomalías reproductivas (Zheng, y otros, 2016), sumando las contribuciones por parte de la dieta e inhalación (Galindo, Fernández Turiel, Parada, & Gimeno Torrente, 2005). Las principales actividades económicas de la zona de la región altiplano del estado de San Luis Potosí, incluyen, la minería, agricultura, ganadería y el turismo. (Gonzáles Mille, 2006), no excluyendo al municipio de Villa de Guadalupe.

Considerando que las principales fuentes antropogénicas de generación de As se encuentra la minería cuyas regiones presentan mayor contaminación por esta actividad (Farnese, y otros, 2014), así como la siderurgia y la agricultura. (Moreno Jimenez, 2010). Las plantas se encuentran expuestas al As presente tanto en agua como en suelo. Las formas inorgánicas son absorbidas a través de distintos transportadoras y se transforman y movilizan a los tejidos de las plantas. Estudios reportan que el As afecta su metabolismo (Farnese, y otros, 2014) , la fotosíntesis (Jawaharlal Nehru, 2010), su crecimiento y germinación, causan estrés oxidativo, disminuye la absorción de fósforo (Farnese, y otros, 2014), inhibe la elongación radicular y hay una disminución en la proliferación celular y producción de biomasa. (Maritza, García, & Quintanilla, 2009). La alfalfa (Medicago sativa) es de las especies más contaminadas y la que depura más su suelo pues la integra al As en sí misma. Es más afectada por su parte superficial gracias a contaminantes atmosféricos libres en el ambiente (Maritza, García, & Quintanilla, 2009). El As ingresa a través de la comida, agua y aire, la alfalfa y otros forrajes de manera indirecta podrían contaminarnos mediante la ingestión de carne, leche y derivados de los que los consumen. (Maritza, García, & Quintanilla, 2009). La metilación se considera el principal método de destoxificación del As en los mamíferos, proponiéndose otros mecanismos. El As se une a los grupos sulfhídricos (-SH) y desbarata a las enzimas que los contienen, el As (III) parece desencadenar estos efectos, se inhibe de la ruta de oxidación del piruvato y el ciclo de Krebs, se afecta la gluconeogénesis y se reduce la fosforilación oxidativa. Otro mecanismo involucra la sustitución del fósforo por el As (V), si bien el arsenito tiende a pegarse a grupos de ditiol, cuando el As (V) reemplaza al anión de fósforo en los fosfatos, provoca hidrólisis de enlaces de alta energía como el ATP, hay una pérdida de enlaces de fosfato que “trastocan” la respiración mitocondrial. El arsenito tiene afinidad a receptores hormonales con grupos de tioles. Su implicación en la diabetogénesis se relaciona a su habilidad a unirse e inhibir la acción del receptor de insulina. (ATSDR, 2013)

En México gracias a la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994 (modificada en 2000), se permite establecer los límites permisibles de calidad del agua para uso y consumo humano que deben cumplir los sistemas de abastecimiento públicos y privados (25 mg/L-1) para la concentración límite de arsénico en el agua potable. Por otra parte, en la Norma Oficial Mexicana NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004, establece la concentración límite de arsénico para suelo de uso agrícola/residencial/comercial (22 mg/kg-1). (Rangel Montoya, Montañez Hernández, Luévanos Escareño, & Balagurusamy, 2015). Los metales pesados se encuentran en alimentos y provienen de diversas fuentes. Su presencia





en productos lácteos, constituye un tema actual por su implicación en la cadena trófica y los daños sobre la salud (Ayala Armijos & Romero Bonilla, 2013). La ingesta de productos con contenido de metales y metaloides como el As afecta al individuo con la aparición de afecciones neuronales, estomacales y ciertos cánceres (Mendoza-Cano, y otros, 2017). El As per se es carcinógeno. Conocer la bioaccesibilidad del As desde los alimentos puede aportar información novedosa en la estimación del riesgo toxicológico. (Torres Escribano, 2011). Por lo anterior, se propuso realizar el mapeo de distribución de As presente en pozos de uso en riego de plantas forrajeras en la comunidad de Villa de Guadalupe, un municipio en el altiplano sur del estado de San Luis Potosí.

METODOLOGIA• Identificación de los pozos en el programa Google Earth en zonas de producción agrícola en un municipio del

altiplano sur del estado de San Luis Potosí, seleccionando el municipio de Villa de Guadalupe.• Determinación de posible riesgo en la población con datos del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI)

por Municipio para elaborar una interrelación de uso de agua de pozo en cultivos y la población en riesgo por consumo de agua y alimentos con contenido de arsénico.

RESULTADOS Y DISCUSIÓNDe acuerdo a la investigación realizada, el número total de pozos identificados en una de las zonas de producción agropecuaria de Villa de Guadalupe abordó un total de 87 pozos, de este total 55 pozos son específicos para el riego de cultivo de alfalfa, representando un 63.21% del total de los pozos, de acuerdo a los datos, los cultivos generales preestablecidos en la temporada primavera-verano 2017 destacan: jitomate, chile, triticale, sorgo, maíz, frijol, cebolla, tomatillo, pepino, avena, sandia, esparrago y otros perenes como la alfalfa coincidiendo con los principales cultivos con un estudio realizado por Gutiérrez-Caballero, y otros en el 2010 sobre “Presencia de arsénico en pozos y en cultivos en Oaxaca, México”, destacando como principales cultivos al jitomate, cebolla, frijol, maíz y alfalfa. La zona de producción cumple con siembra referenciada en la agenda técnica agrícola de San Luis Potosí de SAGARPA/SENASICA/INIFAP en 2015. La distribución de hectáreas (HA) para cada caso se muestra en la tabla 2

Tabla 2. Hectáreas (HA) destinadas a cultivos establecidos en 2012 y totales destinados a alfalfa.

Hectáreas totales identificadas Hectáreas destinadas para el cultivo de alfalfa4720.14 1051.00

Fuente: modificado de SAGARPA, 2017.

Los contaminantes arsenicales y su presencia en alfalfa se tomó en cuenta ya que la región tiene sus bases económicas sobre la minería, la agricultura y la ganadería, si la contaminación más frecuente por As sucede por consumo de agua, esto no excluye a las plantas expuestas a riego con aguas contaminadas, si bien un trabajo de Estrada Pérez hacia 2013 titulada “El agua de San Luis Potosí, Contaminación y Saneamiento” muestra que la calidad del agua potable de pozos del valle de San Luis Potosí el contaminante está muy por debajo de los limites dañinos a pesar de la presencia de una planta generadora de trióxido de As, un estudio de Maritza, García, & Quintanilla en 2009 sobre “Evaluación de los niveles de contaminación por plomo y arsénico en muestras de suelos y productos agrícolas procedentes de la región cercana al complejo metalúrgico Vinto” demostró que la especie de perene más afectada en la zona era la de alfalfa ya que el contaminante se acumula en la raíz y considerar la parte comestible sobrepasaba el rango saludable. Tomando interés sobre las hectáreas destinadas a éste forraje en la zona evaluada representa un total de 22.26% respecto al total de hectáreas.

En la gráfica 1 se muestra el tipo de riego empleado en las hectáreas (HA) de cultivo del total de 4720.14 HA, solo 3735.00 HA están equipadas con riego, representando una cobertura cercana al 80%, el riego por goteo es el más empleado (2300 HA, 61.57%) seguido del método de aspersión y de gravedad (1123 HA, 30.06% y 312 HA, 8.35% respectivamente). En la gráfica 2 se observa el equipo empleado para la extracción donde, del total de 87 pozos el 88.5% (77 pozos), contaban con equipos de extracción y riego, de los 77 pozos, solo 10 contaban con equipos no funcionales encontrando

nuevamente coincidencias con lo reportado por Gutiérrez-Caballero, y otros en 2010 sobre “Presencia de arsénico en pozos y en cultivos en Oaxaca, México” donde la extracción del agua se realiza mediante equipos de bombeo eléctrico en un 82.35%.

Grafica 1. Tipo de riego empleado por hectáreas de cultivo

Gráfica 2. Equipo empleado en la extracción de agua en pozo

La presencia de As en los alimentos es una fuente de exposición importante, pudiendo ser mayor que el agua de bebida según lo reportado por Pérez Carrera, Volpedo, & Fernández Círelli en el 2015 en su trabajo titulado “Arsénico del agua al alimento”. De modo que la fijación del elemento proveniente del agua y el ambiente en forma excesiva en alfalfa pasaría al ganado con niveles de As análogos al que se encuentra en plantas (FAO/OMS, 1998), ahora considerando solo a la población residente del municipio descartando la cadena de valor implicada en la región, la distribución de alimentos al poblado afectaría a cerca de 10,000 habitantes según datos de INEGI en 2015. A continuación se observa el mapa generado derivado de los pozos identificables en color amarillo, en color verde aquellos empleados para el cultivo de alfalfa.

CONCLUSIÓNAmplia ha sido la evidencia de la implicación de contaminantes como el arsénico en alimentos y como indirectamente se ven expuestos los seres vivos en todos los eslabones de la cadena trófica y los daños que se presentan en la salud de las personas, siendo esto el detonante de preocupación, a pesar de ser un tema actual, el estudio provee de datos nuevos sobre la exposición de tóxicos en sitios geológicamente contaminados aunado a la presencia de metales pesados en alimentos y su llegada a los individuos a través de la alimentación ya sea por consumo de plantas contaminadas o por ingesta de productos de origen animal que se ven igualmente contaminados por consumo de forrajes como la alfalfa, sin evidenciar la cadena de valor implicada en todos los procesos económicos de la región podemos decir entonces que la contaminación se ve ampliamente extendida ya no solo en el ambiente sino que también en los procesos económicos.

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AGUA PARA RIEGO DE PLANTAS FORRAJERAS CON POTENCIAL CONTAMINACIÓN POR ARSÉNICO EN EL MUNICIPIO DE MATEHUALA, S.L.P.

Fernández Reyes, J1.; Terrones Gurrola, R1. Espinoza Franco, S. A2 1Coordinación Académica Región Altiplano, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Carretera Cedral km 5+600,

Ejido San José de las Trojes, C.P. 78700, Matehuala, S.L.P., [email protected]; [email protected]. 2SAGARPA, distrito 128; Boulevard Héroes Potosinos 1801, Matehuala, San Luis Potosí, MÉXICO. sixto.espinoza@

slp.sagarpa.gob.mx

RESUMENEl arsénico es un elemento químico presente en el medio ambiente; en la atmósfera, las rocas, el suelo y el agua. Es considerado por la OMS como una de las 10 sustancias químicas más tóxicas para el ser humano y puede causar una intoxicación aguda o crónica, la cual depende de distintos factores como la edad, sexo, estado de salud, localización geográfica, cantidad y tiempo a la exposición. El presente trabajo muestra un mapa de riesgo correspondiente a una Región Norte del Altiplano Potosino donde se da a conocer la ubicación de los pozos de riego asociados a los cultivos de plantas forrajeras. El resultado del presente trabajo muestra la importancia de estudiar a más profundidad el arsénico y su relación con las plantas forrajeras, el ganado y sus productos derivados, así como también el impacto que tiene el consumo de dichos productos en la salud de los seres humanos.

ABSTRACArsenic is a chemical element that is present in the environment; in the atmosphere, rocks, soil and water. It is considered by the WHO as one of the 10 most toxic chemicals to humans and can cause acute or chronic poisoning which depends on various factors such as age, sex, State of health, geographical location, quantity and exposure time. This work shows a map of risk corresponding to a Region North of the Altiplano Potosino where given to the location of irrigation wells associated with forage crops. The result of this study shows the importance of studying deeper arsenic and its relationship with forage plants, livestock and its by-products as well the impact that has the consumption of such products on the health of human beings.

Palabras clave: Arsénico, Plantas_Forrajeras, Altiplano_Potosino.

INTRODUCCIÓNEl arsénico es un elemento químico tóxico y cancerígeno presente en la atmósfera, suelo, rocas, agua, minerales y organismos. Su presencia se debe a causas naturales como son las reacciones ambientales, la actividad biológica, emisiones volcánicas, etc, y el resto proviene de actividades antropogénicas. (Montoya et, al, 2015).

El arsénico es clasificado por la OMS dentro de las 10 sustancias químicas más preocupantes para la salud pública (OMS, 2016) y la Agencia de Protección Ambiental lo sitúa en el primer lugar de productos contaminantes del agua debido a que representa un serio problema ambiental en varias regiones de México y del mundo. México es un país que presenta una compleja geología con rocas ígneas, sedimentarias y un ambiente tectónico activo, los cuales son factores que predisponen a la contaminación del ambiente natural de las aguas subterráneas, siendo el arsénico una de las principales causas de efectos adversos a la salud debido a la ingestión de aguas contaminadas. Es importante mencionar también que la industria minera es una de las actividades económicas de mayor peso en México y comprende la explotación de metales industriales, minerales metálicos y no metálicos y metales obtenidos como subproductos. Lamentablemente, esta actividad afecta al medio ambiente y es común que en sitios cercanos a minas y fundiciones de metales se encuentren grandes áreas contaminadas y que poseen altas concentraciones de elementos tóxicos capaces de afectar la salud humana (Ruiz-Armienta, 2012).

A partir de 1958, se empezó a describir como un problema la exposición crónica al agua contaminada por arsénico extraída de acuíferos y pozos en estados como Baja California, Durango, Coahuila, Zacatecas, Morelos, Aguascalientes, Chihuahua, Puebla, Nuevo León, Guanajuato, Jalisco, Oaxaca y San Luis Potosí, donde se encontraron concentraciones de arsénico que excedían los valores nacionales regulatorios para agua potable establecidos en la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994, siendo 25 mg L-1 la concentración límite de arsénico en agua potable (Litter M, 2010; Montoya et al, 2015). Una investigación llevada a cabo por Ortiz-Pérez et al, 2015; nos indica que algunos municipios pertenecientes al estado de San Luis Potosí como son: Ahualulco, Charcas, Guadalcázar, Mexquitic de Carmona, Salinas de Hidalgo, Santo Domingo, Matehuala, Villa de la Paz, Villa de Guadalupe y Villa de Ramos presentan concentraciones de As en agua superiores al límite máximo establecido por la OMS debido principalmente a factores de origen antropogénico





como son; residuos mineros, emisiones atmosféricas de antiguas plantas de fundición, que sumados al transporte fluvial y eólico terminan afectando gravemente a la salud de los seres humanos pertenecientes a dichos municipios.

San Luis Potosí es un estado con actividad ganadera, industria minera y agrícola por lo que el presente trabajo tiene el objetivo de identificar los pozos de riego que se utilizan para el cultivo de plantas forrajeras en una región del Altiplano Potosino.

MARCO TEÓRICOEl arsénico (As) es un elemento químico que pertenece al grupo VA de la tabla periódica. Posee propiedades que se encuentran entre los metales de transición y los no metales, por lo que es considerado como un elemento semimetálico o metaloide (Ruiz, 2011; Moreno, 2010). En estado oxidado el As maneja valencias de -3. 0, +3 y +5 lo que le permite combinarse con un gran número de elementos y formar compuestos orgánicos o inorgánicos. Posee varias formas alotrópicas, como son: la gris, la amarilla y la negra (Gasque, L. 2013; Herrera, A, Pineda J, Antonio, M.T.2013).

El arsénico tiene el lugar 20 en abundancia de los elementos que conforman la corteza terrestre y está distribuido por todo el mundo de manera no uniforme, dependiendo de factores como; la región geográfica, características geoquímicas del suelo y la actividad industrial (Montoya et. al, 2015).

Cerca de un tercio del arsénico que se encuentra en la atmósfera tiene su origen en fuentes naturales como la meteorización, erosión de suelos ricos en arsénico, actividad biológica y emisiones volcánicas. Por otro lado, también encontramos un aporte de origen antropogénico de arsénico al medio ambiente, como es el uso de pesticidas y herbicidas elaborados a base de arsénico utilizados en la agricultura, la minería y siderurgia (fundición de minerales que contienen arsénico), productos químicos para la preservación de la madera, materiales de la industria de la fundición, tiraderos ilegales de productos químicos, quema de carbón, baterías no recicladas, industria de semiconductores y quema de combustibles fósiles. (Herrera et. al, 2013; Hernández et. al, 2013; Mendoza-Cano et. al, 2017).}

El arsénico es común en la atmósfera terrestre, y está presente en rocas, aguas, suelos y aire., (Hernández et. al, 2013). La concentración de arsénico en aguas depende de las condiciones fisicoquímicas del medio ambiente y de las causas antropogénicas. De forma natural, la mayor concentración de arsénico se encuentra en aguas subterráneas, como resultado de la interacción agua-suelo y de la capacidad de movilización y acumulación que presenta el arsénico en acuíferos, debido a condiciones físicas y geoquímicas favorables. La mayoría de los países presenta una concentración de arsénico por debajo de 10 μg L‐1 en aguas subterráneas, sin embargo se citan casos como; Bangladesh, India, China, Taiwán, Mongolia, Chile, Argentina, México y numerosos lugares de Estados Unidos de Norteamérica que alcanzan concentraciones de arsénico superiores a 50 μg L‐1, lo cual es un grave problema para la salud del ser humano, ya que en la mayoría de los casos el agua subterránea es la que se emplea para el abastecimiento de la población (García, S, 2013; Montoya et, al, 2015; OMS, 2016).

El consumo de estas aguas es un grave problema para la humanidad ya que produce la acumulación de arsénico en tejidos animales y vegetales, incorporándose así a la cadena alimenticia y causando daños a los organismos expuestos a dicha agua. Estos daños varían mucho en función de la especie, el tiempo de exposición al tóxico, su concentración y la forma química en la que este se encuentre. Si pensamos en todos los territorios afectados del mundo por arsénico, cerca del 5% de la población mundial consume aguas contaminadas por arsénico superior a 10 mg L-1, que es el límite que recomienda la OMS. A pesar de que el agua es la principal fuente de intoxicación, también se han presentado numerosos envenenamientos por consumo de alimentos, como peces, y crustáceos marinos, leche y carne procedentes de ganado criado en áreas contaminadas, o cereales cultivados en estas mismas regiones (Montoya et, al,2015; OMS, 2016; Herrera et, al, 2013)

Al arsénico es considerado como una toxina esencial para el ser humano, ya que se requiere en pequeñas cantidades para el crecimiento y metabolismo. Sin embargo, es tóxico en altas concentraciones. La toxicidad del arsénico depende de su forma química (orgánica o inorgánica), el estado de oxidación en el que se encuentra o del radical al que está unido (Garcia, S, 2013; Montoya et. al, 2015). Montoya et. al, 2015 nos menciona que la escala de toxicidad de los compuestos de arsénico decrece en el siguiente orden: arsina (H3As) > arsenito (As III) > arseniato (As V) > compuestos arsenicales > arsénico elemental. El arsénico elemental no es común y las arsinas orgánicas solo se encuentran en ambientes muy reducidos. Mientras que Garcia, S, 2013 nos dice que, con respecto a su estado de oxidación, las formas trivalentes son más tóxicas que las pentavalentes. De esta forma, el As(III) es la especie más tóxica, seguido de As(V), MMA, y DMA.

Los síntomas inmediatos a una exposición aguda al arsénico incluyen vómitos, dolor abdominal y diarrea, seguidos por entumecimientos u hormigueos en las manos y pies o calambres musculares y en casos extremos la muerte. Mientras que los síntomas que se presentan en una exposición crónica (por ejemplo, a través del consumo de agua y alimentos contaminados) se observan primeramente en la piel, causando una enfermedad conocida como; hidroarsenicismo crónico regional endémico (HACER) que incluye cambios en la pigmentación, lesiones cutáneas y durezas, y callosidades en las palmas de las manos y las plantas de los pies (hiperqueratosis palmoplantar). Estos efectos se dan a conocer durante los primeros 5 años a una exposición mínima de arsénico y pueden ser precursores de cáncer de piel. Además del cáncer de piel, la exposición crónica del cáncer de piel también puede causar cáncer de vejiga y de pulmón. Problemas relacionados con el desarrollo, neurotoxicidad, diabetes, enfermedades pulmonares y cardiovasculares son otros efectos perjudiciales para la salud que se asocian con la ingesta prolongada de arsénico (OMS, 2016; Novoni et. al, 2012).

Existe una relación entre el arsénico del suelo y las plantas, la cual solo incrementa con el uso de aguas que también están contaminadas por arsénico. Con la finalidad de aumentar la calidad, crecimiento, desarrollo, y producción animal y por ende la rentabilidad de las actividades agropecuarias es necesario el uso adecuado de las pasturas así como también buscar usar aguas para riego que no estén contaminadas por arsénico ya que este, tanto en el agua como el suelo afecta el crecimiento y las características nutricionales de los forrajes que se utilizan para dar de comer a los animales, aumentando así el arsénico en el ganado y en sus productos derivados (Herrera, A, Pineda J, Antonio, M.T.2013; Ruiz Hernández, 2011; Rodríguez M, 2016). En México se siembran aproximadamente 4 millones de hectáreas de forraje, dentro de las cuales sobresalen debido a su importancia y valor de producción la alfalfa. La alfalfa es una planta que pertenece a la familia de las leguminosas y es originaria de Asia Menor y del Sur del Cáucaso, que posee un elevado contenido en proteínas por lo que puede ser comercializada en diferentes presentaciones, procedente del secado al sol o de la deshidratación de la alfalfa verde, también tiene un alto contenido en vitaminas A y D y calcio, así como una elevada disponibilidad de fósforo. (SAGARPA, 2009; Ruiz Hernández, 2011).

Se han realizado estudios que demuestran que la alfalfa es capaz de absorber elementos tóxicos como es el caso del plomo, cadmio, níquel, cobre, zinc, oro y arsénico. En el caso de alfalfa también se ha medido la capacidad de germinación en presencia de arsénico, donde se pudo apreciar que esta capacidad se vio disminuida cerca del 50 % y además cerca del 40% total del arsénico se acumulaba en la raíz. Con lo antes descrito queda marcada la importancia de estudiar la alfalfa y su contaminación por arsénico. (Ruiz Hernández, 2011).

METODOLOGÍAPara la realización de este trabajo se utilizó el software Google Earth con la finalidad de localizar los pozos de riego mediante el uso de coordenadas.

RESULTADOS Y DISCUSIÓNEl área de estudio es la ciudad de Matehuala, la cual forma parte del Altiplano Potosino; sus límites son: al norte Cedral, al este el estado de Nuevo León, al Sur Villa de Guadalupe, al oeste Villa de Guadalupe y Villa de la Paz. Predomina el clima semi cálido y en cuanto a hidrografía el único recurso es la explotación de mantos acuíferos subterráneos, los cuales se usan para regar los distintos cultivos. La agricultura en Matehuala tiene como principales cultivos maíz, frijol, jitomate y cebada y como cultivo perenne tiene mucha importancia en esta región la alfalfa. El destino de estos productos es el autoconsumo y cuando se tienen excedentes se comercializa en el ámbito local o hacia la misma región. En la Figura 1 se muestran distintas localidades pertenecientes al municipio de Matehuala que cuentan con pozos de riego, los cuales se utilizan para regar cultivos de alfalfa. Ortiz-Pérez et al, 2015, nos menciona que Matehuala es un municipio que presenta concentraciones de arsénico en agua superiores al límite establecido por la OMS debido principalmente a factores de origen antropogénico y dicha agua como podemos apreciar se utiliza como agua de riego para cultivos y para dar de beber al ganado tal como menciona Rodriguez et, al, 2016. Es importante mencionar que los cultivos de plantas forrajeras no se hallan solamente expuestas al agua contaminada por arsénico sino también al arsénico presente en el suelo, ya que a pocos kilómetros se encuentra Villa de la Paz, el cual es una zona minera reconocida.





Figura 1. Localización de pozos de riego en Matehuala, SLP.

CONCLUSIÓNLa presencia de arsénico en aire, suelo y agua debido a fuentes ya sea naturales o antropogénicas es un problema grave para la salud humana. En este trabajo se hizo evidente que la mayoría de las localidades pertenecientes al municipio de Matehuala, que contaban con uno o más pozos de riego para cultivo también cultivaban alfalfa por lo que podemos apreciar la importancia de estudiar a más profundidad el arsénico y su relación con las plantas forrajeras, el ganado y sus productos derivados.

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ANALISIS DE LA DIGESTIBILIDAD DE CARBOHIDRATOS EN HARINAS DE FRIJOL

GERMINADO

Franco Benitez, G.; Espinosa Solís, V.

Coordinación Academica Region Huasteca Sur, Universidad Autonoma de San Luis Potosi. Km 5., Carretera Tamazun-chale-San Martin, C.P. 79960, Tamazunchale, San Luis Potosi., MÉXICO,

[email protected]; [email protected]

RESUMEN

La germinación de granos es una técnica sencilla y de bajo costo, útil para mejorar la calidad nutricional y nutracéutica de las leguminosas. Es un proceso dinámico que causa importantes cambios cualitativos y cuantitativos de los nutrientes y compuestos bioactivos presentes en dichos granos, tales como el aumento de la digestibilidad de proteínas y almidones o la composición y el contenido de compuestos fenólicos. Lo más destacable de los compuestos fenólicos son sus propiedades antioxidantes, estas son el motivo de sus posibles implicaciones en la salud humana. Por lo tanto, el propósito de la presente investigación es evaluar el efecto del tiempo de germinación de las semillas de frijol (Phaseolus Vulgaris) durante tres días, sobre la producción de estos compuestos bioactivos y llevar a cabo la obtención de harinas para establecer las condiciones óptimas y sugerir posibles aplicaciones. Para realizar dicha harina los granos germinados sufrieron un proceso de secado lo que puede influir en los resultados obtenidos.

ABSTRACT

Germination of grains is a simple and inexpensive technique, useful for improving the nutritional and nutraceutical quality of legumes. It is a dynamic process that causes significant qualitative and quantitative changes in the nutrients and bioactive compounds present in these grains, such as increase in protein content and starch digestibility or the composition and content of phenolic compounds. The most remarkable of the phenolic compounds are their antioxidant properties, these are the reason of their possible implications in human health. Therefore, the purpose of the present investigation is to evaluate the effect of the germination time of the bean seeds (Phaseolus Vulgaris) during three days, on the production of these bioactive compounds and to carry out the obtaining of flour to establish the conditions Optimize and suggest possible applications. In order to make this flour the germinated grains underwent a drying process which may influence the results obtained.

Palabras Clave: Germinación, compuestos bioactivos, digestibilidad.

INTRODUCCIÓN

Las plantas angiospermas, tienen la característica distintiva de ser plantas con flores y semillas encerradas en un fruto que es denominado legumbre; es decir, vainas, las cuales se abren longitudinalmente en dos valvas, a lo largo de dos suturas, a estas se les agrupa como miembros de la familia Leguminosae termino en latín que al español se traduce como leguminosas. Habitan en zonas templadas, tropicales y áridas, en sabanas y algunas pocas especies incluso son acuáticas. Sin embargo, son más numerosas en las zonas tropicales y subtropicales (Fraile et al, 2007).

El almidón es el hidrato de carbono predominante en las legumbres (75-80%). Las leguminosas poseen una alta proporción de almidón de digestión lenta y almidón resistente. El almidón resistente se caracteriza por ser resistente a la digestión por las enzimas pancreáticas en el intestino delgado, alcanzando el colon, donde es fermentado o eliminado con las heces y por lo tanto, forma parte de la fibra dietética (Hernández, 2010).

Las legumbres destacan por su alto contenido en fibra. El 55-88% de la fibra es insoluble, el resto es soluble (Pulse Canadá, 2016). La fibra insoluble se encuentra especialmente en la piel o testa de las legumbres. Formando parte de la fibra, se encuentran los oligosacáridos como la rafinosa, estaquiosa y verbascosa. Estos compuestos junto con el almidón resistente y componentes indigestibles de la fibra insoluble, son los responsables de la flatulencia que aparece tras la ingesta de las legumbres (Hernández, 2010).

Las legumbres también contienen una serie de compuestos que tienen beneficios potenciales para la salud, así como algunos que pueden reducir la biodisponibilidad de los nutrientes y/o ser potencialmente tóxicos. Estos compuestos incluyen saponinas, ácido fítico, esteroles vegetales, compuestos fenólicos, compuestos que generan cianuro, inhibidores de enzimas y lectinas (Campos-Vega, et al.,2010).

Actualmente en el mercado podemos encontrar harinas de granos germinados ya que el proceso de germinación nos ayuda a mejorar las propiedades nutricionales del frijol y las harinas son utilizadas para hacer botanas saladas y cereales inflados. Se observaron efectos antiinflamatorios que tienen las proteínas generadas durante la germinación. El cáncer de colon está muy relacionado con una inflamación crónica en nuestro tracto gastrointestinal. El consumir la harina de frijol germinado puede ayudar a disminuir esta inflamación y prevenir el cáncer. (Agencia ID, 2017)

El tiempo y las condiciones de la germinación tales como luz y temperatura son factores determinantes en el desarrollo del olor, sabor y contenido de humedad en las semillas germinadas (Vanderstoep, 1981)

Siempre que las semillas cuenten con la suficiente humedad, oxígeno, temperatura y en algunos casos con luz, se inicia la germinación. Durante el proceso germinativo la semilla absorbe agua, la radícula se hincha y rompe la testa. Las raíces jóvenes empiezan a desarrollarse y penetran en el suelo, mientras que la elongación del tejido del tallo hipocótilo, lleva a los cotiledones y la plúmula hacia arriba, por encima del nivel del suelo (germinación epigea). Alimentado por las reservas de almidón de los cotiledones, el brote o tallo joven comienza a crecer, apareciendo las hojas en una rápida sucesión. (Etsi Montes, 2016)





Figura 1. Desarrollo de la germinación en frijol A) granos de frijol nativo, B) frijol germinado durante 3 días. (Wikiwand s.f) (Gramblings, 2010)

El presente trabajo busca conocer como el proceso de germinación afecta al cotiledón de los granos frijol (Phaseolus vulgaris) variedad negro, el cual hace que los compuestos que forman parte de esta estructura cambien (almidón, compuestos fenólicos, fibra, proteínas, lípidos, minerales), es importante establecer como estos cambios afectan a dichas moléculas para establecer el beneficio sobre la salud de quienes consumen los germinados de frijol. Para ello se cuantificaran los componentes bioactivos de granos de frijol germinados durante 3 días para establecer sus posibles aplicaciones. Entre los objetivos específicos se tienen I.- Germinar las semillas de frijol negro (Phaseolus Vulgaris) durante 3 días. II.- Obtener una harina con los granos germinados. III.-Cuantificar el contenido de polifenoles totales y actividad antiradicalia de las harinas obtenidas de los granos recién germinados. IV.- Cuantificar el porcentaje de hidrolisis de las harinas obtenidas de los granos recién germinados. VI.-Realizar un análisis de varianza sobre los resultados obtenidos.

MÉTODOS Y MATERIALES

Los frijoles que se utilizaron en este estudio son de la variedad Nayarit y fueron adquiridos en el municipio de Tamazunchale, San Luis Potosí.

Germinación: Para llevar a cabo el proceso de germinación se realizó la metodología descrita por (Guajardo-Flores, et al., 2012). Las semillas se limpiaron. Y se hicieron lotes individuales con 100 semillas que se empaparon con agua destilada (1: 3, w / v) durante 24 h. Las semillas húmedas resultantes se colocaron en bolsas ziploc durante 5 días. Se tomaron muestras a los días 0, 3 y 5 para la determinación del porcentaje de germinación e inmediatamente fueron deshidratadas en un horno a 55ºC durante 5 h. Enseguida fueron molidas con un mortero y las harinas obtenidas se almacenaron hasta posterior uso.

Humedad: Para la determinación de la humedad en las harinas obtenidas se utilizó el método 44-19 (AACC, 2000). Se lavaron las charolas de aluminio con agua y jabón para enseguida enjuagar con agua destilada y poner a peso constante por 2 horas a 130°C, terminado este tiempo se pesaron 0.5g de muestra y se metieron a un horno a 130°C por 4 horas. Después de esto las muestras se dejaron en un desecador hasta alcanzar la temperatura ambiente y se pesaron. La humedad se determinó utilizando la siguiente ecuación 1)

(1)

BA

Cenizas: La determinación de cenizas fue determinada utilizando el método 08-01 de la AOAC (2012). Los crisoles utilizados fueron previamente puestos a peso constante por 2 horas a 130°C, después se pesaron 3g de muestra y se incineraron en una parrilla eléctrica a 500°C por 1 hora. Enseguida fueron puestos en una muffla a 500°C por 5 horas. El porcentaje de cenizas fue determinado utilizando la siguiente ecuación 2):

(2)

Proteínas: El porcentaje de proteínas se determinó indirectamente por la cuantificación de nitrógeno total utilizando el método Kjendahl. Las muestras obtenidas fueron tituladas con ácido clorhídrico 0.1 N, utilizando SHER como indicador. Se calculó el porcentaje de con la ecuación 3), expresándose los resultados en porcentaje de proteínas.

(3)

Dónde:

Vm= Volumen de ácido clorhídrico gastado en la muestra

Vb= Volumen de ácido clorhídrico gastado en el blanco

N= Normalidad del HCl

F= Factor de conversión a proteínas, (5.7).

Digestibilidad In Vitro Por El Método Englyst: El porcentaje de hidrolisis de las muestras fue determinado mediante la metodología descrita por (Englyst et al., 1992). Para esto se pesaron por duplicados 200 mg de muestra en tubos de vidrio de 20 mL con 2 mL de agua destilada y una barra magnética. La preparación de las enzimas digestivas se hará en el momento de ser utilizadas, de la siguiente manera: Solución de pepsina/HCL/Goma guar y el coctel enzimático contenia α-amilasa/amiloglucosidasa/invertasa. La glucosa liberada a los 20 y 120 minutos se determinó por método colorimétrico siguiendo la metodología descrita por el fabricante (Megazyme, Wicklow, Ireland)

Determinación De Propiedades Antioxidantes

Preparación De La Muestra: Para la determinación de polifenoles y capacidad antioxidante se realizo un extracto que consistio en pesar un 0.5g de las muestras de harina en tubos de 50 mL y se agregaron 10 mL de MeOH al 75% con una barra magnética, se homogenizo con agitación durante 1 hora, protegiéndolo contra la luz. Posteriormente se llevó a centrifugación a 11 000 RPM, 4°C por 15 minutos y se almacenaron en congelación.

Contenido De Polifenoles: El análisis de polifenoles se realizó conforme a la metodología de Folin-Ciocalteau (Singleton et al., 1999). Se tomaron 100 µL de muestra y se colocó en un tubo protegido de la luz. Se agregaron 100µL de reactivo diluido de Folin-Ciocalteau, se dejó reposar durante 3 minutos y se adicionaron 2 mL de solución de carbonato de sodio (NaCO3) y 2 mL de H2O hasta homogenizar. Se incubaron en oscuridad por 1h a temperatura ambiente. Una vez cumplido el tiempo se leyo la absorbancia en un espectrofotómetro.

Actividad Antioxidante: Este método se basó en la metodología descrita por (Brand et al., 1995) y los cálculos realizados se obtuvieron mediante la ecuación 4)

(4)

Donde:





Ai = Absorbancia inicial del DPPH* antes de la reacción.

Af= Absorbancia final de la mezcla de DPPH* con la muestra.

Análisis Estadístico: Los resultados obtenidos fueron evaluados con desviación estándar ± (de tres replicas experimentales de la muestra). Así mismo, se analizó con un programa estadístico el cual conlleva a ver las diferencias significativas de los resultados obtenidos en las diferentes muestras, y un análisis estadístico ANDEVA, mediante el programa estadístico PASW.Statistics.

RESULTADOS

En la tabla 1 se muestran los resultados obtenidos del porcentaje de germinación de las 100 semillas de frijol negro, como podemos observar este valor es menor al 50% de germinación, dicho valor puede deberse a que durante 3 días de germinación no son suficientes para llevar a cabo el 100% de dicho proceso. Cabe mencionar que para este estudio solamente fueron utilizados los granos germinados para realizar la harina que fue analizado en los análisis posteriores.

En la tabla 1 se muestras los resultados del análisis químico de las harina de frijol nativo y frijol germinado durante 3 días, en cuanto al contenido de humedad los valores encontrados no muestras diferencias estadísticas significativas, por otro parte el contenido de cenizas encontrado en la muestra de frijol nativo 4.44% es similar a lo reportado por otros autores para frijol de este tipo (Aguirre y Gómez, 2010). Y podemos observar que el proceso de germinacion a 3 dias, no tienen un efecto de disminucion o aumento sobre este componente quimico. Podemos observar un valor proteinco del 19.04% para la harina de frijo negro, el cual es menor al reportado por Aguirre y Gómez, (2010) 26.35%. para un frijol negro. Es apreciable que el proceso de germinacion tubo un efecto positivo aumentando el contenido de proteinas en la harina de frijol germinado durante los primeros 3 dias.

Tabla 1. Análisis químico proximal de las muestras de frijol germinado

Muestra % Humedad % Cenizas Proteínas % GerminaciónFrijol normal 6.72 ± 0.27a 4.44 ± 0.02a 19.04 ± 0.07ª NAFrijol Germinado 3 días 7.24 ± 0.67a 4.49 ± 0.03a 19.82 ± 0.05b 46 ± 11

*Letras diferentes entre columnas representan diferencias estadísticas significativas (p=0.05).

Otro de los estudios que se llevaron a cabo a las harinas de frijol obtenidas en este estudio fue el análisis de la digestibilidad a través de la técnica de Englyst la cual simula las condiciones in vivo de la digestión. Esta técnica involucra el uso de enzimas peptidasas, lipasas, amilasas, amiloglucosidasas e invertasas, las cuales digieren los carbohidratos disponibles en las muestras. En la Tabla 2 se muestran los resultados del % de hidrolisis obtenido mediante la técnica de Englyst para las harinas de frijol negro y frijol germinado, en estado nativo. Podemos observar que la harina de frijol presenta un mayor porcentaje de hidrolisis, lo que puede deberse a que durante el proceso de germinación las enzimas catabólicas propias del frijol dejan fragmentos de almidón rotos, los cuales podrían ser más susceptibles a ser hidrolizadas por las enzimas digestivas empleadas en el análisis de Englys. Se sugiere realizar un análisis microscópico de las harinas para observar como quedaron los gránulos de almidón tras el proceso de germinación.

Tabla 2. Porcentaje de hidrolisis de las harinas nativas y germinadas durante 3 dias

Muestra % Hidrolisis 120 min*

Frijol normal 7.14 ± 0.49a Frijol Germinado 3 día 8.44 ± 0.61b

*Letras diferentes entre columnas representan diferencias estadísticas significativas (p=0.05).

Por otra parte se determinó el contenido de polifenoles totales y la capacidad antioxidante en las harinas obtenidas. Por lo general, los frijoles cuyas coloración de testa es oscura, presenta un cantidad de taninos y antocianinas alta en comparación con frijoles de testa clara (Ovando 2012). Se observó que el proceso de germinación a los 3 días aumento el contenido de polifenoles totales. Sin embargo, se observa que este mismo proceso de germinación disminuye la capacidad antioxidante de los polifenoles presentes. Este efecto puede deberse a que la harina germinada después de ser sometida a un proceso de remojo, el cual extrae coloración de los frijoles, y después de la germinación, los granos son secados durante 5 horas a 55 °C, los cuales pudieron tener un efecto negativo sobre la efectividad de la capacidad antioxidante de los mimos.

Tabla 3. Polifenoles totales y capacidad antioxidante de harinas germinadas

Muestra mg AG/g BS µmol TROLOX/g BSFrijol normal 2.93 ± 0.10ª 18.7 ± 1.3b

Frijol Germinado 3 día 3.47 ± 0.08b 14.5 ± 0.2ª*Letras diferentes entre columnas representan diferencias estadísticas significativas (p=0.05).

CONCLUSIONES

El proceso de germinación durante 3 días de germinación, no disminuyo el porcentaje de cenizas y humedad en la harinas de frijol generadas, sin embargo tuvo un efecto positivo llegando a aumentar significativamente el contenido de proteínas y contenido de polifenoles de los granos analizados. Sin embargo el proceso de secado de la muestra pudo haber afectado su capacidad antioxidante de la harina germinada durante 3 días.

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EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL EN CULTIVO DE FRIJOL (Phaseolus vulgaris) CON SUELO AGRÍCOLA Y COMPOSTA CONTAMINADOS

García Meléndez, M.1; Alcalá Jáuregui, J.A.2*, Rodríguez Ortiz, J.C.2 ; Hernández Montoya, A.2

1 Instituto Tecnología de Sonora, 5 de Febrero 818 Sur, México, Cd. Obregón, Sonora., MÉXICO; [email protected] 2Facultad de Agronomía y Veterinaria, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Carretera San Luis - Matehuala Km. 14.5, Ejido Palma de la Cruz, C.P.78321, San Luis Potosí, S.L.P., MÉXICO, jorge.alcala@uaslp.

mx*

RESUMEN

El objetivo de este trabajo fue desarrollar un bioensayo con el cultivo de frijol pinto (Phaseolus vulgaris) en un suelo agrícola y en composta orgánica utilizando tres sustancias contaminantes, aceite comestible, aceite automotriz y deter-gente doméstico, como estrategia de evaluación ambiental. El desarrollo del bioensayo se llevó a cabo en el Laboratorio Ambiental en la Facultad de Agronomía y Veterinaria, empleando un suelo agrícola y composta. Los tratamientos se aplicaron usando agua común y agua de pecera. Se determinaron variables agronómicas como tamaño de tallo, número de hojas y tamaño de raíz, tanto para la calidad de agua como las sustancias se evaluaron parámetros físico-químicos. Se identificó el impacto de las sustancias contaminantes sobre el crecimiento y desarrollo del cultivo así como de la calidad del agua. Se recomienda que para el desarrollo de próximos bioensayos incluir mayor número de variables agronómicas y control así como comparar nuevas sustancias contaminantes.

ABSTRACT

The objective of this study was to develop a bioassay with pinto bean (Phaseolus vulgaris) on agriculture soil and or-ganic compost using three polluting substances, edible oil, automotive oil and detergent, as a strategy of environmental assessment. The bioassay was carried out in the environmental laboratory at the agronomy and veterinary faculty, using agricultural soil and compost. The treatments were applied using common water and fish tank water. Agronomic variables were defined, such as, stem size, number of leaves, root size; physical-chemical parameters were assessed for the water quality and substances. The impact of the polluting substances was identified on the crop’s development and growth, just as the water quality. It is recommended to cover a major number of agronomic variables and compare new polluting substances on future bioassays.

Palabras clave: contaminación, aceite automotriz, detergente, variables agronómicas.

INTRODUCCIÓN

En la evaluación del impacto de las actividades antropogénicas en el ambiente, pueden ser considerados diferentes facto-res que determinen la calidad ambiental. Dos de estos factores importantes son el agua y el suelo. Estos pueden ser con-siderados como soportes de desarrollo de los sistemas ecológicos, dado que proveen energía, hábitat y en ellos se llevan a cabo diferentes procesos biogeoquímicos. En el contexto de la producción de alimentos trasciende la evaluación de su calidad, debido a sus posibles efectos sobre el desarrollo de los cultivos agrícolas y su fuerte relación con la pérdida de la productividad. Uno de los principales problemas que se presentan en los suelos son la degradación, erosión, la pérdida de fertilidad y la contaminación. Las actividades antropogénicas han comprometido la calidad tanto del recurso suelo como agua. En los últimos años las problemáticas en los suelos se han ido incrementando y van de la mano de la agricultura





intensiva y del crecimiento de la población. La calidad del suelo ha sido relacionada con la capacidad del suelo para fun-cionar. Incluye atributos como fertilidad, productividad potencial, sostenibilidad y calidad ambiental (Bautista-Cruz et al., 2004). Con respecto a los tipos de contaminación destaca principalmente la causada por el riego con aguas residuales así como su posible contacto con todo tipo de agroquímicos, hidrocarburos y contaminantes industriales y agrícolas. Respecto al uso del agua y del suelo, existe una relación muy importante y directa con la producción y seguridad de los alimentos que se producen (Sarabia, 2011). Todas las sustancias producidas por la industria agrícola y los asentamientos humanos, son compuestos químicos tóxicos y por su aplicación en tierras de cultivo, evidentemente son compuestos que se encuentran como contaminantes de grandes extensiones de suelos en todo el país (Trejo, 2002). Existen algunas estrategias de remediación básicas que pueden usarse separadas o en conjunto, para remediar la mayoría de los sitios contaminados tales como la destrucción o modificación de los contaminantes, extracción o separación (volatilización, solubilidad, carga eléctrica) y aislamiento o inmovilización del contaminante. Uno de los cultivos afectados por la con-taminación de suelo s el cultivo de frijol. Este cultivo es uno de los productos agrícolas representativos de México, an-ualmente se producen 1,260,658 toneladas y en San Luis Potosí se cosechan cerca de 32,393 toneladas (INEGI, 2014).

La presencia de sustancias contaminantes en el suelo afecta la germinación y desarrollo de los cultivos. Por tal motivo, el objetivo de este trabajo fue desarrollar un bioensayo con el cultivo de frijol pinto (Phaseolus vulgaris) en un suelo agrícola y en composta orgánica utilizando tres sustancias contaminantes, aceite comestible, aceite automotriz y deter-gente doméstico, como estrategia de evaluación ambiental.

METODOLOGIA

El desarrollo del bioensayo se llevó a cabo en el Laboratorio Ambiental en la Facultad de Agronomía y Veterinaria de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Empleando un suelo agrícola obtenido de un sitio ubicado dentro de las instalaciones de la facultad, Se muestreó utilizando el método reportado por Ferraris (2016). Este suelo contaba con un carácter principalmente arcilloso. Seguido del muestreo se realizó la recolección de composta orgánica producida en las mismas instalaciones. El suelo y la composta fueron tamizados en una malla de 2mm y posteriormente fueron colocados 35 gramos de suelo en recipientes de 21 cm3 de capacidad. En vasos de 250 ml que fueron tomados como recipientes para disponer el material de cultivo (suelo agrícola y composta) siendo 34 de estos para suelo agrícola y 34 para composta; más los testigos que fueron 10 recipientes para cada uno. A estos se les colocó tres semillas de frijol para su posible ger-minación, aplicando un riego diario de cuatro aplicaciones de 30 ml de dos diferentes muestras de agua. Para cada uno de los materiales de cultivo se aplicó a 20 muestras agua común y a 20 agua de pecera en un lapso de 8 días. Los trata-mientos considerados fueron: (SP) Suelo con agua de pecera, (CP) Composta con agua de pecera, (CA) Composta con agua común, (SA) Suelo agrícola con agua común, (CPT) Composta con agua de pecera para el testigo, (SPT) Suelo con agua de pecera para testigo, (CAT) Composta con agua común para testigo y (SAT) Suelo agrícola con agua común para testigo. La calidad del agua aplicada se evalúo con medidor multi-parámetros HANNA modelo HI 991300 considerando los parámetros de pH, Conductividad eléctrica y solidos disueltos totales.. La germinación de las semillas fue evaluada después de 8 días, y posteriormente fueron tomadas distintas variables agronómicas, tales como número de hojas, lon-gitud aérea y porcentaje de germinación de cada tratamiento material de cultivo y agua aplicada. Una vez asegurada la germinación después de los 8 días se realizó la aplicación de tres sustancias contaminantes con volúmenes de 10, 5 y 5 ml de aceite comestible, aceite automotriz y detergente en los materiales de suelo agrícola y composta. También se consideró la muestra testigo para cada tratamiento. Los tratamientos quedaron aplicados de la siguiente manera: (SAA) Suelo con agua común y aceite comestible. (SAAC) Suelo con agua común y aceite automotriz. (SAD) Suelo con agua común y detergente. (SPA) Suelo con agua de pecera con aceite comestible. (SPAC) Suelo con agua de pecera y aceite comestible. (SPD) Suelo agua de pecera con detergente. (CAA) Composta con agua común y aceite comestible. (CAAC)Composta con agua común y aceite automotriz. (CAD)Composta con agua común y detergente. (CPA) Composta con agua de pecera y aceite comestible. (CPAC) Composta con agua de pecera y aceite automotriz. (CPD) Composta agua de pecera con detergente. (CPT) Composta con agua de pecera para el testigo. (SPT) Suelo con agua de pecera para testigo. (CAT)

Composta con agua común para testigo. (SAT) Suelo con agua común para testigo. Previamente se realizaron mediciones de parámetros de estas sustancias con el medidor multi-parámetros HANNA HI 991300 obteniendo para el aceite comes-tible: pH 2.80, conductividad eléctrica 0 μS, solidos disueltos 0 ppm; aceite automotriz: pH 7.01, conductividad eléctrica 0 μS, solidos disueltos 0 ppm y detergente líquido: pH 7.51, conductividad eléctrica <4000 μS, sólidos disueltos <2000 ppm. La primera dosis se aplicó al suelo agrícola y composta los 8 días después de la germinación, la segunda dosis a los 11 días y la tercera dosis a los 14 días. Se tomaron variables agronómicas de las plantas que presentaban marchitamiento después de cada aplicación. Las variables consideradas en este ensayo fueron la longitud aérea, longitud de raíz, numero de hojas y peso seco. El análisis de los datos fue a través estadística descriptiva (porcentajes, promedios, frecuencias).


De acuerdo al desarrollo del bioensayo programado en la evaluación de diferentes sustancias contaminantes en cultivo de frijol (Phaseolus vulgaris), se obtuvieron los resultados relevantes de la germinación y sobrevivencia de semilla, calidad de agua y del impacto de sustancias contaminantes en suelo sobre el desarrollo del cultivo.

Germinación. El total de semillas cultivadas para suelo agrícola y composta sumaron un total de 204 semillas en 68 recipientes. Considerando el riego con agua de pecera y agua común sumaron 102 semillas para cada uno. Con respecto al porcentaje de germinación en suelo agrícola, se obtuvo un 45% para las semillas regadas con SP (31 semillas) y un 51 % de germinación con SA (26 semillas). En cuanto a las semillas cultivadas en composta se obtuvo un 68% de germinación con CP (35 semillas) y 54% con composta regada con CA (28 semillas). Como puede apreciarse en la Figura 1, la tasa de germinación y sobrevivencia más elevada de las semillas se presentó en el tratamiento de suelo agrícola testigo (SAT) que fue regado con agua común presentando un porcentaje del 93 % siendo igual a 14 semillas. Por otra parte, el menor porcentaje se obtuvo en el tratamiento de la composta regada con el agua de pecera (CPT) obteniendo apenas un 40% de la germinación, equivalente a 6 semillas. Para que la semilla germine se deben dar ciertas condiciones, tanto externas, del medio ambiente en el que se encuentra la semilla, como internas, innatas de la semilla (De la Cuadra, 1993). Dentro de las condiciones externas, el agua es el factor más limitante (De la Cuadra, 1993).

* Número de semillas germinadas vs. semillas sembradas inicialmente.

Figura 1. Porcentajes de germinación de cada tratamiento antes de la aplicación de las sustancias contami-nantes.

Calidad de agua de riego. La calidad del agua común utilizada en el riego para suelo agrícola y composta registró un pH de 7.69, una cantidad de sólidos disueltos totales de 403 ppm y una conductividad eléctrica de 789 μS. Con respecto al agua de riego de la pecera, obtuvo un pH de 8.56, una cantidad de sólidos disueltos de 435 ppm y una conductividad eléctrica de 872 μS. La calidad del agua puede tener una fuerte relación con el comportamiento de la germinación del ensayo, quizá al ser mayor la conductividad eléctrica y el pH del agua de la pecera, la geminación se vio comprometida. Las características físico-químicas del suelo también juegan un papel fundamental en la germinación y el desarrollo de las semillas, ya que un suelo como el utilizado en el ensayo puede presentar problemas de compactación, el desarrollo de raíces se vio limitado, sin mencionar que la humedad de la superficie se pierde con mucha más facilidad que en la composta orgánica. De acuerdo a la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2006) los sólidos disueltos totales (SDT) comprenden las sales inorgánicas (principalmente de calcio, magnesio, potasio y sodio, bicarbonatos, cloruros y sulfatos) y pequeñas cantidades de materia orgánica que están disueltas en el agua.

*13/15





Comportamiento del cultivo y sustancias contaminantes. Previo a la aplicación de las diferentes dosis de sustancias contaminantes se determinaron el número de plantas iniciales, longitud aérea y numero de hojas. En este sentido se contó con 57 plántulas iniciales después de la germinación los 8 días para suelo agrícola sin importar el agua de riego. Las plántulas promediaron una longitud aérea de 4.05 cm, dos hojas y 5.29 cm de longitud de raíz. Con respecto a la com-posta fueron 63 plántulas con un promedio de longitud aérea de 10.35 cm, un promedio de dos hojas y una longitud de raíz de 9.7 cm. En cuanto al número de plántulas testigo de suelo agrícola fueron 27 con una longitud aérea promedio de 13.5, dos hojas en promedio y 12.5 cm de longitud de raíz. Asimismo, para el tratamiento testigo de composta fueron en promedio 18 plántulas con una longitud promedio de 6.76 cm, con dos hojas y 5.06 cm de longitud de raíz (Tabla1). En cuanto a la aplicación de la primera dosis de 10 ml de detergente, aceite comestible y aceite automotriz, el mayor núme-ro de mortandad de las plántulas (100%) se presentó en suelo agrícola (19 plántulas de suelo agrícola) y composta (21 plántulas). En cuanto a la aplicación de la segunda dosis de 5ml se observó efecto de mortandad en 1 plántulas cultivadas en suelo agrícola (11.11%) y 3 en composta (33.33%). Para la tercera dosis el 100% de las plántulas en suelo agrícola y composta con aplicación de aceite comestible y aceite automotriz no sobrevivieron.

De manera específica el comportamiento del desarrollo de las plántulas de acuerdo a los tratamientos aplicados se pre-senta en la Tabla 2.

Tabla 1. Variables agronómicas de las plantas después de la aplicación de cada tratamiento.

N. de plantas Prom. de tallo Prom. de hojas

Prom. de Raíz Material de cultivo

Tratamiento

Primera dosis

18 3.72 0 3.72 S Detergente

21 8.74 2 8.6 C

Segunda dosis

1 6 2 6 S Aceite comes-tible

3 7.08 2 8.16 CTercera dosis

17 5.29 2 4.23 S Aceite comes-tible

17 15 2 12.39 C

18 6.19 2 5.06 S Aceite auto-motriz

21 10.6 2 9.66 C

Tabla 2. Porcentajes de mortandad de las plántulas después de cada dosis.

Tratamiento Tipo de suelo Riego Plántulas totales

Plántulas muertas

% Mortandad

Dosis 1 Detergente Suelo Agrícola

Agua pecera 10 10

100%

Agua común 9 9Composta Agua pecera 11 11

Agua común 10 10Dosis 2 Aceite Comes-

tibleSuelo

Agrícola Agua pecera 10 0 0%Agua común 9 1 11.11%

Composta Agua pecera 11 0 0%Agua común 9 3 33.33%

Dosis 3 Aceite Comes-tible

Suelo Agrícola

Agua pecera 10 10 100%Agua común 9 7 77.77%

Composta Agua pecera 11 11 100%Agua común 9 6 66.66%

Aceite automo-triz

Suelo Agrícola

Agua pecera 10 10

100%Agua común 8 8

Composta Agua pecera 11 11Agua común 10 10

Las propiedades físico-químicas del suelo están estrechamente ligadas con el impacto ambiental generado por las difer-entes sustancias contaminantes. Los mayores impactos se presentaron en los tratamientos aplicados en el suelo agrícola, ya que como mencionamos anteriormente, este contaba con una textura arcillosa. Los suelos arcillosos cuentan con una gran cantidad de microporos que evitan casi por completo su drenaje. Por esta razón las sustancias contaminantes fueron retenidas por el suelo y las plantas de los tratamientos de suelo agrícola resultaron más afectadas que los de la composta orgánica. Los detergentes están compuestos principalmente por fosfatos, y en menor grado silicatos y carbonatos de sodio, o insolubles como las zeolitas. Su principal acción es secuestrar a los cationes divalentes del agua dura (calcio, magnesio) para evitar la interacción de estos iones con los surfactantes (Salager, 1988). En suelos contaminados, esta naturaleza afecta gravemente a la nutrición de la planta, ya que los iones que los detergentes secuestran suelen ser mac-ronutrientes. Esto pudo reflejarse al observar la mortandad del 100% de las plántulas de frijol al aplicar la primera dosis de esta sustancia contaminante en suelo.

Figura 2. Desarrollo de cultivo de frijol, aplicación de sustancias contaminantes en suelo y evaluación de vari-ables agronómicas.





CONCLUSIONES

• El desarrollo del bioensayo con el cultivo de frijol (Phaseolus vulgaris) en un suelo agrícola y en composta orgánica utilizando como sustancias contaminantes aceite comestible, aceite automotriz y detergente doméstico, así como la aplicación de agua común y de pecera permitió identificar impactos sobre las variables agronómicas evaluadas.

• En las tasas de germinación de las semillas, se presentó una fuerte influencia por parte del tipo de material de cultivo y de la calidad y el tipo de agua utilizada para el riego, en la cual, la mayor germinación se presentó en las semilla cultivadas en suelo agrícola testigo, el cual fue regado con agua común. Por otra parte, la menor germinación se obtuvo por parte de las semillas cultivadas en composta y regadas con agua de pecera.

• Se determinaron diferencias en los parámetros evaluados de la calidad del agua común y de la pecera utilizada para el riego de cultivo y aplicación de tratamientos.

• En cuanto a la aplicación de las sustancias contaminantes y su impacto en las variables agronómicas de las plántulas (mortandad, longitud aérea, número de hojas y longitud de raíz). La mayor mortandad de plántulas se presentó en el tratamiento de detergente tanto en el suelo agrícola como en composta. La menor mortandad se presentó en el trat-amiento testigo sin ninguna aplicación de sustancias contaminantes. El mayor crecimiento y desarrollo de plántulas fue en el tratamiento testigo, viéndose afectadas el resto de las plántulas por las sustancias contaminantes.

• Se recomienda que para el desarrollo de próximos bioensayos tener un mejor control de las variables agronómicas y comparar con nuevas sustancias contaminantes.

BIBLIOGRAFIA

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VOLKE-SEPÚLVEDA, T. Y VELASCO, J.A. Tecnologías de remediación para suelos contaminados. México: INE-SEMARNAT, 2002, 64 pp.

DIGESTIBILIDAD IN VITRO DE ALGUNOS ZACATES DEL ALTIPLANO OESTE

Garza Garza, D.E.; Rendón Huerta, J.A.; Morales Rueda, J.A.; Álvarez Fuentes, G.; García López, J.C.

Coordinación Académica Región Altiplano Oeste (CARAO). Universidad Autónoma de San Luis Potosí. C.P. 78620. Salinas S.L.P., MÉXICO [email protected]; [email protected]; [email protected]; gre-


RESUMEN

El objetivo de este trabajo fue evaluar la digestibilidad in vitro de siete zacates localizados en agostaderos cercanos a la orilla de la carretera San Luis-Zacatecas el municipio de Salinas, S.L.P. Las muestras se secaron, se molieron y se colo-caron en tubos de vidrio (n = 5) siguiendo la técnica de Tilley y Terry, los parámetros analizados fueron, el porcentaje de digestibilidad a las 48 h, la biomasa (Densidad Optica 600 nm y el peso microbiano). Los resultados fueron analizados por medio de un diseño completamente al azar y un análisis de varianza con el paquete estadístico R Studio. El valor máximo de porcentaje de digestibilidad (62%) se obtuvo con el zacate Eragrostis lugens. El mayor valor de densidad óptica se presentó con el zacate Sporobolus airoides (0.071) y finalmente el mayor peso microbiano (67 mg) se obtuvo con el zacate E. lugens. En conclusión, hace falta hacer más estudios para evaluar el efecto in vivo.

ABSTRACT

The objective of this assay was to evaluate the in vitro digestibility value of seven pastures located in rangelands close to the San Luis-Zacatecas road in the municipality of Salinas, S.L.P. The samples were dried, milled and placed in glass tubes (n = 5) using the Tilley and Terry technique. The analyzed parameters were the percentage of digestibility at 48 h, biomass (Optical Density 600 nm and Microbial weight). Results were analyzed using a completely randomized design and analysis of variance with the statistic software R Studio. The maximum value of the digestibility (62%) was obtained with the grass Eragrostis lugens. The highest value of optical density was presented with the grass Sporobolus airoides (0.071). And finally the highest microbial weight (67 mg) was obtained with the grass E. lugen. In conclusion, more studies are needed to evaluate the in vivo effect.

INTRODUCCIÓN

En México la ganadería extensiva se realiza principalmente en el Centro y Norte del país, donde el ecosistema árido y semiárido es extremadamente frágil. Este ecosistema pertenece tanto al Desierto Sonorense como al Chihuahuense (Velázquez et al., 2015). Los principales problemas que actualmente se enfrenta la ganadería extensiva también conocida como pastoreo, es el proceso de deterioro de los pastizales en el agostadero, producto de situaciones complejas debido a: a) largos períodos de sequía sin la disminución apropiada de carga animal, b) insuficiente infraestructura ganadera que impide la correcta distribución del pastoreo dentro de los potreros (cercos, divisiones, bordos y abrevaderos, etc.), y c) sobrecarga animal de cualquier tipo de ganado (burros, mulas y caballos, además de los rumiantes domesticados), principalmente (Herrera y Pámanes (2010). De acuerdo con Velázquez et al. (2015) menciona que el zacate Banderita (Bouteloua curtipendula) y Navajita (Bouteloua gracilis) son originarios de México y son considerados de buena calidad forrajera para el ganado. Los podemos encontrar desde Canadá hasta México. En nuestro país, se ha documentado presen-cia de Banderita en Aguascalientes, Chihuahua, Coahuila, Durango, Guanajuato, Jalisco, México, Oaxaca, San Luis Po-tosí, Sonora, Zacatecas, Querétaro y Guerrero. El zacate buffel común (Cenchrus ciliaris L) es originario de África y fue introducido a México en los años 50. En el norte su distribución es muy amplia, al grado de considerarlo como una planta nativa de estas regiones por su fácil adaptación, además soporta períodos largos de sequía y ha probado tener una calidad nutricional por encima o comparable al promedio de los zacates de clima cálido (Holt, 1985, citado por Ramírez-Lozano





et al., 2001). El conocimiento de la digestibilidad de los alimentos es básico para establecer su valor nutritivo y, por tanto, para la formulación de raciones para los animales tales como, los rumiantes. Sin embargo, la determinación in vivo de la digestibilidad es un proceso laborioso y costoso, y que requiere el empleo de grandes cantidades de alimento, por lo que se han propuesto distintos métodos in vitro para su estimación. Los métodos in vitro para estimación en laboratorio de digestibilidad de alimentos son muy usados en nutrición y alimentación animal. La técnica de Tilley y Terry (1963) se utiliza ampliamente debido a su comodidad, especialmente cuando se requiere procesar un gran número de muestras. Es un método común y ampliamente empleado en laboratorios de evaluación de alimentos y forrajes y consta de dos etapas, en la primera los alimentos son sometidos a 48 hrs de fermentación en una solución tampón que contiene líquido ruminal; seguido por 48 hrs de digestión con pepsina ácida. (Bocanegra y Rochinotti, 2012). Muchos procedimientos y modifica-ciones de procedimientos han sido propuestos; sin embargo, la mayoría de los que hoy están en uso son modificaciones del procedimiento de dos etapas de Tilley y Terry (1963) que está diseñado para obtener la digestibilidad verdadera por determinación de los constituyentes no digeridos de las paredes celulares. El objetivo de este trabajo fue evaluar la cali-dad nutricional de algunos zacates de zonas áridas en la región de Salinas de Hidalgo, por un método in vitro.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se tomaron muestras de zacates en agostaderos cercanos a la carretera San Luis-Zacatecas (km 90 al 99) el municipio de Salinas de Hidalgo, S.L.P. (Figura 1). Se recolectaron en total siete especies de zacates que consume el ganado (Zacatón Sporobolus airoides 1; Amoresco llorón Eragrostis lugens 2; Amoresco Africano Eragrostis echinochloidea 3; Buffel Cenchrus ciliaris 4; Popotillo plateado Bothriochloa barbinodis 5; Banderita Bouteloua curtipendula 6; Bromo dormilón Bromus anomalus 7). Se llevó una muestra al herbario Isidro Palacios de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, para su identificación. Posteriormente, los zacates se secaron en un horno de convección mecánica durante 24 h a 60 °C, inmediatamente después se molieron.

a

Figura 1. Muestras de zacates recolectados en agostaderos cercanos al tramo del km 90 al 100 de la carretera San Luis-Zacatecas.

El ensayo de digestibilidad pretendió simular la degradación del alimento en el tracto digestivo de un rumiante, utilizan-do el complejo enzimático producido por los microorganismos ruminales y simulando las condiciones anaeróbicas, de temperatura, pH y ausencia de luz del sistema retículo-rumen-abomaso.

El método de digestibilidad in vitro consistió en utilizar 0.5 gr de muestra de cada zacate en base seca y previamente mo-lido en tubos de 80 mililitros (n = 5 tubos previamente pesados) equipados con válvulas para el escape de los gases que se generan, dichos zacates sirvieron como fuente de carbono y nitrógeno para los microorganismos del líquido ruminal (El líquido ruminal se obtuvo en el Rastro municipal, al momento del sacrificio, se colocó un termo con agua caliente a 39 °C). Inmediatamente después, se llevó al laboratorio y se filtró con gasas para evitar sobrepeso del alimento previo.

A cada tubo se le adiciono 50 ml de Saliva de McDougall (1948) y se incubo a 39 °C durante 15 minutos, posteriormente se sacó los tubos del baño o incubadora y se adiciono 5 ml de líquido ruminal filtrado. Para evitar sesgos, se preparó un blanco siguiendo las mismas indicaciones pero sin agregar muestra de alimento, es decir, solo saliva y líquido ruminal filtrado. Una vez mezclado el líquido con saliva y el zacate correspondiente, se realizaron agitaciones suave a las 2, 4, 20 y 28 horas después de iniciada la incubación para dispersar las partículas.

Después de las 48 horas se filtró la muestra de cada tubo en un papel filtro (previamente pesado) con el equipo de vacío y se recolectó el primer filtrado para un análisis de biomasa; posteriormente, se realizaron tres lavados a cada tubo con agua fría (10 mL); la materia no digerida se secó en papel a 105 °C durante 24 h y finalmente se pesó en una balanza analítica.

Biomasa

La biomasa se estimó con el parámetro de turbidez (Densidad óptica) y peso microbiano. La densidad óptica se analizó en un espectrofotómetro (MAPADA UV1800) a una longitud de onda de 600 nm. El peso microbiano se determinó de la siguiente manera, el líquido filtrado se colocó en tubos cónicos previamente pesados (50 mL), posteriormente se colocar-on en una centrifuga a 2000 RPM durante 10 min a 20º C, para separar el líquido de la biomasa, finalmente los tubos se metieron en un horno de convección mecánica a 60 °C por 24 horas y se volvieron a pesar.





Análisis estadístico

Los resultados obtenidos de digestibilidad y biomasa se analizaron por medio de un diseño completamente al azar y un análisis de varianza con siete tratamientos (Zacatón Sporobolus airoides; Amoresco llorón Eragrostis lugens; Amoresco Africano Eragrostis echinochloidea; Buffel Cenchrus ciliaris; Popotillo plateado Bothriochloa barbinodis; Banderita Bouteloua curtipendula; Bromo dormilón Bromus anomalus), se hizo comparación múltiple de medias con la prueba de Tukey usando el programa estadístico R Core Team (2016).

RESULTADOS Y DISCUSIONES

El porcentaje de digestibilidad in vitro en los diferentes zacates se muestra en la figura 2. De acuerdo al análisis es-tadístico, se encontraron diferencias significativas (p<0.001). El zacate que mayor valor de digestibilidad presentó fue el Amoresco llorón (E. lugens) con un 62%, por otra parte, el tratamiento que menor digestibilidad obtuvo fue el zacatón (S. airoides) con un 38%, en cuanto a los demás, las variación de los porcentajes de digestibilidad fue similar en promedio de 50% de digestibilidad. En otros estudios realizados en el estado de Sonora, la PATROCIPES (1997) menciona que zacates como el popotillo plateado (B. barbinodis), presenta digestibilidades diferentes en ciertas épocas del año en primavera de 46.45%, en verano 57.41%, en otoño 46.02%, en invierno 50.03% y en promedio de 49.97%, lo cual concuerda con lo obtenido en nuestro estudio el cual tiene un valor de 46%, la poca diferencia se pudo deber a que el material se recolecto en el mes de junio.

En lo que respecta al zacate banderita (B. curtipendula), el mismo autor, menciona que el porcentaje de digestibilidad va desde 47.27 hasta 38.9 en las mismas estaciones y el valor medio fue de 45.8%, estos datos también son muy similares con los obtenidos en nuestro estudio, donde el valor medio de digestibilidad fue de 48%.

El zacate Buffel (C. ciliaris) es uno de los zacates introducidos de África (Holt, 1985, citado por Ramírez-Lozano et al., 2001) en un estudio realizado por (Garcia-Dessommes et al., 2003) evaluaron un hibrido de este, donde el porcentaje de digestibilidad fue de 47.4 y 55.0% en los meses de agosto y noviembre, respectivamente. Estos datos son parecidos a los que obtuvimos en nuestro estudio, el cual fue de 40.6%. Esta diferencia se pudo deber a que el zacate lo recolectamos en el mes de junio, que es cuando comienzan las lluvias en el municipio de Salinas, S.L.P.

El crecimiento microbiano biomasa es el aumento del número de microorganismos a lo largo del tiempo, este se puede constatar por métodos directos e indirectos, el primer es por medio de conteo de células o determinación del peso seco y el segundo, por la medición de la turbiedad mediante la densidad óptica.

En la tabla 1, se muestran los resultados de biomasa microbiana (protozoarios, baterías celulíticas y proteolíticas en general), analizada a través de la turbidez o densidad óptica (600 nm). De acuerdo al análisis estadístico (p > 0.07) no se encontraron diferencias significativas debido a los tratamientos, sin embargo los zacates que mayor turbidez presentaron fueron los tratamientos de Amoresco llorón (Sporobolus airoides) y Amoresco Africano (Eragrostis lugens) y el zacate buffel (E. echinochloidea). Kim et al. (2015) estudiaron el efecto de extractos de plantas ricos en flavonoides sobre el crecimiento microbiano en un ensayo de fermentación ruminal in vitro, sus hallazgos los podemos comparar con los obtenidos en nuestro estudio solamente para indicar que los valores son razonables, por lo tanto, solo usaremos el trata-miento testigo como indicador, sus evidencias muestran que el crecimiento de bacterias ruminales a las 48 h el valor fue de 0.4 de absorbancia, este dato tiene sentido con los valores que generamos en nuestro estudio.

Por otro lado, la determinación de peso seco de los microrganismos, el análisis estadístico no mostro diferencias signifi-cativas entre tratamientos (p > 0.6114), sin embrago, los tratamientos que mayor peso microbiano presentaron fueron los correspondientes a Amoresco Africano (E. lugens) y zacate banderita (Bouteloua curtipendula).

Figura 2. Porcentaje de digestibilidad in vitro de zacates del Altiplano Potosino

Tabla 1. Resultados de biomasa expresado en Densidad óptica 600 nm y peso microbiano

Tratamientos

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 p Valor

D O 600nm

ns

P e s o , mg 59 67 50 43 55 62 59

ns

T1 = Sporobolus airoides; T2 = Eragrostis lugens; T3 = Eragrostis echinochloidea; T4 = Cenchrus ciliaris;

T5 = Bothriochloa barbinodis; T6 = Bouteloua curtipendula; T7 = Bromus anomalus.

DO = Densidad óptica (Turbidez)

ns = No Significativa

CONCLUSIONES

El zacate Amoresco llorón (E. lugens) fue el que presento la mayor digestibilidad in vitro. Los demás zacates parecen tener buenos valores de digestibilidad.

En lo que respecta a la biomasa, como era de esperarse el mayor peso microbiano se obtuvo con E. lugens. Sin embargo, la densidad óptica no correspondió a lo esperado. Partiendo de esta información, se requiere hacer más repeticiones y se podrían generar nuevos trabajos in vivo donde se evalué la ganancia de peso en el animal, así como también la siembra de pastizales inducidos con este tipo de zacate.

En nuestro país existen una gran cantidad de especies de zacates, nativos e introducidos, que sirven como forraje para los rumiantes, la diversidad de los mismos es mayor en la época de lluvias, sin embargo las poblaciones se disminuyen rápidamente por el sobrepastoreo, específicamente las especies que tienen mayores atributos nutricionales o que les gusta al ganado.





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GERMINACIÓN DE CHILE MIRASOL (Capsicum annuum L.) CON ADICIÓN DE VERMICOMPOST

Granados Álvarez, J. D1. Aguilar Benítez, G2

2 Instituto de Investigación de Zonas Desérticas, Altaír No. 200, Colonia del Llano, C.P.78377, Apartado Postal 504, San Luis Potosí. S.L.P. MÉXICO, [email protected]; 1Universidad Autónoma de Querétaro,

Cerro de las Campanas, s/n, Las Campanas, 76010. Santiago de Querétaro, [email protected]

RESUMEN

El chile es uno de los principales productos agrícolas en México, del cual podemos encontrar tanto producción en fresco o seco. Zacatecas mantiene el 50% de la producción de chile seco del país, a pesar de ello, se tiene una tecnificación y manejo no adecuado. El uso de semillas de calidad aumenta la probabilidad de obtener plántulas más sanas y vigorosas. Las semillas de calidad deben cumplir ciertas cualidades físicas, químicas y fisiológicas. Para evaluar la calidad fisiológica se realizaron pruebas de germinación en 18 ejemplares de chile mirasol con 6 niveles de concentración de vermicompost en el suelo (0, 1, 2, 3, 4 y 5%), cada unidad experimental estaba compuesta por 10 semillas de 10 mm, sembradas en surcos de 1 cm de profundidad en charolas de plástico de 28x25x15cm. Se contabilizó diariamente el número de semillas geminadas y enfermas a partir del día 13 después de la siembra. Se determinó que el mejor ejemplar fue el 8 ya que obtuvo el menor numero de plantas enfermas y el mayor de plantas sanas, de igual forma, el mejor contenido de vermicompost fue el 1% por su alta cantidad de semillas sanas y bajo de plantas enfermas.

ABSTRACT

The chili is one of the major grows in Mexico, which on we can find fresh and dry production. Zacatecas keeps the fifty percent of the production of dry chili, nonetheless, it has a bad technification and management. The use quality seeds raise the probability of obtain seedlings more healthy and more vigorous. The quality seeds should comply certain physical, chemicals and biological characteristics. To evaluate the physiologic quality of the seeds was tested the germination of 18 specimens of chili “Mirasol” with 6 levels of concentration of vermicompost in the soil (0, 1, 2, 3, 4 and 5%), each experimental unit were composed for 10 seeds of 10 mm, this were seeded in grooves of 1 cm of depth in plastic trays of 28x25x15cm. Daily was counted the number of seeds germinated and sickness starting of the day 13 dds. Was determined that the best specimen was 8 as it obtained the lowest number of diseased plants and the mayor of healthy plants, similarly, the best vermicomposta content was 1% beacause of its high amount of healthy seeds and low diseased plants.

Palabras clave: Chile Mirasol, Chile guajillo, calidad fisiológica de semillas, pruebas de calidad

INTRODUCCIÓN

México es una de los principales productores de chile en el mundo, se encuentra en el segundo puesto con una producción de casi 3,000,000 toneladas, superado solo por China, país que tiene una producción anual de casi





16,000,000 toneladas. Su importancia en el país radica no solo en las exportaciones, sino en el alto consumo de esta hortaliza tanto fresca como seca. Su consumo es tan importante como el maíz y el frijol, se tiene registrado un consumo anual per capital de 15.7 kilogramos (IICA-COFUPRO 2010; Sagarpa, 2017).

Los principales productores de chile en el país son Zacatecas, Chihuahua, San Luis Potosí y Sinaloa que concentran el 59% de la producción nacional. Zacatecas es el principal productor nacional del chile seco del país puesto que contribuye con el 50% de la producción de este. Aguilar (2008) indica que Zacatecas, a pesar de ser uno de los mayores productores de chile, tiene una tecnología y manejo muy convencional o poco tecnificados, por lo cual recomienda un aumento en la tecnificación del cultivo para aumentar la calidad y producción, esto incluye mayor infraestructura hidráulica, uso de biotecnologías para control de plagas y fertilización, y el uso de variedades mejoradas.

El uso de semillas de calidad es el principio para obtener un cultivo de calidad ya que aumenta la probabilidad de obtener una plántula mas sana y vigorosa, además, una semilla de calidad mantiene su viabilidad aun después de un tiempo prolongado de almacenamiento. Una semilla de calidad debe cumplir con estándares genéticos, fitosanitarios, físicos y fisiológicos (Pittock, 2011).

MARCO TEORICO

La definición de calidad dada por la Real Academia Española dice: “la propiedad o conjunto de propiedades inherentes a una cosa que permite apreciarlas como igual, mejor o peor que las restantes de su misma especie”.

La calidad fisiológica de un lote de semillas es la capacidad que tienen las semillas para emerger. Esta calidad implica la integridad de las estructuras y los procesos fisiológicos que permiten a la semilla mantener altos niveles de viabilidad, con un alto vigor y una buena germinación y desarrollo (Salazar 2010).

Existen una gran cantidad de pruebas físicas, químicas y bioquímicas para la determinación de la calidad de semillas, las mas usadas en laboratorio son prueba de germinación, prueba de viabilidad con tetrazolium (TTZ) y prueba de pureza (Pittock 2011).

La prueba de germinación es la prueba mas básica de análisis de semillas, determina el porcentaje de semillas que germinan en condiciones controladas de humedad, temperatura y luminosidad, además, se emplea un sustrato con propiedades fisicoquímicas ideales para la germinación; cada especie tiene un tiempo determinado para ser evaluado en esta prueba, la mayoría de las plantas requieren solo un par de semanas para terminar con la prueba. La Prueba por viabilidad con tetrazolium indica el porcentaje de semillas con potencial de germinación, las semillas son vaciadas en una solución de cloruro de 2, 3,5-trifenoltetrazolio el cual revela las células que tienen la capacidad para realizar respiración, es decir, aquellas que son viables a germinar. La prueba de pureza indica el porcentaje de semillas puras, materia inerte, semillas de otros cultivos, semillas

podridas o nocivas (Pittock 2011).

METODOLOGIA

Ubicación del sitio experimental

El presente trabajo se realizó en el laboratorio de Fitoquímica del Instituto de Investigación de Zonas Desérticas de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí.

Material biológico

Las semillas empleadas en este estudio fueron donadas por 17 productores de chile mirasol/guajillo de la región del acuífero Calera, Zacatecas. El ejemplar 13 fue entregado con un tratamiento de fungicida (13 C) y sin fungicida (13) dando un total de 18 ejemplares.

El suelo empleado se extrajo de la parcela experimental perteneciente a la Facultad de Agronomía. El vermicompost empleado fue donada por el área de vermicompost del jardín botánico de la Facultad de Agronomia y Veterinaria de la UASLP.

Limpieza y desinfección de semillas

Los 18 ejemplares fueron tamizados con tamices de 10 y 8 mm para separarlos en dos lotes, semillas con ancho igual o mayor a 10 mm y semillas con menor radio de 8 mm, en este trabajo solo se emplearon semillas de radio mayor a 10 mm.

A cada ejemplar se le retiraron las semillas enfermas, restos del fruto, otras semillas ajenas al cultivo y basura en general. Las semillas sanas se lavaron con 80 mL de agua destilada, seguido de una desinfección con 80 mL de alcohol etílico al 70% por 5 min con agitación constante, enseguida se desinfectó con hipoclorito de sodio al 2% por 15 minutos, para finalizar se lavaron con 3 baños de 80 mL de agua destilada, entre cada lavado y desinfección se eliminaron los líquidos sobrenadantes. Las semillas se secaron al aire por 48 h sobre cajas de Petri desinfectadas con la misma metodología de desinfección de semillas. Una vez secas las semillas, las cajas de Petri se sellaron con película plástica hasta su siembra.

Pruebas de germinación

Se prepararon 6 tinas de plástico de 28x25x15cm con 4 kg de mezclas de suelo y vermicompost al 0%, 1%, 2%, 3%, 4% y 5%. A cada tina se le agregó 500 mL de agua destilada y se mezcló para que todo el suelo se humedeciera homogéneamente. Se tomaron lotes de 10 semillas al azar, de cada ejemplar, colocando cada lote dentro de un surco de 1 cm de profundidad y separado 1.5 cm, este fue etiquetado con el numero del ejemplar de las semillas sembradas, el surco se tapó con el mismo suelo de la tina. Se realizaron riegos diarios de 200 mL de agua destilada para mantener la humedad del suelo. Tras la emergencia de la primera semilla,





se contabilizaron todos los días el número de semillas que emergieron y el número de semillas enfermas. La variable de respuesta fue la cantidad de semillas que germinaron en una fecha específica y el número de semillas infectadas o enfermas.


La germinación de las semillas se pudo observar hasta el día 20 después de la siembra (dds) lo cual se atribuye a la falta de calor que se tenia en el invernadero debido a la nubosidad alta que se mantuvo en los días del experimento, Ortega (2010) indica que al aumentar la temperatura hay una mayor actividad metabólica, una baja temperatura o una muy alta induce a la semilla a entrar a un estado de dormancia.

La germinación en todas las charolas se desarrolló de forma normal hasta el segundo día después de la germinación (ddg). En la figura 1 observamos el desarrollo normal de algunas plántulas y la infección de un gran numero de ellas, están son afectadas por un damping-off o caída de plántula, Gonzales (2013) e Islam (2012) detectaron que los principales organismos que causan esta muerte en solanáceas son Fusarium, Sclerotium, Rhizotocnia, Pythium y Phytophtora los cuales podemos encontrar en todo suelo agrícola, la característica de esta muerte es la pudrición y secado en la base del tallo justo al ras del suelo.

Figura 1: plántulas infectadas 15 ddg

En el grafico 1 A) podemos observar que la cantidad de plántulas sanas no tiene una diferencia significativa entre los ejemplares, con excepción del ejemplar 3, 6, 8 y 10, que tuvieron mas plántulas sanas, con el ejemplar 13C, el cual tuvo una menor cantidad de plántulas sanas, esto se atribuye a la aplicación del fungicida, según Lozano (2006) la aplicación de fungicidas disminuye la calidad fisiológica de la semilla y con ello una disminución significativa en la germinación comparada con un control. En el grafico 1 B) observamos que los ejemplares con mas enfermedades fueron 9, 15 y 17 los cuales fueron diferentes al ejemplar 8 el cual tuvo también mayor número de plántulas sanas.

Las primeras infecciones fueron observadas en las charolas de 0% y 5% de vermicompost, podemos observar en los gráficos 1 C) y D) que estas mismas tiene la mayor infección de semillas y plántulas y menor número de plántulas sanas. Los estudios de Moreno (2014) detectaron que el uso de vermicompost en la

germinación de chile chilaca (Capsicum annuum) tiene un efecto parabólico invertido, es decir, al aumentar el contenido se aumenta el porcentaje de germinación pero a partir de una concentración, el vermicompost será contraproducente. El tratamiento con 1% de vermicompost obtuvo mayor número de plantas sanas y menor de plantas y semillas enfermas, el contenido de microorganismo en esta concentración pudo ser el ideal para prevenir hongos fitopatogenos.

Figura 1: grafico de medias de A) plantas sanas por ejemplar; B) plántulas y semillas enfermas por ejemplares; C) plántulas sanas en función del contenido de vermicompost en el sustrato, y; D) plántulas y semillas enfermas en función del contenido de

vermicompost en el sustrato.

CONCLUSIONES

De acuerdo con los resultados obtenidos, se concluye que el ejemplar con mejores características fisiológicas según la prueba de germinación es el ejemplar 8. Para el caso del contenido de vermicompost se determinó que el mejor contenido es 1%.

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AISLAMIENTO DE EXTRACTOS RICO EN ANTOCIANINAS DE ALTA PUREZA A PARTIR DE MATRICES FRUTALES

Mendez-Tello, G.1; Victoria-Campos, C. I.2,*1Facultad de Ciencias Químicas; 2Facultad de Enfermería y Nutrición; Universidad Aútonoma de San Luis Potosí, Av.

Dr. Manuel Nava #6, Zona Universitaria, C.P. 78210, San Luis Potosí, San Luis Potosí., MÉXICO,[email protected]; *[email protected]

RESUMENEn este estudio se aislaron antocianinas de alta pureza de zarzamoras, fresas y cáscaras de uvas de vino. Los extractos de compuestos fenólicos se obtuvieron mediante lavados con acetona 70% y etil acetato. El sistema cromatografico estuvo compuesto de dos fases solidas seriales (Amberlite XAD-7 y Sephadex LH-20). La fase móvil para la Amberlite fue agua acidificada (pH 2.0) para la elución de compuestos polares y etanol acidificado (0.3% ATF) para la elución de antocianinas. Para el aislamiento de antocianinas individuales a través de la columna Sephadex, se usaron soluciones de etanol acidificado (pH 2.0 ATF) (10%, 40% y 80%). Las fracciones de antocianinas purificadas fueron identificadas tentativamente de acuerdo a estudios previos sobre la composición de estos frutos como cianidina-3-rutinósido y cianidina-3-glucósido de zarzamoras, pelargonidina-3-glucósido de fresas y malvidina-3-glucósido de cáscaras de uvas. Futuros estudios deben identificar estas antocianinas. El método de aislamiento propuesto puede escalarse para obtener mayores cantidades de antocianinas individuales.

ABSTRACTHigh-purity anthocyanins from blackberries, strawberries, and skins from wine grapes were isolated by a column chromatography system. Crude extracts of phenols from fruits were obtained by the use of serial washes with acetone 70% and ethyl acetate. The chromatographic system included two serial solid phases (Amberlite XAD-7 and Sephadex LH-20). The mobile phase for Amberlite was acidified water (pH 2.0 TFA) to elute polar fruit components, whereas anthocyanins eluted with acidified ethanol (0.3% TFA). For the isolation of individual anthocyanins throughout Sephadex LH-20, different solutions of acidified ethanol (pH 2.0) were employed (10%, 40% and 80%). Accordingly to the previous reported profile of anthocyanins in this fruits we tentatively identified the mayor fractions as cyanidin-3-rutinoside and cyanidin-3-glucoside from blackberries, pelargonidin-3-glucoside from strawberries and malvidin-3-glucoside for wine grape skins. Further studies most identified this isolated fractions. The standardized method could be use at higher scale to obtain purified anthocyanins at largest amounts.

Palabras clave: Antocianinas, purificación, Cromatografía en columna.

INTRODUCCIÓNLas antocianinas son una clase de polifenoles de la familia de los flavonoides. Son las responsables del color rojo, morado y azul en diversas frutas y hortalizas (McCann et al 2007). Se encuentran en abundancia en zarzamoras, fresas, uvas, manzanas, col morada y maíz azul (McCann et al 2007). En estudios in vitro los extractos de antocianinas de frutas y hortalizas, han sido asociadas a efectos beneficos como la prevención de diversas enfermedades crónicas como el cáncer, enfermedades cardiovasculares e incluso la obesidad (Mertz et al 2007). Las antocianinas representan el grupo más importante de pigmentos hidrosolubles que absorben luz en la región visible por el ojo humano. Estan constituidas por una antocianidina unida a uno o varios azúcares por medio de enlaces glucosídicos (Figura 1) (Badui, 2006). Los factores más importantes que afectan la estabilidad química de las antocianinas son: la temperatura (son termolábiles) y el pH (provoca una transformación estructural). A un pH de 2 a 4 la principal vía de degradación térmica es la hidrólisis de la molécula de azúcar (García et al, 2013). Además, el color de las antocianinas depende de varios factores intrínsecos, como son los grupos funcionales que contenga y la posición de los mismos en la estructura base de flavilio. Al aumentar grupos hidroxilos del anillo fenólico se intensifica el color azul, mientras que la introducción de metoxilos provoca la formación del color rojo (Badui, 2006).

La purificación de los extractos de antocianinas es de gran importancia en la industria alimenticia debido a su capacidad





para impartir colores atractivos (Konczack y Zhang, 2004). Otros componentes de los frutos como los compuestos fenólicos, azúcares, aminoácidos y metales aceleran la degradación de las antocianinas, por lo tanto, una purificación de calidad es deseable para la obtención de antocianinas estables (He y Giusti, 2011). Varios procesos analíticos han sido empleados para extraer, caracterizar y purificar polifenoles de diferentes fuentes de vegetales. La mayor parte de los procedimientos de extracción desarrollados hasta ahora implican disolventes orgánicos tóxicos, incluyendo metanol, acetona, ácido fórmico, ácido acético, ácido trifluoroacético (TFA) y acetonitrilo (Wang, 2014). La cromatografía de líquido de alta resolución (HPLC) es usada para la separación e identificación de polifenoles. Sin embargo, las técnicas de HPLC sólo son adecuadas para fraccionar cantidades relativamente pequeñas de extractos de plantas y pueden dar como resultado la pérdida de la actividad biológica de las fracciones. Las tecnologías adsorbentes, que utilizan resinas en fase sólida, pueden concentrar, purificar y recuperar metabolitos secundarios bioactivos de plantas (Cuevas, 2010). Los métodos de aislamiento de antocianinas o extractos ricos antocianinas de los materiales vegetales se basan desde la simple extracción con solventes hasta diversas formas de cromatografía como: la extracción en fase sólida (SPE) (He y Giusti, 2011), cromatografía de contracorriente de alta velocidad (HSCCC), cromatografía en columna (CC) y cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC). La CC ha sido ampliamente usada para el aislamiento de flavonoides, taninos y antocianinas monoméricas. Siendo las fases sólidas Amberlite XAD-7 y Sephadex LH-20 las más utilizadas para este fin (Wang et al., 2014). El uso de la resina Amberlite XAD-7 es muy común para remover azúcares y pectinas de compuestos fenólicos en la extracción de productos vegetales naturales. Es un adsorbente polimérico, suministrado como perlas insolubles. Es un polímero acrílico alifático no iónico que deriva sus propiedades de adsorción de su estructura macrorreticular, conteniendo tanto una fase de polímero continuo como una fase de poro continuo, una alta área superficial y con naturaleza alifática en su superficie (Rohm y Hass, 2006). La fase sólida Sephadex LH-20, es un medio de cromatografía líquida diseñado para el dimensionado molecular de productos naturales tales como esteroides, terpenoides, lípidos y péptidos de bajo peso molecular (residuos de hasta 35 aminoácidos). Dependiendo del solvente elegido, este medio también puede separar componentes de una muestra por partición entre los componentes estacionarios y móviles (GE Healthcare Bio-Sciences AB, 2007), en el caso específico se pueden separar antocianinas en base a los diferentes tamaños moleculares (Zhang et al., 2004), con una mezcla de solventes apropiada, puede separar aún más las antocianinas y proantocianidinas presentes, facilitando la identificación por HPLC de polifenoles o su posterior uso analítico o industrial (Wang et al., 2014). Por lo anterior, el objetivo de este proyecto es estandarizar un método de obtención de antocianinas purificadas de tres extractos de frutos; uva (malvidina-3-glucósido), zarzamora (ciadinina-3-glucósido) y fresa (pelargodinina-3-glucósido).

Nombre R1 R2Delfinidina OH OHPetunidina OCH3 HCianidina OH H

Pelargonidina H HPeonidina OCH3 HMalvidina OCH3 OCH

Figura 1. Estructura química de las antocianinas, tomado de Wang y Stoner (2008).

METODOLOGÍAQuímicos: Los solventes usados fueron: resina Sephadex LH-20 (GE Healt Care), Amberlite XAD-HP7 (malla de 20-60, Sigma-Aldrich), ácido trifluoracético (ATF) (Merk), acetona, etanol, etil acetato (Jalmek).

Muestras: Las muestras utilizadas fueron zarzamoras (Rubus) variedad Choctaw, cultivadas en una huerta comercial de Cd. Cuahtémoc, Chihuaha. Se usaron fresas (Fragaria) congeladas comerciales marca La Glorieta, de huerta ubicada en Venustiano Carranza, Michoacán. Se colectaron uvas Cabernet Suavignon (Vitis vinifera) de un viñedo en Encinillas, Chihuahua.

Extracción: Se realizaron purés de las muestras congeladas (zarzamora y uva 50 g; fresa 100 g) empleando una licuadora de imnersión (Turbo Mix Plus 300, T-Fal). El puré se mezcló con una solución de extracción (100 mL) de acetona: ATF: agua (70.0/0.1/29.9 v/v/v). La mezcla se homogenizó (Ultra Turrax T18, IKA, Alemania) y se sonicó (Ultrasonic Cleaner, BRANSON 1510R-MT, USA) por 5 min. Posteriormente, se mantuvo en reposo durante 1 hora a 4 ºC. Una vez concluido el periodo de incubación, el extracto se lavó 3 veces (papel filtro Whatman No. 4), con un volumen de 200 mL de la solución de extracción, hasta obtener una pasta seca sin color. La acetona fue removida a 40 ºC y 95 rpm en presencia de vacío en un rotavapor (BUCHI R-124, Suiza). El extracto se lavó con etil acetato (50 mL) 4 veces, recuperando la fracción acuosa rica en antocianinas (aprox. 75 mL).

Pufiricación: La fracción acuosa se cargó a la columna cromatográfica con resina Amberlite XAD-7HP (2.5 x 30 cm, 147.2 cm3). Una vez cargada la muestra, se hicieron pasar 2 litros de agua a pH 2 (ATF), a un flujo de 1.5 mL/min para remover compuestos polares como azúcares, ácidos orgánicos, proteínas, iones y fibras polares como la pectina (Cuevas, 2010). Después, la elusión de las antocianinas se llevó acabo usando 500 mL de etanol acidificado (0.3% ATF) a 1.5 mL/min. El etanol rico en antocianinas se concentró en el rotavapor a 40 ºC en presencia de vacío a 95 rpm. El extracto seco se reconstituyó con 5 mL de etanol al 10% (acidificado a pH 2.0 con ATF) y se cargó en la columna con la resina Sephadex LH-20 (2.5 x 30 cm, 147.2 cm3). Se hizo pasar por la columna 1 L de etanol al 10% (acidificado a pH 2 con ATF) a un flujo de 0.75 mL/min, las fracciones fueron recolectadas en tubos falcon de 15 mL. En el espectofotómetro (Agilent serie 1100, modelo 8453, Alemania) se tomaron absorbancias de las muestras recolectadas de la columna de Amberlite XAD-7HP y Sephadex LH-20, acumulando hasta aproximadamente 250 tubos falcon (2 mL/tubo). A continuación, una alícuota de cada fracción se sometió a espectroscopia de absorbancia a 520 nm para trazar una curva analítica, obteniéndose así las fracciones principales. Ya que, las antocianinas son identificadas con dos picos de absorción máxima a 280 y 550 nm (He y Giusti, 2011). Para las fracciones acuosas (50 mL) recolectadas de cada lavado de etil acetato se tomaron espectros de barrido a la misma longuitud de onda comparándolos con las fracciones acuosas (75 mL) obtenidas antes y después de cada columna.

RESULTADOS Y DISCUSIÓNExtracción líquido-líquido de antocianinas. Uno de los mayores problemas en la purificación de las antocianinas, es la presencia de grandes cantidades de azúcares y otros compuestos fenólicos en la frutas. El etil acetato puede ser usado para remover compuestos fenólicos liposolubles, carotenoides y clorofilas (Wang et al., 2014). En la Figura 2 observamos los 4 lavados de etil acetato de cada muestra, donde se puede ver la disminución secuencial en la absorbancia a 350 nm lo cual refleja una disminución de otros compuestos fenólicos (no polares) distintos a las antocianinas (λmax= 280 y 520 nm). Además se observa que la fracción de fresa, zarzamora y uva después de la Amberlite XAD-7HP tenía el espectro característico de las antocianinas (líneas morada). Wang et al. (2014) reportó que el etil acetato también fue efectivo en separar compuestos no polares de extractos acuosos ricos en antocianinas de arándanos.





A) Fresa B) Zarzamora C) Cáscara de uva de vinoFigura 2. Espectros de absorción de fracciones obtenidas a partir de extracciones líquido-líquido y separación

en fase sólida con Amberlite XAD-7

Purificación de antocianinas. En la Figura 3 se muestra la elución de las fracciones ricas en antocianinas a una longitud de onda de 520 nm a través de las columnas Amberlite XAD-7 y Sephadex LH-20. En la columna de Amberlite XAD-7 se observa un pico máximo de concentración de antocianinas para las diferentes muestras (Fig.3, A,C,E). La elución se dio de acuerdo a lo esperado ya que esta fase estacionaria permite la separación de las antocianinas de otros compuestos polares incoloros como fibras solubles, azúcares y proteínas.En el presente estudio, el uso de la fase estacionaria Sephadex LH-20 y la fase móvil etanol 10% acidificado (pH 2.0 ATF) constituyó un método muy simple y eficaz de aislar antocianinas de alta pureza a partir de matrices complejas. En la Figura 3B se muestra la elución de los extractos de fresa en los que se distinguieron 2 picos característicos, el pico mayoritario (909 mL) puede corresponder a la pelargonidina-3-glucósido, la cual se ha reportado previamente como la principal antocianina de estos frutos (Ornelas-Paz et al., 2017). En la elución de los extractos de zarzamora (Figura 3D) se encontraron dos fracciones principales, las cuales corresponden a la cianidia-3-rutinósido (306 mL) y a la cianidina-3-glucósido (426 mL), de acuerdo al perfil de elución reportado por Cuevas-Rodríguez et al. (2010). En la Figura 3F se muestra la elución de las antocianinas de cáscara de uva de vino, en la cual se evidencia la compleja composición de antocianinas en estas muestras. Hasta el momento no se ha reportado la purificación de este tipo de muestra por cromatografía en columna, por lo que se requieren mayores análisis para la identificación tentativa de las antocininas. Sin embargo, de acuerdo a reportes previos, se espera que el pico máximo eluido a los 676 mL corresponda a la malvina-3-glucósido (Figueiredo-González et al., 2012).

A) Muestra fresa, separada por Amberlite XAD-7. B) Muestra fresa, separada por Sephadex LH-20.

C) Muestra zarzamora, separada por Amberlite XAD-7. D) Muestra zarzamora, separada por Sephadex LH-20.

E) Muestra uva, separada por Amberlite XAD-7. F) Muestra uva, separada por Sephadex LH-20 .

Figura 3. Elución de fracciones de alta pureza de extractos de fresa, zarzamora y cáscara de uvas de vino a través de la fase estacionaria Sephadex LH-20.

CONCLUSIONESEn este trabajo, desarrollamos una estrategia efectiva para la preparación de antocianinas de alta pureza. El etanol 10% acidificado, puede servir como buen sustituto del metanol, ya que el etanol no es tóxico para la salud. Resultando muy adecuado para la extracción y purificación de antocianinas. Una producción escalonada basada en esta nueva técnica puede proporcionar a la industria de colorantes alimenticios y nutracéuticos una forma práctica de separar las antocianinas de alta calidad de las frutas y verduras, e incluso de los subproductos de la industria.

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ELABORACIÓN DE BIOFERTILIZANTES A BASE DE MICORRIZA ARBUSCULAR PARA LA PRODUC-CIÓN DE JITOMATE

Penagos Rosales Á. M; Dr. Méndez Cortes H.

Facultad de Agronomía y Veterinaria, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Km 14.5 Carretera San Luis Potosí, Matehuala Ejido Palmas de la Cruz, 78321, Soledad de Graciano, San Luis Potosí, MÉXICO


RESUMEN

Los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) forman asociaciones simbióticas con las plantas y se encuentran presentes en casi todos los ecosistemas. Las micorrizas se clasifican en dos grandes grupos: Endomicorrizas y Ectomicorrizas, siendo el primer grupo el de mayor interés agroproductivo. Con la finalidad de obtener especies micorrízicas locales para la elaboración de biofertilizantes, se estudiaron especies micorrízicas de dos ecosistemas de San Luis Potosí (tropical húmedo y semiárido). Las muestras corresponden a tres sitios por cada ecosistema estudiado y se emplearon técnicas para la extracción e identificación de esporas de HMA. El conteo de esporas se realizó a partir de 50g de suelo en tres muestras por sitio de muestreo. Para el análisis de los resultados se empleó estadística descriptiva, determinándose la media y el error estándar para cada sitio por ecosistemas. Los resultados muestran una mayor diversidad de especies de HMA en el ecosistema tropical húmedo, lo cual puede estar dado por las características del suelo y la vegetación existente en esa localidad. Una mayor diversidad de especies de HMA constituye una alternativa ecológica y agroeconómica factible para ser utilizada como biofertilizante en diversos sistemas de producción.

ABSTRACT

The Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) form symbiotic associations with plants and are present in almost all ecosys-tems. Mycorrhizae has are classified in two main groups: Endomycorrhizae and Ectomycorrhizae, the first group being the most important agroproductive interest. In order to obtain local mycorrhizal species for the preparation of biofertiliz-ers, mycorrhizal species of two ecosystems of San Luis Potosí (tropical humid and semi - arid) were study. The samples correspond to three sites for each ecosystem studied, techniques has were used for the extraction, and identification of HMA spores. The spore count has was made from 50g of soil in three samples per sampling site. For the analysis of the results, descriptive statistics has were used the mean and the standard error for each site by ecosystems. The results show a greater diversity of HMA species in the humid tropical ecosystem, which may be due to the characteristics of the soil and the vegetation existing in that locality. A greater diversity of HMA species constitutes an ecological and agroeconom-ic alternative feasible to be used as biofertilizer in various production systems.

Key Word: Ecosistems, Arbuscular Mycorrhizal Fungi, Spores

INTRODUCCIÓN

La inseguridad alimentaria en América Latina y el Caribe depende en parte, de su capacidad de utilizar el crecimiento agrícola para estimular un desarrollo económico rural que asegure a las comunidades vulnerables un mejor acceso a los alimentos. Si el crecimiento agrícola, en la región, no se basa en una gestión sostenible de los recursos naturales, la segu-ridad alimentaria mundial se verá afectada.





La agricultura es la principal actividad humana responsable de la gestión de los recursos naturales a nivel local y re-gional, y en este sentido el calentamiento global y el cambio climático se han convertido en algunos de los principales desafíos para la sostenibilidad de los sistemas agrícolas (Malacalza, 2013). El suelo como recurso natural juega un papel fundamental en la alimentación humana, de ahí la importancia que tiene su conservación y el manejo adecuado de los agroecosistemas.

La agricultura intensiva sustentada en paquetes tecnológicos con el empleo de altas dosis de fertilizantes químicos, malas prácticas culturales y agrotóxicos, en general, han contribuido a que se pierdan valiosas propiedades de los suelos. Dentro de los factores que han influido a la pérdida de estas propiedades cabe mencionar la pérdida de la fertilidad, la erosión, la aridez y la contaminación con metales pesados, además del mal manejo de los mismos.

Un elemento tecnológico que coadyuva a la sostenibilidad en el sistema agrícola, y en cierta medida contribuye a mi-nimizar estos efectos es la biofertilización, que de manera conjunta promueve la sanidad de los cultivos y reduce la utilización de agroquímicos sintéticos (Díaz-Franco et al. 2012). Con respecto a ello, Armenta et al. (2010) definen a los biofertilizantes como microorganismos aplicados al suelo y/o planta con el fin de sustituir la fertilización sintética, y por consiguiente lograr una disminución en la contaminación por agroquímicos. Pajarito-Ravelero (2012) los define como productos que contienen microorganismos que se aplican a la semilla y/o suelo y se asocian con la raíz de la planta favoreciendo el desarrollo de la misma.

Diversas investigaciones se han realizado con el empleo de los biofertilizantes, los Hongos Micorrízicos Arbusculares (HMA) forman parte de ellos. Dentro de los beneficios que aporta la simbiosis HMA-planta hospedante, se encuentran: la promoción del crecimiento y mayor nutrición mineral de la planta (Carpio et al. 2005; Díaz et al. 2013); tolerancia a pa-tógenos del suelo (Graham, 2001; Tahat et al. 2010) y a condiciones abióticas adversas (Davies et al. 2002; Rabie, 2005).

También se ha observado que la asociación con micorrizas mejora el potencial fitoextractor de las plantas en la fitorre-mediación de suelos contaminados (Ortiz-Cano et al. 2009). Jeffries et al. (2003) destacan que algunas especies de HMA se han utilizado como inoculantes, cuya práctica ha tenido beneficios en la producción agrícola, por lo que pueden ser consideradas como un componente biotecnológico importante para el incremento de la productividad hortícola (Azcón y Baera, 1997; Vosatka et al. 1999; Ikiz et al. 2009). Es por ello que, considerando estos beneficios los HMA se convierten en una alternativa eficaz en aras de lograr o contribuir a la sostenibilidad de los sistemas agrícolas.

El tomate es una de las hortalizas que más se consume en el mundo, dada la importancia que tiene en la alimentación. Numerosos han sido los estudios realizados en este cultivo con el empleo de hongos micorrízicos.

La extensión que ocupa el cultivo del tomate a nivel mundial es de 4.803.680 hectáreas, lográndose una producción de 161’79 millones de toneladas. Apareciendo México en décima posición, con 3.433’57 millones de kilos, lo que le supone el 2’12 por ciento de la producción mundial de tomate (FAO, 2016). San Luis de potosí es unos de los principales estados productores tomate en México. En este sentido, el empleo de los biofertilizantes micorrízicos incorporados a las tec-nologías de producción actuales, de esta importante hortaliza, podría incrementar los rendimientos del cultivo y mejorar los sistemas agroproductivos, en general, de la zona a estudiar.

La presencia de microorganismos beneficiosos en la región de la rizosfera y sus actividades son el punto focal principal, que hace que los recursos dinámicos estén disponibles para las plantas y a su vez permiten conservar la fertilidad del suelo. La mayoría de los cultivos agrícolas y hortícolas están asociados con los hongos micorrízicos arbusculares (HMA), hongos comunes del suelo (Priyadharsini y Muthukumar, 2015). Sin embargo, varias prácticas agrícolas involucradas en la producción de los cultivos pueden influir en la formación y función de los HMA. En consecuencia, la introducción de cambios en las prácticas de manejo mejora la proliferación, diversidad y función de los HMA residentes, resultando los mismos de gran valor en el contexto agroproductivo. La optimización de las prácticas agronómicas que sustentan la máxima presencia y la actividad fúngica de los HMA permite lograr mayor producción de las plantas en el marco de una agricultura sostenible (Priyadharsini y Muthukumar, 2015).

Es por ello que la agricultura orgánica es un sistema de gestión, de la producción, que fomenta y mejora la salud de los ecosistemas, lo que incluye los ciclos biológicos y la actividad biológica del suelo en general. Se basa en la minimización del uso de insumos externos y representa un intento deliberado de hacer un mejor uso de los recursos naturales locales (Anuario Estadístico de la FAO, 2014).

METODOLOGÍA

El presente trabajo se realizó con el objetivo de seleccionar especies micorrízicas locales para la elaboración de bio-fertilizantes. El mismo fue desarrollado en el laboratorio de microbiología perteneciente a la Facultad de Agronomía y Veterinaria de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Se utilizaron suelos de dos ecosistemas de San Luis Potosí (tropical húmedo y semiárido) para la identificación de especies HMA. Fue empleada la técnica de lavado y decantado húmedo (Gerdemann y Nicholson, 1963) para la extracción de esporas y en la identificación por morfotipo, se empleó la técnica de montaje de esporas de HMA (Morton.1988).

La técnica tamizado húmedo realizado por Gerdemann y Nicholson para la cuantificación y decantación de esporas de Micorrizas Vesiculo Arbusculares (MVA), se pesó 50 gramos de suelo en un vaso precipitado de 1L y se adicionó agua y se deshizo los terrones de tierra para evitar que las esporas quedaran atrapadas en el interior de ellos. En esta operación se vierte la muestra en dos tamices de 500 a 37 µm de apertura aprox. (uno encima del otro). Se aplica agua a presión y se deja se resuspenden las partículas. Se decanta el líquido y se repite la misma operación por siete veces y se continúa pasando la muestra por los tamices, se lava la tierra hasta que esta llegue a quedar casi nula y el agua se torne transparente. El material colectado en el tamiz de 40 µm es colocado en los tubos de falcón de 50 ml en proporción de ¼ de suelo, 15ml de solución extractora (sacarosa y tween 20) y 10ml de agua. Los tubos deben estar equilibrados en pares para someterse posteriormente a la centrifugación a 2000rpm durante 5 minutos, con el fin de separar la materia orgánica y que las espo-ras quedan suspendidas en la solución extractora.

Se decantó el sobrenadante de sacarosa en los tamices de 210, 105 y 37 µm procurando no vaciar las partículas de suelo. Se lava la muestra para quitar los excesos de sacarosa y residuos de Tween 20 y así dejar limpias las esporas de la solu-ción; estas son colocadas en frascos de plástico para su observación y contabilización en el microscopio estereoscopio. Para el método de montaje las esporas son extraídas por la misma metodología de tamizado húmedo y decantación en gradiente de sacarosa. Las muestras fueron colocadas en frascos de plástico con agua destilada para su examinación en la luz reflejante bajo el microscopio de disección. En este punto es necesario separar los tipos de morfotipos por color de esporas, contenido de esporas, forma, tamaño, etc.





Se colocaron entre 10-25 esporas en la parte central y se cubren con una gota de PVLG. Otra cantidad igual es colocada al posterior del portaobjeto, la cual es cubierta con una gota de PVLG + MELZER. Es necesario dispersar las esporas con ayuda de una aguja de dispersión.

Se espera de 3 a 5 minutos para que el medio se torne un poco más viscoso y se posiciona un cubreobjetos limpio en un ángulo de 45° sobre el área de montaje y se baja lentamente logrando que las esporas se dispersen en la parte central del cubreobjetos. Las esporas son aplastadas aplicando una ligera presión en el portaobjetos con el extremo de una aguja y reducir las burbujas de aire. Se muestran en un microscopio compuesto para observar todas las estructuras importantes para el diagnóstico y se acomoda claramente para ver las estructuras en el cual se tomó fotografías de cada una de ellas. Las esporas fueron analizadas a diferentes aumentos del microscopio iniciando del menor al mayor de 5,10,40X, para luego ser etiquetadas con los diferentes tamaños de esporas del suelo analizado y posteriormente se tomó fotografías de las diferentes especies recolectadas para tenerlas de referencias.


Se observaron diferentes morfotipos en los ecosistemas semiáridos y tropicales, siendo mayor la diversidad de esporas acaulosporides en los suelos tropicales y glomoides en los suelos semiáridos como se puede apreciar en la figura 1 y 2.

Algunas de las especies identificadas en este proyecto fueron:

Acaulospora morrowiae

Acaulospora laevis

Funneliformis constrictum

Funneliformis mosseae

Claroideoglomus etunicatum

Sclerocystis rubiformis

Del conteo de esporas, los resultados se encuentran en la figuras 3 y 4 y fueron graficadas las medias con sus respectivos errores estándar de cada uno de los suelos analizados en cada ecosistema. En las muestras analizadas se encontró un mayor número de esporas en los suelos tropicales. Se observó que las 3 muestras del suelo tropical obtuvieron un mayor número de esporas, mientras que en las 3 muestras de los suelos semiáridos obtuvieron menor número de esporas.

Aunque no se documentó los resultados de algunas actividades realizadas en la estancia por falta de tiempo, se tuvieron actividades de aprendizaje en laboratorio como:

• Tinción de raíces para evaluar colonización

• Elaboración de cultivos trampa para la propagación de esporas

• Inoculación en semillas

• Elaboración de cultivos monospóricos

Figura 1. Esporas de HMA de suelo Tropical Figura 2. Esporas de HMA de suelo Semiárido

Figura 3. Densidad de esporas en ecosistema se-miárido

Figura 4. Densidad de esporas en ecosistema tro-pical

CONCLUSIONES

Las micorrizas arbusculares se constituyen en una alternativa ecológica y agronómicamente factible para diversos sis-temas de producción agrícola, por lo que destacan una mayor aportación de minerales, mayor resistencia de patógenos, mejor desarrollo radicular entre otros.

Las micorrizas arbusculares son un importante factor biológico dentro de la estructura y funcionamiento de los suelos e inciden sobre el comportamiento ecológico, productividad y composición de comunidades vegetales naturales, así como de cultivos agrícolas y plantaciones forestales. Los hongos formadores de micorrizas arbusculares deben ser considera-dos, entonces, como parte de la diversidad biológica de los suelos y deben ser incluidos tanto en los inventarios como en los análisis de la biodiversidad a nivel de ecosistemas y agroecosistemas.

En las dos muestras estudiadas de suelos de diferentes regiones de san Luis potosí se encontraron colonizaciones muy altas y bajas en los diferentes suelos de quien predomina en alto nivel de espora, sin embargo, la riqueza de morfotipos fue baja en el suelo semiárido ya que su colonización donde se encuentra es de muy poca vegetación.





Los HMA son encontrados en todo tipo de suelos y pueden colonizar en cualquier planta que establezca simbiosis con ellos, sin embargo, las condiciones físico-químicas del suelo generan una respuesta hacia a las plantas determinadas con estas esporas de los diferentes suelos extraídos dándole una mayor productividad en su crecimiento, frutos, entre otros.

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GENOTIPADO DE PLANTAS DE MAÍZ DEL PANEL DE DIVERSIDADPonce Hernández, A.1; Rellan Álvarez, R.2

1Universidad Autónoma de San Luis Potosí Campus Huasteca, Licenciatura de Bioquímica; Romualdo del Campo No. 501, Fracc. Rafael Curiel, C.P: 79060, Ciudad Valles, S.L.P., [email protected]; 2Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad, Cinvestav, Laboratório de Nutrición Mineral de Plantas; Km. 9.6 Libramiento Norte,

Carretera Irapuato-León, C.P: 36821, Irapuato, Gto., [email protected]

RESUMENEs aceptado que el maíz (zea mays) se domesticó en México hace cerca de 10,000 años a partir del teocintle y se difundió a través de las Américas. Esto produjo que se desarrollara una gran variedad de tipos de maiz, como son variedades de tierras altas y bajas. Previos estudios han demostrado que plantas de maíz de tierras altas tienen una alta concentración de lisofosfolípidos en membrana que les permite resistir ante condiciones de clima frio. Estos lisofosfolípidos son producidos por una lipasa, la cual se sugiere que es codificada por un gen localizado en el fragmento 5 del cromosoma 3 del maíz. Por ello se realizaron pruebas moleculares para extraer DNA y amplificar el fragmento 5 y 6.

ABSTRACTIt is accepted that maize was domesticated in Mexico about 10,000 years ago from the teosinte and spread throughout the Americas. This resulted in the development of a wide variety of maize types, such as high and low land varieties. Previous studies have shown that Highland maize plants have a high concentration of lisofosfolipidos in membrane that allows them to withstand cold weather conditions. These lisofosfolipidos are produced by a lipase, which is supposed to be encoded by a gene located in fragment 5 of the maize chromosome 3. Therefore molecular tests were carried out to extract DNA and amplify fragment 5 and 6.

Palabras clave: zea mays, lisofosfolípidos, lipasa, gen, fragmento.

INTRODUCCIÓNEl maíz (zea mays) es un cultivo de gran importancia para los pueblos de Latinoamérica y en especial para México. Existen diversas teorías acerca de del origen del maíz, en la actualidad se han aportado elementos que han permitido que la comunidad científica internacional tenga la aceptación de que el teocintle es el ancestro del maíz (Bedoya, 2010). Hasta la fecha es aceptado que el maíz se domesticó en México hace cerca de 10,000 años a partir de la especie de teocintle (Zea mays ssp. parviglumis) y se difundió a través de las Américas (Doebley, 2004).

El maíz se cultiva desde las costas del continente Americano hasta las tierras altas de alrededor de 4,000 msnm en los Andes; se siembra en regiones secas con una precipitación media inferior a 400 mm y en regiones con precipitación superior a 4,000 mm. Existe una gran variedad de tipos de maíz: variedades en la altura, con distintos grados de tolerancia a la sequía, al calor o a las heladas, con adaptación a las diferentes texturas de suelo, altitud, latitud (Sánchez, 2011). La lesión por congelación es un factor muy importante que limita el crecimiento y producción de especies vegetales. En Arabidopsis se han descrito cambios en la composición lipídica de las membranas externas e internas que permiten la tolerancia a la congelación de plantas. Además Cano et al., 2014 demostraron que en zea mays las deshidrinas, proteínas presentes en tejidos vegetativos, se unen in vitro a vesículas lipídicas, lo cual produce que dichas proteínas sufran cambios conformacionales relacionados con la estabilización de vesículas bajo condiciones de estrés.

Previos estudios sugieren que una lipasa es quien confiere la capacidad al maíz de tolerar condiciones de baja temperatura, esta lipasa es una enzima encargada de eliminar un ácido graso de la estructura del fosfolípido, dejándolo como lisofosfolípido. Al realizar un análisis entre los maíces de tierra alta y tierra

bajas se observó una variación en la concentración de fosfolípidos y lisofosfolipidos, se encontó que existe una mayor concentración de lisofosfolípidos que fosfolípidos en plantas de maíz de tierras altas. En este proyecto se tienen un gen candidato que se cree, puede codificar para la lipasa, este gen candidato se encuentra en el fragmento 5 del cromosoma 3 del maíz. Por ello este proyecto tiene como objetivo realizar técnicas moleculares de extracción y amplificación de DNA. El producto de la amplificación PCR se utilizará finalmente para realizar una secuenciación y de esta manera verificar si es o no el gen candidato.

METODOLOGIAMaterial vegetalDentro de un tubo Eppendorf de 2 ml se recolectaron muestras circulares de hoja de maíz empleando un <sacabocado>, las cuales fueron muestreadas del panel de diversidad. Las muestras vegetales se colocaron dentro de un termo con nitrógeno líquido para mantenerlas a una baja temperatura. Dentro de los tubos eppendorf que contenían las muestras se colocó un balín y posteriormente se sometieron a trituración en el tissue Lyser durante 30 segundos a una frecuencia de 30 Hertz.

Extracción de ADN vegetalEl tejido triturado se homogeneizo con 300 µl de solución buffer UEB1, se llevó al vortex y enseguida se calentó a 68°C durante 8 minutos. Posteriormente se llevó a centrifugar a 14000 rpm durante 7 min. Después se transfirieron 200 µl del supernadante en un nuevo tubo de 1.5 ml y se agregaron 200 µl de isopropanol, se mezcló por inmersión. El nuevo tubo que contenía isopropanol se centrifugó a 14000 rpm durante 7 min y se decantó el sobrenadante, enseguida se agregaron 200 µl de EtOH 70% y se volvió a centrifugar a 14000 rpm durante 7 min, el EtOH se removió y se dejó secar al tubo durante 5 min. Finalmente el tubo previamente secado con DNA se resuspendió en 50 µl de H2O MiliQ.

PCR reacción de cadena polimerasa. Para la amplificación se usó 1 µl de DNA por reacción PCR, los primers usados fueron 5-forward y 6-reverse, de esta manera se amplificarían los fragmentos 5 y 6. Las enzimas empleadas fueron la Kapa Polimerasa y PFU polimerasa. En la siguiente tabla se muestran a detalles los componentes y volúmenes usados para una reacción de PCR.

Tabla. 1. Componentes y volúmenes usados para una reacción PCR.Componentes X1 reacciónBuffer A 2 µldNTP’s 0.4 µlPrimer 5-Fw 0.8 µlPrimer 6-Rv 0.8 µlDMSO 0.8 µlBetaína 2 µlKapa polimerasa/ PFUpolimerasa

0.2 µl

DNA 1 µlH2O 12 µltotal 20 µl

Estos componentes fueron puestos dentro de un tubo para PCR y posteriormente puestos dentro del termociclador. Las condiciones usadas para llevar a cabo las fases del método PCR para ambas DNA polimerasa se detallan en la tabla 2.

Tabla. 2. Condiciones para PCR.Temperatura Fase94°C Desnaturalización 60°C Alineamiento





72°C Elongación

Estas reacciones se repitieron periódicamente por 35 ciclos.

ElectroforesisSe preparó el gel de agarosa usando 0.35 gr de agarosa y 35 ml de buffer MOPS 1X, se homogeneizo en un microondas y finalmente se dejó solidificar dentro de la cámara para electroforesis, se colocaron peines para formar los pocillos dentro del gel. El producto de PCR se colocó dentro de los pocillos del gel y se dejó migrar de un polo a otro a 100 Volts durante 30 minutos.

Para verificar los resultados en el gel se empleó un fotodocuemtador de rayos ultravioleta.RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Mediante los métodos antes descritos fue posible realizar la extracción y amplificación de DNA de tejido de hoja de maíz. Para el análisis de la amplificación se verificaron los resultados obtenidos en los geles de agarosa, donde el resultado teórico esperado del fragmento 5 y 6 juntos era de 1508 pares de bases.

Figura 1. Muestras amplificadas empleando la Kapa polimerasa.

Figura 2. Muestras amplificadas empleando la PFU polimerasa.

Kapa polimerasa resultó ser más eficaz en la amplificación por PCR, debido a que en 20 de 22 muestras los fragmentos 5 y 6 fueron amplificados, en la figura 1 se puede observar que efectivamente los fragmentos 5 y 6 se encuentran en la banda de 1500 pares de bases del marcador molecular. Al usar PFU polimerasa solo en 4 de 10 muestras los fragmentos 5 y 6 se pudieron amplificar, aunque cabe resaltar que los fragmentos amplificados corresponde a la banda de 1500 pares de bases, lo cual demuestra que efectiva mente amplifico los fragmentos 5 y 6 (figura 2). Existe la posibilidad de que en el proceso de la elaboración de la mezcla para la reacción PCR se haya presentado errores en los volúmenes o en la adición de los componentes.

En este proyecto se logró amplificar los fragmentos 5 y 6 empleando los primer 5-Fw, 6-Rv y la Kapa polimerasa, que fue la que amplificó mayor cantidad de muestras de DNA.

CONCLUSIONESEl producto obtenido de las PCR realizadas tendrán uso posterior en la secuenciación, en la cual se usarán los primers 5-Forwar Y 5-Reverse para obtener únicamente el producto del fragmentos 5, el cual es de gran interés, debido a que es el gen candidato que se sugiere puede codificar para una lipasa la cual da resistencia al maíz ante el estrés de temperaturas bajas

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3000 PB

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3000 PB

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APLICACIÓN DE MIEL PARA DISMINUIR LA SEVERIDAD DEL ALFALFA MOSAIC ALFAMOVIRUS (VIRUS MOSAICO DEL ALFALFA, AMV) EN CHILE HABANERO

Reyes Pérez, J1.; Marín Sánchez, J2.; García Barrón G3.1Unidad Académica Villa Tamulté de las Sabanas, Universidad Intercultural del Estado de Tabasco, Gregorio Méndez

6, Centro, 86870 Tacotalpa, Tabasco, MÉXICO; [email protected]; correo.electró[email protected]; 2Facultad de Agronomía y Veterinaria, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Km. 14.5 Carretera San Luis Potosí-Matehuala, C.P. 78430, San Luis Potosí, San Luis Potosí, México, [email protected]; 3Unidad Académica

Multidisciplinaria Zona Huasteca, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Romualdo del campo 501, Rafael Curiel, C.P. 79060, ciudad valles, san Luis Potosí, México, [email protected]

RESUMENLa investigación se desarrolló en el laboratorio de Parasitología e invernaderos de la Facultad de Agronomía y Veterinaria de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, ubicada en el Ejido de la Palma de la Cruz, Municipio de Soledad de Graciano Sánchez. El objetivo del trabajo fue reducir la severidad de daño causado por el virus mosaico de la alfalfa en chile habanero con aspersiones de miel de abeja al 2, 4, 6 y 8%. Los resultados indican que asperjar miel de abeja al 2% tres veces por semana reduce significativamente la carga viral en el cultivo de chile habanero.

ABSTRACTThe research was conducted in the laboratory of Parasitology and greenhouses of the Faculty of Agronomy and Veterinary of the Autonomous University of San Luis Potosi, located in the Ejido of the Palma of the Cruz, municipality of Soledad of Graciano Sánchez. The aim of this work is the management of viruses in cultivated habanero in greenhouses and hydroponics system. The results indicate that sprinkling honey at 2% three times a week significantly reduces the viral side in the culture of chile habanero.

Palabras clave: AMV, Capsicum, miel

INTRODUCCIÓNDentro de los países productores de chile a nivel mundial, México ocupa el tercer lugar con una producción de 2, 258,562.44 t y un valor de la producción de más de 12 mil millones de pesos (SIAP-SAGARPA, 2007). Esta hortaliza es una de las más importantes por su amplio consumo, alta rentabilidad y gran demanda de mano de obra. Sin embargo, las enfermedades ocasionadas por virus son causa de pérdidas en la producción de chile por la capacidad de infección que tienen estos organismos (Pérez, 2004).

El Virus mosaico del Alfalfa (AMV) viene de la familia de los Bromoviridae; del Género: Alfamovirus; son partículas baciliformes de distintas longitudes, la mayor de aproximadamente 60 nm máximo, con tres moléculas de ARN monocatenario de sentido positivo de 3,25; 2,25; y 1,95 kb correspondientes a ARN 1, ARN 2 y ARN 3 respectivamente. Existe un ARN 4 de 0,88 kb. Los viriones contienen un 16% de ácido nucleico. Cuerpos de inclusión amorfos, granulares, pueden verse en el citoplasma y vacuolas de las células de plantas de tabaco infectadas por este virus. Causa enanismo y malformaciones con moteado y mosaico en alfalfa. En especies hortícolas causa mosaico y necrosis foliares. Manchas necróticas en hojas confluyendo hasta formar placas. Se transmite por inoculación mecánica, semilla, polen y pulgones de forma no persistente (Díaz Ruiz & Moreno, 1972). La transmisión del AMV por semilla está asociada a la infección del embrión. El virus presente en la testa y en el endospermo puede inactivarse durante el proceso de maduración, almacenamiento y deshidratación de la semilla, de ahí que la transmisión por este medio está determinada por la invasión directa o indirecta del embrión y por la sobrevivencia del virus durante la formación de la semilla, almacenamiento y germinación. (Hemmati & McLean, 1977). Las enfermedades causadas por virus fitopatógenos tienen un impacto importante en la productividad del chile habanero, ya que causan una reducción de hasta un 80% debido a que estos “organismos” tienen la habilidad de infectar a la planta local y sistemáticamente; en esta última, el virus entra a la célula, se aplica y luego se mueve hacia el floema hasta colonizar toda la planta. El AMV se produce en todo el mundo y afecta una amplia gama de cultivos y malezas; es causa de importantes pérdidas en los cultivos de chile en países como Bulgaria, Hungría, Yugoslavia y México. La infección se produce cada año en el oeste de Estados Unidos, pero la

enfermedad no suele ser económicamente importante, salvo en los chiles cultivados en los campos de alfalfa. El AMV puede causar pérdidas en el rendimiento de hasta un 65% (Creamer, 2003). Esta investigación se realizó con el objetivo de reducir la severidad del virus AMV en el cultivo de chile habanero a través de la aspersión de miel de abeja en varias concentraciones.

METODOLOGÍAUbicación del Experimento La investigación se desarrolló en el laboratorio de Parasitología e invernaderos de la Facultad de Agronomía de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, ubicada en el Ejido de la Palma de la Cruz, Municipio de Soledad de Graciano Sánchez, S.L.P., en el Km. 14.5 de la carretera San Luis Potosí – Matehuala a 100°56’ de longitud oeste y 22º11’ de latitud norte, con una altura de 1,850 metros sobre el nivel del mar.

Material vegetal utilizado Se trasplantaron 15 plantas de chile habanero de la variedad Criolla; (proporcionado por el asesor), en bolsas de polietileno de 3 litros de capacidad con tezontle como sustrato y utilizó fertilizantes solubles para hidroponia, aplicándoles 3 veces por semana (lunes, miércoles y viernes).

Inoculación de virus en plantasTranscurrido tres semanas del trasplante se le realizó la inoculación mecánica de virus en plantas de chile para asegurar que todas estuvieran enfermas con AMV.

Método para la inoculación de virus en plantasPara la inoculación, se sustrajo plantas con el virus AMV, se les corto las hojas con síntomas (amarillamiento y deformación) para macerarse en un mortero esterilizado. La sabia así extraída con el virus AMV se transfirió a las plantas de los tres bloques, espolvoreando primero carburo de silicio en dos hojas de cada planta y frotando la savia sobre ésta con hisopos de algodón.

TratamientosEn este estudio se aplicó miel de abeja (Miel carlota®) en concentraciones de 2, 4, 6 y 8% respectivamente, además de un testigo (sin aplicación); asperjadas vía foliar con mochila aspersora tres veces por semana.

El ingrediente activo del producto comercial utilizado en esta experimentación fue miel de abeja natural que contiene en una porción de 20 grs: energía (kcal): 60 cal, proteínas 0 g, grasa total 0 g, grasa saturada 0 g, carbohidratos 16 g, fibra dietética 0 g, azucares totales 16 g y sodio 0 mg. El contenido mineral de la miel es altamente variable, de 0.02 a 1.0%, siendo el potasio cerca de la tercera parte de dicho contenido; la cantidad de potasio excede 10 veces a la de sodio, calcio y magnesio. Los minerales menos abundantes en la miel son hierro, manganeso, cobre, cloro, fósforo, azufre, sílice y níquel.

Diseño ExperimentalSe utilizó el diseño bloques completos al azar con tres repeticiones, para un total de 4 tratamientos y un testigo. Cada tratamiento con 5 plantas por unidad experimental y tres repeticiones, para un total de 15 por cada tratamiento.

Análisis EstadísticoCon los datos obtenidos se realizaron un análisis de varianza y posterior comparación de medias mediante Tukey (α = 0.05) con el paquete estadístico SAS, Versión 2004 (Statistical Analysis System).

Pruebas sanitariasUna vez agregado la última dosis de miel, se tomaron hojas de plantas de cada tratamiento y realizar las pruebas de detección de virus y determinar la carga viral del AMV en laboratorio con la técnica serológica DAS-ELISA acorde a los protocolos de Agdia® determinados para el patógeno referido. DAS-ELISA es una prueba serológica basada en la





utilización de las propiedades inmunológicas de los anticuerpos y en la amplificación de la reacción por una enzima ligada a ellos. Muchas variantes fueron posibles, pero hasta el momento el método directo de “Double Antibody Sandwich” (DAS-ELISA) es el preferido (Lizarraga & Fernández-Northcote, 1989).

Detección de virus mediante la técnica DAS-ELISAEntre las técnicas más utilizadas, confiables y con alta sensibilidad para la identificación de virus es la prueba de ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay), por sus siglas en inglés, ha sido una de las más utilizadas en detección de virus en plantas (Cruz, 1997). La cual se utilizó para determinar la absorbancia en este trabajo.

RESULTADOS Y DISCUSIÓNLos resultados obtenidos con las aplicaciones de con miel concuerdan con los publicados por Ramírez et al. (2006), quienes encontraron diferencias significativas una diferencia estadística de acuerdo a las lecturas de absorbancia obtenidas al determinar una disminución en la concentración viral en tejido vegetal después de realizar aplicaciones de miel la absorbancia el tejido aplicado con miel disminuyendo las concentración de virus fitopatógenos (Cuadro 1, Figura 1) en tejido vegetal.

Cuadro 1. Comparación de medias relativas a la carga viral del Alfalfa mosaic alfamovirus (AMV) en plantas chile habanero posterior al tratamiento con miel como agente antiviral.

Tratamiento Carga viral del virus mosaico del alfalfa(absorbancia)

Testigo 0. 3853 a

Miel al 4% 0.1800 b

Miel al 6% 0.1756 c

Miel al 8% 0.1746 c

Miel al 2% DMS

0. 1660 d0.0027

Medias con la misma letra en sentido vertical son iguales estadísticamente (Tukey, α= 0.05): DMS = Diferencia mínima significativa.

00.05

0.10.15

0.20.25

0.30.35

0.40.45

Tratamientos

T4 (8%)

T3 (6%)

T2 (4%)

T1 (2%)

Testigo

Figura 1. Absorbancia de la carga viral del AMV en el cultivode chile habanero establecido en invernadero e hidroponía.

Plantas de chile habanero que no recibieron ningún tratamiento (testigo) manifestaron síntomas de virosis como amarillamiento, achaparramiento y disminución en la producción de flores y frutos, comparadas con aquellas que fueron asperjadas con miel de abeja (Figura 2).

Figura 2. Amarillamiento en planta de chile habanero infectada con el virus

mosaico del alfalfa (izquierda) y planta tratada con aspersiones de miel al 2% (derecha)

CONCLUSIONESSe determinó que el mejor tratamiento para reducir la carga viral (severidad) del Alfalfa mosaic alfamovirus (virus mosaico del alfalfa, AMV) en el cultivo de chile habanero fue asperjar miel de abeja al 2% cada tercer día.

BIBLIOGRAFIAAceves N., L. A. (2008). Estudio para determinar zonas de altapotencialidad del cultivo del chile habanero (Capsicum

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Ramírez flores J. Ochoa Martínez D. L., Rodríguez Mendoza, M. N.y Mora Aguilera G. 2006. Efecto de ácido acetil





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INOCULACIÓN DE SEMILLAS DE CALABAZA CON HONGOS ENTOMOPATOGENOS

Salazar Cerrillo, J.A.1; Villegas Rodríguez, F.2

1 Instituto Tecnológico Superior de Irapuato (ITESI), Ingeniería bioquímica; Carretera Irapuato-Silao Km. 12.5, C.P:36821 Irapuato, Guanajuato, MEXICO; [email protected]; 2 Facultad de Agronomía y Veterinaria de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Km. 14.5 carretera san Luis- Matehuala. C.P. 78321, Soledad de Graciano

Sánchez, S.L.P., MEXICO; [email protected]

RESUMEN

En el presente trabajo se inocularon semillas de calabaza con diferentes cepas de hongos entomopatóge-nos de las especies Beauveria bassiana (Bb09 y Bb42) y Metarhizium anisopliae (Ma28 y Ma25) para de-terminar si las plantas presentan algún efecto en el crecimiento al momento de la germinación y desarrollo de la plántula al ser inoculadas con dichos hongos. De estas cepas de hongos, dos fueron comerciales y dos fueron aisladas en el estado de Guanajuato. La germinación se realizó por 2 métodos diferentes; el prime-ro consistió en la inoculación directa de la semilla con solución de esporas 1x108UFC mL-1, solo en agar bac-teriológico y el otro fue la inoculación directa de las semillas en sustrato comercial para plantas. Se observó que la presencia de hongos no inhibe el crecimiento de las plántulas, al contrario se observó una tasa de germinación mayor en agar bacteriológico, al igual que un crecimiento notable de la plántula en el sustrato comercial. En el ensayo con agar bacteriológico el hongo permaneció en la planta durante su germinación y crecimiento.

ABSTRACT

In the present work pumpkin seeds were inoculated with different of entomopathogenic fungi strains of Beauveria bassiana (Bb09 and Bb42) and Metarhizium anisopliae (Ma28 and Ma25) species, to determine whether fungi with plants have any effect on growth at the time of germination and development. Of these fungal strains, two were commercial and two were isolated in the state of Guanajuato. Germination was performed by 2 different methods; the first consisted in the direct inoculation of the seed with spore solution, only in bacteriological agar and the other was the direct inoculation of the seeds in commercial substrate for plants. It was observed that the presence of fungi does not inhibit the growth of the seedlings, on the contrary a higher germination rate was observed in bacteriolo-gical agar, as well as a remarkable seedling growth in the commercial substrate, in the test with bacteriological agar the fungus remained in the plant during germination and growth.

Palabras Clave: Hongos entomopatógenos, semillas, hongos endófitos, germinacion.

INTRODUCCIÓN

Los hongos entomopatógenos tienen la capacidad de sintetizar dextruxinas, demetildextruxina y protodex-truxina, las cuales son sustancias de baja toxicidad, pero de mucha actividad tóxica sobre ácaros y nemato-dos (Monzón, 2001) y que son utilizadas en el ciclo de las relaciones patógeno-hospedero.

El establecimiento endofítico de hongos entomopatógenos en cultivos de interés, ofrece un campo





amplio y prometedor para comprender las relaciones entre plantas y hongos y los mecanismos de defensa que estos últimos pueden inducir en las plantas (Bonilla, 2012). Ocasionalmente, la mortalidad alcanza niveles elevados y provocando una notable disminución en las poblaciones de las plagas. Sin embargo, en ocasiones puede ser necesario incrementar su incidencia en forma artificial mediante la inoculación de los hongos entomopatógenos para aumentar su efecto insecticida. Por lo tanto, dentro del control biológico se plantea como una alternativa la introducción inoculativa o inundativa de éstos hongos (Vega, 2008).

Los hongos endófitos también pueden inducir mecanismos de resistencia en plantas como la producción de micotoxinas, siendo ésta independiente a los daños causados por los herbívoros (Bultman et. al, 2004). Entre los beneficios más estudiados de los hongos endófitos se encuentra la capacidad que inducen en el hospedero de mitigar el efecto de otros hongos causales de enfermedad, mediante la producción de meta-bolitos secundarios como los alcaloides, como es el caso de Dechslera sp. en el pasto Brachiaria (Kelemu et. al, 2001).

MARCO TEORICO

Hongo: Organismo eucarionte que pertenece al reino fungi; quimioheterótrofo [Tortora, 2007].

Hongo entomopatógeno: Grupo de microorganismos que tienen la particularidad de parasitar a diferentes grupos de insectos y otros artrópodos, como las arañas y los ácaros (Boucias y Pendland, 1998).

Hongo endófito: Organismos que viven en asociación con plantas en la mayor parte o en todo su ciclo de vida, y se encuentran en varios órganos de éstas (colonización sistémica interna). Viven en los espacios ex-tra y, algunas veces, intracelulares de hojas, tallos, flores y hasta frutos, absorbiendo nutrientes de la planta (Salgado-Salazar & Cepero de García, 2005).

MÉTODOS Y MATERIALES

La práctica experimental fue realizada en el laboratorio de fitopatología de la Facultad de Agronomía y Ve-terinaria de la UASLP, los hongos se obtuvieron de cultivos puros que se resembraron en agar ADS durante dos semanas. Se observó el crecimiento de esporas en la superficie de las cajas Petri, en Metarhizium ani-sopliae se observó una capa arenosa superficial de color verde militar y en Beauveria bassiana se observó una capa algodonosa de color blanco.

A estas cepas se les agrego una solución INEX-A® comercial al 1% estéril para liberar las esporas y poder de-positarlas en vasos de precipitado estériles para usarlos como muestras madres, de estas muestras madres se tomaron 10µL para hacer un conteo en cámara de Neubauer y así determinar la concentración de cada muestra. Para la inoculación de las semillas se ajustó la concentración de las soluciones madre a 1x108UFC mL-1.

Antes de inocular las semillas se sometieron a un proceso de desinfección que consistió en enjuagar las semillas 3 minutos en hipoclorito de sodio comercial al 10%, seguido de 3 minutos en etanol al 70% y por último en agua destilada estéril.

Se prepararon 25 frascos de Gerber® estériles con 25 ml agar bacteriológico para depositar en ellos las se-

millas de calabaza. A cada frasco se le colocaron 5 semillas distribuidas en la superficie del agar a las cuales con una micropipeta se les colocaron en la superficie de la semilla 20 µL de las soluciones de esporas al 1x108UFC ml-1. De tal forma que quedaron 25 semillas distribuidas en 5 frascos para cada tratamiento y 5 frascos controles con 5 semillas cada uno a las cuales se les inoculo solución INEX-A® al 1%.

Los frascos se sellaron y se colocaron en una cámara climática a 25°C y 69% de humedad relativa y se moni-torio el crecimiento de las semillas cada 24 horas.

Después de 15 días se retiraron las plántulas del agar y fueron separadas en raíz y parte foliar (tallo y hojas) para pesarlas en fresco, cada parte fue desecada en horno seco a 50°C durante 24 horas para posterior-mente volverlas a pesar.

Las plántulas crecidas en agar bacteriológico fueron desinfectadas con hipoclorito de sodio comercial al 10% para resembrarse aleatoriamente por cada tratamiento en medio ADS y observar el crecimiento de hongos sobre las partes de la planta.

Para la inoculación en sustrato comercial, las semillas se prepararon de la misma manera que para el ensa-yo en agar bacteriológico. El sustrato se humedeció para colocarlo en 10 vasos térmicos por tratamiento y control, donde se colocaron las semillas y se inocularon con micro pipeta con 200 µL de las soluciones de esporas al 1x108UFC mL-1 directamente en la superficie de la semilla que se encuentra en el sustrato. Para esta prueba se observó el crecimiento de la plántula. Después de 23 días de la inoculación de la semilla, a la planta se le quito el vaso térmico junto con el sustrato y se separó en raíz y parte foliar y se pesó en fresco. A cada parte se le desecó en el horno y se determinó el peso seco de las plántulas.

RESULTADOS

En la Figura 1 se observa la germinación de las semillas de calabaza en agar bacteriológico, en el eje de entrada se muestra el tiempo transcurrido en días y en el eje de respuesta se ven las semillas germinadas. Como se observa todos los tratamientos de hongos dieron una tendencia de germinación mayor a los con-troles que solo se inocularon con solución INEX estéril 1% lo que nos indica que los hongos son un factor que afecta el tiempo de germinación de las semillas en un medio inerte. Especialmente con la de Beauveria bassiana (Bb42) que desde el tercer día tuvo una tasa de germinación superior a los otros tratamientos, seguido del tratamiento con (Ma25) debido a que el control se quedó debajo de todos los tratamiento, el tratamiento con hongos fue factor para la germinación de las semillas.

Figura 1. Germinación de semillas de calabaza tratadas con diferentes cepas de hongos entomopatógenos

En la Figura 2 se observa la gráfica que representa el peso promedio de las partes de la semilla que se ger-





mino en agar bacteriológico, donde el peso de las plantas inoculadas superó el peso de los controles menos en la raíz de la muestras Ma28 1 donde el peso obtenido fue menor que los controles.

En la Figura 3 se observa la gráfica que representa el peso promedio seco de las partes de la semilla que se germinó en agar bacteriológico, el peso de las raíces de todos los tratamientos fueron mayores a los de los controles, el peso de la parte foliar se observaron algunos casos en donde el peso seco fue menor Ma28 2, Ma25 1 y Bb09 1.

Figura 2. Peso fresco de raíz y parte foliar promedio por semilla inoculada de cada tratamiento en agar

bacteriológico.

Figura 3. Peso seco de raíz y parte foliar promedio por semilla inoculada de cada tratamiento en agar

bacteriológico.

En la figura 4 se observa el crecimiento de los hongos a partir de las plántulas crecidas en agar bacterioló-gico que fueron germinadas, se observó que en todas hubo presencia del hongo, esto quiere decir que el hongo estuvo presente durante el crecimiento de la plántula de calabaza. Se observó que la cepa Ma28 fue la que tuvo un mayor crecimiento de hongos en ADS seguido de Bb42, en ambos el hongo creció a partir de todas las partes de la plántula.

Figura 4. Crecimiento de hongos entomopatogénos a partir de plántulas germinadas en agar bacteriológico inoculadas

En la Figura 5 se observa la tasa de germinación de las semillas de calabaza en sustrato comercial, en el eje de entrada se muestra el tiempo transcurrido en días y en el eje de respuesta se observan las semillas a las que se les evaluó el crecimiento. Todos los tratamientos de hongos dieron una tendencia de germinación mayor a los controles que solo se inocularon con solución INEX estéril 1% lo que nos indica que los hongos son un factor que afecta el tiempo de germinación de las semillas en un sustrato enriquecido. Especialmen-te con la de Beauveria bassiana (Bb42) debido a que el control se quedó debajo de todos los tratamiento, el tratamiento con hongos fue factor para el crecimiento de las plántulas de calabaza. Y el resultado fue simi-lar al de las semillas inoculadas en agar bacteriológico.

Figura 5. Germinación de las semillas de calabaza tratadas con diferentes cepas de hongos entomopatógenos en sustrato comercial.

Figura 6. Comparación del crecimiento entre plántulas obtenidas a partir de semillas inoculadas con hongos entomopatógenos.

En la figura 6 se observa como crecieron las plantas a partir de las semillas inoculadas con hongos entomo-patogenos, se puede apreciar que todos los tratamientos ayudaron al crecimiento de las plántulas en espe-cial las tratadas con Metarhizium anisopliae (Ma28 y Ma25).

Figura 7. Peso fresco de raíz y parte foliar promedio por semilla inoculada de cada tratamiento en sustrato

comercial.

Figura 8. Peso seco de raíz y parte foliar promedio por semilla inoculada de cada tratamiento en sus-

trato comercial.

En la figura 7 se observa el peso freso de las plántulas crecidas en sustrato comercial donde se observó que los tratamiento con hongos con excepción de Bb42 incrementaron el desarrollo de las plántulas en cuanto a la parte foliar, y en las raíces solo el tratamiento con Bb09 presento crecimiento menor que el control. En la figura 8 se observa el peso seco donde los resultados fueron similares al peso fresco de las mismas plán-tulas. Esto nos quiere decir que la inoculación de Metarhizium anisopliae en semillas de calabaza afecta el crecimiento de las plántulas en sustrato comercial

CONCLUSIONES

La germinación y el crecimiento de semillas de calabaza no son afectados por la inoculación de hongos entomopatógenos, sino al contrario con el presente experimento se demostró que con la inoculación de Beauveria bassiana de la cepa Bb42 las semillas mostraron mejor tasa de germinación, y un mayor creci-miento como plantas con Metarhizium anisopliae, además de que el hongo se mantuvo en la planta duran-te su crecimiento.





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MECANISMO DE INCLINACIÓN DEL TALLO EN LA BIZNAGA BURRA (Echinocactus platyacanthus)

Sánchez Méndez, M. K1.; Escoto Rodríguez, M2.

1Universidad Intercultural del Estado de Tabasco, Oxolotán Tacotalpa km 1 s/n, Unidad Villa Vicente Guerrero. C.P. 86890 Tacotalpa., Mé[email protected]; 2Facultad de Agronomía y Veterinaria, Universidad Autónoma

de San Luis Potosí, Ejido Palma de la Cruz. C.P. 78321, San Luis Potosí, S.L.P., México. [email protected].

RESUMEN

Muchas especies de cactáceas de barril tienden a inclinar el ápice hacia donde hay mayor radiación. Hace mucho tiempo se propuso que un lado crece más que su lado opuesto, lo que ocasiona la inclinación. Hasta donde sabemos no se ha investigado con mayor detalle esta propuesta. Se muestrearon 10 individuos de Echinocactus platyacanthus con diferente grado de inclinación. Se comparó el lado largo con el lado corto de cada individuo. En cada lado se midió lo ancho de la costilla, distancia entre areolas, longitud de espinas, índice y densidad estomática. Se usó la prueba t pareada para el análisis de los datos. La densidad estomática fue menor mientras que la distancia entre areolas fue mayor en el lado largo en comparación con el corto. Un crecimiento celular mayor en el lado largo es consistente con menor densidad estomática y mayor distancia entre areolas en comparación con el lado corto.

ABSTRACT

Many species of barrel cacti tend to tilt the apex to where there is greater radiation. It has long been suggested that one sides grows more than its opposite side, which causes inclination. As far as we know, this proposal has not been investi-gated in more detail. Ten individuals of Echinocactus platyacanthus with different degrees of inclination were sampled. The long side was compared with the short side of each individual. The width of the rib, distance between areoles, length of spines, stomatal index and density were measured on each side. The paired t-test was used for data analysis. The sto-matal density was lower while the distance between areoles was greater on the long side compared to the short. Greater cell growth on the long side is consistent with lower stomatal density and greater distance between areoles compared with the short side.

Palabras Clave: Índice estomático, densidad estomática, inclinación, cactáceas.

INTRODUCCIÓN

Varios estudios han reportado que algunas cactáceas, principalmente las de barril, tienden a inclinar el ápice hacia áreas de mayor radiación lumínica. Esta inclinación se ha encontrado en diferentes géneros y especies de Estados Unidos (No-bel 1981; Ehleringer and House 1984), México (Zavala Hurtado et al 1998; Palomino, 2014; Herce et al 2014), Argentina (Mendez 2015) y Chile (Nobel 1981). En la mayoría de las investigaciones se estudia la implicación funcional de la incli-nación pero no el proceso de cómo se lleva a cabo esa inclinación. Hasta lo que conocemos, solamente hay dos estudios que mencionan algún mecanismo de la inclinación. Un estudio antiguo propone que el sol seca más las costillas en el lado expuesto y casi no crecen, mientras que las costillas del lado de la sombra crecen más (Macdougal and Spalding 1910). El otro estudio, más reciente, investigó el caso de la única cactácea columnar en que se ha encontrado la inclinación; ahí el doblez sucede por cambios en el desarrollo del cefalio, la zona donde se desarrollan las flores, lo cual restringe el crecimiento en un lado mientras que continua en el otro (Vázquez Sánchez et al 2007). En ambos casos se sugiere un crecimiento asimétrico causado por diferentes procesos. Hacen falta más estudios que detallen ese crecimiento asimétrico en los cactos de barril lo que ayudaría a entender el proceso de inclinación del tallo.





Una manera de estudiar el crecimiento asimétrico entre los dos lados de un cacto es medir las distancias entre puntos de referencia que se conserven en ambos lados del tallo. Uno de esos puntos de referencia es el tamaño y distancia entre areolas en las costillas del cacto. Vázquez Sánchez et al 2007 estudiaron esas distancias y encontraron diferencias entre ambos lados del cacto. En ese caso esas diferencias fueron causadas por el desarrollo del cefalio lateral. En los cactos de barril que muestran inclinación no existe un cefalio lateral, sin embargo, es importante estudiar la separación de las areolas a ambos lados del cacto como evidencia de crecimiento asimétrico.

La densidad estomática también podría funcionar como un indicador de crecimiento asimétrico. Carins Murphy et al, 2013 encontró que la densidad estomática es una respuesta plástica relacionada con el crecimiento de las hojas. Hojas con mayor crecimiento tuvieron una menor densidad estomática, lo cual indica crecimiento de células epidérmicas cuando no cambia el número de células epidérmicas ni el de estomas. Este tema no se ha estudiado en cactáceas.

El objetivo de este trabajo es comparar diferentes parámetros del lado largo con el lado corto de Echinocactus platyacan-thus un cacto barril en el que se ha encontrado inclinación del tallo en poblaciones naturales (Herce et al 2014).

METODOLOGÍA

El estudio se llevó a cabo en el estado de San Luis Potosí, México, en límite sur del Desierto Chihuahuense. Se muestrearon un total de 10 individuos inclinados de Echinocactus platyacanthus. Seis individuos se muestrearon en el Jardín Botánico de la Facultad de Agronomía y Vete-rinaria, en el ejido Palma de la Cruz. Los otros cuatro individuos se muestrearon en el jardín botánico del parque Tanga-manga I ubicado en la ciudad de San Luis Potosí. Se midió la inclinación del tallo de cada individuo con un clinómetro (Suunto). Se colocó una tabla recta sobre el ápice del individuo ajustándola para que representara la inclinación del ápice, por lo que los grados son en referencia a una superficie horizontal de 0°. A cada individuo se le ubicó su lado más largo y su lado más corto como se muestra en la Figura 1.

Figura 1. Individuo de Echinocactus platyacanthus en el que se muestra la inclinación del ápice. En la imagen se señala lo que se consideró como el lado largo y el lado corto.

En cada uno de los dos lados (largo y corto) se midió con un vernier digital el ancho de la costilla, la distancia entre areolas y la longitud de espinas. En cada lado se midieron 3 repeticiones y el promedio (medida aritmética) de ellas fue el utilizado en los análisis estadísticos. Las espinas medidas fueron las centrales más gruesas y duras ubicadas en la parte media.

En cada lado también se tomaron impresiones con esmalte de uñas para determinar el índice y densidad estomática. La técnica consistió en la aplicación de esmalte transparente para uñas en un área pequeña (alrededor de 1 cm2) en la super-ficie de cada lado; después de que el esmalte se secó por aproximadamente 30 s, la capa fue removida con cinta adhesiva transparente y montada en un portaobjetos. Se tomó una muestra por cada lado en la región de la parte central de las costillas. Las muestras se observaron en dos campos en un microscopio óptico con el objetivo 40X, y con un contador manual se registró tanto el número de estomas como el número de células epidérmicas. También se utilizó un microscopio con cámara fotográfica (marca: Zeiss) y con el objetivo 10X se capturó una parte al azar (Figura 2). El conteo se realizó en una computadora en la imagen proyectada con un programa de cómputo de visualización de fotos. En ambos microsco-pios se calculó el área del campo de observación con un portaobjetos con escala micrométrica. Se determinó la densidad estomática como estomas por mm2. El índice estomático (IE) se calculó con la siguiente expresión:

IE = [NE / (NE + NCE)] x 100

donde NE = número de estomas, y NCE = número de células epidérmicas.

Finalmente se utilizó la prueba de t student pareada con α =0.05, en la que por pares se compara cada medida del lado largo con la medida del lado corto en la misma planta.

Figura 2. Impresiones de epidermis de un mismo individuo de Echinocactus platyacanthus con inclinación del ápice. A) Impresión del lado largo y b) impresión del lado corto del mismo individuo.






La inclinación de los individuos varió de 11 a 34º (Tabla 1), lo cual es similar a lo encontrado en otros estudios (Nobel, 2003; Palomino, 2014). Sin embargo, a diferencia de otros estudios la orientación no es predominantemente hacia el ecuador. En este estudio el ápice parece orientarse hacia afuera de cualquier sombra que se proyecte sobre el tallo (obs. Pers.). Hubo cuatro individuos con poca inclinación (de 11 a 15º).

Tabla 1. Grados de inclinación de los individuos estudiados de Echinocactus platyacanthus

N° de individuo

Grados ( ° ) de Inclinación

1 342 173 264 325 206 227 158 129 1510 11

El índice estomático fue similar en ambos lados de los tallos (prueba t, p= 0.53) pero la densidad estomática fue mayor en el lado corto en comparación con el lado largo (prueba t, p= 0.035; Figura 3). El índice estomático es un indicador de la proporción entre estomas y células epidérmicas, lo cual se mantuvo similar en ambos lados del tallo. En cambio, la densidad estomática se relaciona con el tamaño de las células epidérmicas, es decir si crecen más esas células la densidad estomática disminuye. Esto es similar a lo encontrado por Carins et al (2013), que observaron una disminución en la densidad estomática cuando las hojas crecieron más. En las imágenes de la epidermis (Figura 2) se observa de manera clara las diferencias en la distancia entre los estomas y la probable relación con el tamaño de las células epidérmicas.

La distancia entre areolas fue mayor en el lado largo en comparación con el lado corto (prueba t, p= 0.011; figura 4). Esto también sugiere mayor crecimiento de células en el lado largo en comparación con el lado corto. Vázquez Sánchez et al 2007 también encontraron diferencias en las distancias entre areolas entre el lado corto y largo en una cactácea colum-nar. El ancho de las costillas fue similar en ambos lados del tallo (prueba t, p= 0.18) así como la longitud de las espinas (prueba t, p= 0.12). Esto sugiere que el crecimiento está dirigido de manera longitudinal y no lateral, y que tampoco se invierte en crecimiento de espinas.

Figura 3. Densidad estomática en el lado largo y corto de individuos de Echinocactus platyacanthus. La ba-

rra de error es el intervalo de confianza

Figura 4. Distancia entre areolas en el lado largo y corto de individuos de Echinocactus platyacanthus.

La barra de error es el intervalo de confianza

CONCLUSIÓN

Si las células epidérmicas crecen más, los estomas estarán más separados lo que haría disminuir la densidad estomática pero no el índice estomático. Es por ello que la menor densidad estomática encontrada en el lado largo del tallo, en com-paración con el lado corto, indica un mayor crecimiento celular en el lado largo. Asimismo, la mayor separación de las areolas en el lado largo del tallo también sugiere un mayor tamaño en las células epidérmicas. Ambos resultados son con-sistentes con un mayor crecimiento celular en el lado largo del tallo. Estos resultados sugieren que existe un crecimiento celular asimétrico en ambos lados del tallo lo cual podría ocasionar la inclinación de los individuos de Echinocactus platyacanthus.

BIBLIOGRAFÍA

CARINS MURPHY, M. R., JORDAN, G. J., & BRODRIBB, T. J. (2014). Acclimation to humidity modifies the link between leaf size and the density of veins and stomata. Plant, Cell & Environment, 37(1), 124-131.

EHLERINGER, J., & HOUSE, D. (1984). Orientation and slope preference in barrel cactus (Ferocactus acanthodes) at its northern distribution limit. The Great Basin Naturalist, 133-139.

HERCE, M. F., MARTORELL, C., ALONSO‐FERNANDEZ, C., BOULLOSA, L. F. V. V., & MEAVE, J. A. (2014). Stem tilting in the inter‐tropical cactus Echinocactus platyacanthus: an adaptive solution to the trade‐off between radia-tion acquisition and temperature control. Plant Biology, 16(3), 571-577.

MACDOUGAL, D. T., & SPALDING, E. S. (1910). The water-balance of succulent plants (No. 141). Carnegie Institu-tion of Washington.

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ZAVALA-HURTADO, J. A., VITE, F., & EZCURRA, E. (1998). Stem tilting and pseudocephalium orientation in Ceph-alocereus columna-trajani (cactaceae): a functional interpretation. Ecology, 79(1), 340-348.

GERMINACION Y VIABILIDAD DE SEMILLAS DE FEROCACTUS PILOSUS DE DIFERENTE EDADSánchez Quintanilla, E.E1, I.; Ramírez Tobías, H.D2.

1Facultad de Medicina, Avenida Venustiano Carranza 2405, Los Filtros, C.P. 78210, San Luis Potosí, San Luis Potosí, MÉXICO, [email protected]; 2Facultad de Agronomía, Carretera San Luis- Matehuala Km. 14.5, Ejido

Palma de la Cruz, C.P. 78321, Soledad de Graciano Sánchez, San Luis Potosí, MÉXICO, [email protected]

RESUMENMéxico es uno de los países con mayor diversidad de cactáceas con aproximadamente 600 especies, los cuales, tan solo el 80% es endémico de nuestro país. La especie estudiada en este trabajo fue Ferocactus pilosus. Además que esta especie se encuentra en la NOM059-SEMARNAT-2011 dentro de la categoría de Protección especial. El objetivo de este estudio fue comprobar si la calidad de semilla de Ferocactus pilosus disminuye con el tiempo. La calidad se evaluó en grupos de semillas producidas en los años 2013, 2015, 2016 y 2017; mediante las siguientes pruebas: prueba de viabilidad con tetrazolio, ensayo de germinación y el peso volumétrico. Durante las todas las pruebas el grupo del 2017 salió como el grupo con mejores cualidades, por lo cual se concluyó que este grupo de semillas fue el de mejor calidad debido a que es el más reciente.

ABSTRACTMexico is one of the countries with the greatest diversity of cacti, with approximately 600 species, of which only 80% is endemic in our country. The species studied in this work was Ferocactus pilosus. In addition this species is in the NOM059-SEMARNAT-2011 within the category of Special Protection. The objective of this study was to verify if the seed quality of Ferocactus pilosus decreases over time. Quality was evaluated in seed groups produced in the years 2013, 2015, 2016 and 2017; through the following tests: tetrazolium, viability test, germination test and the volumetric weight. During all the tests the group of 2017 came out as the group with better qualities, so it was concluded that this group of seeds was the best quality because it is the most recent.

Palabras clave: Cactaceas, Calidad, Semillas.

INTRODUCCIÓNMéxico es uno de los países que cuenta con mayor diversidad de cactáceas con aproximadamente 600 especies, de los cuales, tan solo el 80% es endémico de nuestro país. San Luis Potosí es el estado de él que cuenta con mayor riqueza (INIFAP, 2007).

La especie estudiada en este trabajo fue Ferocactus pilosus, la cual es conocida con diferentes nombres, como biznaga roja, biznaga colorada, entre otros. Se estima que la biznaga tiene una vida productiva de más de 85 años. Esta planta pertenece a la familia Cactaceae, la cual es típica de la región centro norte de México. Las poblaciones de esta especie han estado demostrando una diminución importante por distintos factores como el cambio de uso de suelo, la extracción de las plantas con fines ornamentales y su limitación en cuestión de propagación sexual por el uso de los botones florales como alimento. En condiciones naturales, el desarrollo de las semillas no es tan sencillo, debido a que se ve amenazado por distintos factores por ejemplo, el consumo de las semillas por parte de los animales y por lo mismo solo una pequeña parte de todas semillas logran llegar a una etapa adulta (INIFAP, 2007).

La Ferocactus Pilosus se encuentra en la NOM-059-SEMARNAT-2001 dentro de la categoría de Protección Especial, por lo que su aprovechamiento solo se pueda realizar bajo el esquema de una UMA (Unidad de Manejo Ambiental) (INIFAP , 2007).

MARCO TEORICOEl deterioro de las semillas se puede apreciar como una serie de cambios que van sucediendo con lo que avanza el tiempo. Dentro de estos cambios se ven efectos en los sistemas y funciones vitales de las semillas. El deterioro de una semilla comienza después de que la semilla alcanza la maduración fisiológica, con el paso del tiempo se pueden ir perdiendo funciones y sistemas, lo cual compromete la capacidad de germinar. A pesar de todos los cambios dentro de las semillas,





algunas cuentan con la capacidad de entrar en latencia. La viabilidad de las semillas es la fracción de estas mismas que siguen con vida, en las cuales aún existe actividad metabólica lo cual puede indicar que el embrión aun cuenta con la capacidad de germinar. La germinación es el proceso en el cual emerge el embrión de la semilla y se da el crecimiento de la raíz embrionaria o radícula (Delouche, 2002). El objetivo de este estudio fue comprobar si la calidad de semilla de Ferocactus pilosus disminuye con el tiempo.

METODOLOGIALa calidad se evaluó en grupos de semillas producidas en los años 2013, 2015, 2016 y 2017; mediante las siguientes pruebas: prueba de viabilidad con tetrazolio, ensayo de germinación y se registró el peso volumétrico y el peso de 100 semillas.

La prueba de viabilidad consistió en poner tres grupos de 10 semillas de cada año en 20 ml de agua destilada. Posteriormente se realizó una perforación en la región opuesta al micrófilo para ser puestas en una solución de 2,3,5-tripheniltetrazolo al 1% por un periodo de 48 h. Después de este tiempo las semillas se abrieron sacando el embrión para ser analizado en el estereoscopio, registrar su nivel de tinción como porcentaje, estructuras teñidas y la apariencia. La tinción de las semillas responde ante actividad orgánica de esta misma, por lo cual si aún cuenta con actividad orgánica se teñirá de color rojizo y si ya no presenta actividad orgánica se quedara de color blanco (Vazquez, 2013).

El ensayo de germinación consistió en poner en cajas de petri previamente esterilizadas cinco grupos de 25 semillas por año, las cuales se les agregaba 1 ml de agua destilada y se mantuvieron en una germinadora a 25°C con una humedad ambiente del 15%, esta prueba tuvo una duración de 40 días. Durante el paso de los días se iba registrando el número de semillas que germinaban.

El peso volumetrico y el peso de 100 semillas se registró en dos etapas; primero se midió el peso de cinco grupos de 100 semillas de cada año en una balanza analítica, posteriormente, las semillas de cada grupo se colocaron en una pipeta de 10 ml y se registró el volumen ocupado para esto se formaron 5 grupos de 100 semillas cada uno por año, y los mismos grupos anteriormente analizados se analizaron volumétricamente con una pipeta de 10 ML.

El analisis de datos fue a través de analisis de varianza, pruebas de comparación de medias. Los datos de germinación en el tiempo se analizaron de manera gráfica con el promedio ± el error estándar del grupo de semillas de cada año.

RESULTADOS Y DISCUSIÓNPeso volumétrico Las semillas del año 2017 demostraron un mayor peso volumétrico en comparación con las de los otros grupos, para analizar los datos se realizó una prueba de ANOVA de un factor. La diferencia del grupo 2017 fue significativa (P≤0.05) ante los otros grupos (Cuadro 1 y Figura 1).

Viabilidad Para la considerar un embrión viable se debía de teñir de manera uniforme como se muestra en la imagen 1. Durante la observación de semillas se notó que ninguna presentaba el 100% de tinción debido a que una parte del embrión no se tiñeron, lo cual concuerda con las observaciones de Cota Sánchez (Sánchez, 1985) en su trabajo al realizar la misma prueba de tetrazolio en semillas de Ferocactus latispinus en el cual señala que no existió una tinción total en la estructura de la semilla. Dicha zona la identifico como el hipocótilo pero al estar casi toda la estructura de la semilla teñida esto indica que es potencialmente funcional.

Cuadro 1. Resultado de la prueba de comparación de medias de Tukey.Lote de semillas a estudiar Diferencia de medias (I-J) Error típico Significación2013 2014 -0.06 0.1140175 0.951

2016 -0.02 0.1140175 0.9982017 -.4200000* 0.1140175 0.01

2014 2013 0.06 0.1140175 0.9512016 0.04 0.1140175 0.9852017 -.3600000* 0.1140175 0.028

2016 2013 0.02 0.1140175 0.9982014 -0.04 0.1140175 0.9852017 -.4000000* 0.1140175 0.014

2017 2013 .4200000* 0.1140175 0.012014 .3600000* 0.1140175 0.0282016 .4000000* 0.1140175 0.014

Figura 1. Comparacion de medias de los diferentes grupos de semillas

Uno de los posibles factores que influyen en el volumen es la perdida de nutrimentos lo cual deteriora la calidad de la semilla y su capacidad de desarrollarse.

Los resultados de la prueba de viabilidad fueron positivos para el año 2017 (Figura 2), el cual tuvo el mayor porcentaje de semillas teñidas positivamente a la actividad orgánica, mientras que los demás años tuvieron alto porcentaje de semillas no teñidas, por lo cual se pueden considerar como no viables.





Imagen 1. Tinción de semillas, del lado izquierdo una semilla teñida por tedraziolio considerada viable con un 75% de tinción y del lado izquierdo una semilla con menor porcentaje de tinción 25%.

Figura 2. Porcentaje de tinción en los diferentes grupos de semillas

Germinación Siendo esta la prueba más largas de todas con una duración de 40 días. Durante esta prueba las semillas del 2017 y 2016 comenzaron a germinar durante la primera y segunda semana seguidas por 2014. Las semillas del 2013 no germinaron, aunque algunas lograron mostrar la radícula, esta no alcanzo la longitud para considerarla germinada (2 mm). A pesar del gran número de semillas a las que se le realizo la prueba, el mayor porcentaje de germinación registrado fue del 14% para las semillas del 2017 (Figura 3). Este resultado sugiere la presencia de latencia en la especie estudiada.

02468

10121416

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41

Germ

inac

ión

(%)

Tiempo (D)

Germinación

2014 2013 2016 2017

Figura 3. Porcentaje de germinación de los diferentes grupos en el paso de la prueba.

CONCLUSIONESLas semillas del año 2017 son las que tienen resultados más favorables los cuales se ven relacionados con la prueba de germinación ya que fue el grupo de semillas en el que más germinaron.

Los grupos de semillas de los años 2016 y 2014 tuvieron un tan alto porcentaje de germinación a pesar de no ser las semillas más antiguas, aunque en la prueba de viabilidad las semillas del 2016 tuvieron el segundo porcentaje más alto de semillas con tinción positiva (color rojo) por lo que se consideran como semillas en estado de latencia, debido que no germinan.

Uno de los puntos más importantes fue la cantidad de nutrientes que tuvieron las semillas y el cual podría ser uno de los factores determinantes para la germinación de las semillas, debido a que durante la observación de semillas en la prueba de viabilidad se pudo ver que las semillas más antiguas (2013 y 2014) ya no contaban con la región cotidenal completa o en el mismo estado que las semillas de años más recientes, y esto podría ser un factor destacable para la germinación ya que podría explicar esto se necesitaría realizar un estudio totalmente dirigido a la estructura de las semillas y su deterioro a través del tiempo.

BIBLIOGRAFÍADELOUCHE, J. C. (2002). Germinación, Deterioro y Vigor de Semillas. Seed News.

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SÁNCHEZ, J. H. (1985). Cactaceas y suculentas mexicanas .

VAZQUEZ, R. N. (2013). Germinación y viabilidad seminal de Agave angustifolia subsp. . San Luis Potosí.





EFECTO DEL ESTRÉS ABIÓTICO SOBRE LA GERMINACIÓN DE CINCO ESPECIES DE PLANTAS SUCULENTAS

Zárate Camargo, G.2; González Salvatierra C.1; Flores Rivas J.3

1Facultad de Agronomía y Veterinaria, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Carretera San Luis - Matehuala Km. 14.5, Ejido Palma de la Cruz, 78321 Soledad de Graciano Sánchez, S.L.P., México, [email protected]; 2In-stituto Tecnológico de Sonora, 5 De Febrero 818 Sur, Col. Centro, C.P. 85000 Ciudad Obregón, Sonora, México; [email protected] 3Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, Camino a la Presa San José 2055

Lomas 4ª. 78216. San Luis Potosí, SLP. 78216, [email protected]

RESUMEN

En el presente trabajo se evaluó el efecto del estrés hídrico y térmico en cinco especies de plantas CAM, Echinocactus platyacanthus, Ferocactus pilosus, Myrtillocactus geometrizans, Stenocereus queretaroensis y Mammillaria bocasana. Los tratamientos de temperatura fueron a 25°C y 32°C, bajo tres condiciones de humedad: 0, -0.2 y -0.4 MPa. En dos especies se observó baja germinación y, por lo tanto, no hubo efecto de los tratamientos. El porcentaje de germinación de tres especies fue alto en la combinación de los seis tratamientos, demostrando un efecto ante el estrés aplicado, siendo las especies que según la NOM-059-SEMARNAT-2010 se encuentran sujetas a protección especial, lo cual implica un mayor interés por su investigación para estrategias para su conservación.

ABSTRACT

In this study, the water and temperature stress were evaluated in five species of native CAM plants, Echinocactus platya-canthus, Ferocactus pilosus, Myrtillocactus geometrizans, Stenocereus queretaroensis and Mammillaria bocasana. The temperature treatments were 25°C and 32°C, under three humidity conditions: 0, -0.2 and -0.4 MPa. Low germination was showed in two species and, therefore, there was no effect of the treatments. The germination percentage of three species was high in the six treatments, showing an effect to the applied stress, species encountered according to the NOM-059-SEMARNAT-2010 are subject to special protection, which involves a greater interest to research to find conservation strategies.

Palabras clave: germinación, temperatura, sequía, plantas CAM.

INTRODUCCIÓN

La mayoría de las plantas crecen en un ambiente prácticamente no favorable para su óptimo crecimiento. En consecuen-cia, han desarrollado numerosas y sofisticadas adaptaciones, algunas son únicas en el mundo biológico. Por ejemplo, las raíces y los tallos recolectan y distribuyen los flujos de agua y nutrientes; los tejidos exteriores y los estomas conservan el agua y las hojas interceptan la radiación solar. En el caso de la germinación de las semillas, es la etapa más crítica en el establecimiento de la plántula, determinando satisfactoriamente la finalización de la etapa adulta o la producción del cultivo (Almansouri et al., 2001). Algunos de los factores que pueden afectar la germinación de las semillas puede ser la sensibilidad al estrés por sequía (Wilson et al., 1985).

Investigaciones sobre la respuesta de las plantas frente al estrés hídrico, principalmente por sequía, es determinante, ya que la mayoría de los escenarios del cambio climático sugieren un incremento en las zonas áridas en muchas áreas del mundo. El cambio climático global resulta de incrementos diarios, temporales y anuales de la temperatura, e incrementa la intensidad, frecuencia y duración de temperaturas altas y bajas anormales (IPCC, 2007). Así las plantas que crecen en un ambiente natural frecuentemente están limitadas de expresar completamente su potencial genético para su reproduc-ción y se considera que están bajo “estrés”. La mejor manera de evaluar su potencial es determinando su rendimiento o la capacidad fisiológica de la planta bajo condiciones no limitadas (Boyer, 1982).

La agricultura es una de las actividades con mayor uso de agua en gran parte de las regiones del mundo. Al aumentar la aridez y las poblaciones humanas, el agua será aún más escasa en un futuro cercano (Chaves et al., 2003). En términos de uso humano para comida y energía, las plantas CAM son relativamente poco explotadas, con excepción de la piña y algunas especies de agave. Las plantas CAM muestran el uso más eficiente de agua, lo cual les permite desarrollarse en ambientes de agua limitada, como los desiertos y las zonas semi-áridas (Hirst, 2017); sin embargo, sus límites geográficos también pueden verse condicionados ante el efecto del cambio climático.

El objetivo de este estudio fue evaluar la germinación de cinco especies de plantas CAM que crecen en el desierto Chi-huahuense, bajo condiciones de sequía y un aumento de temperatura.

MARCO TEÓRICO

Las plantas CAM son comúnmente conocidas como las plantas suculentas de regiones áridas y semi-desérticas donde la apertura nocturna estomática, la toma de CO2 y el almacenamiento de ácido málico están asociados con la reducción de transpiración y el mejor aprovechamiento de la economía del agua (Kluge, 1976).

Echinocactus platyacanthus (Ech) es un cactus cilíndrico endémico de México y es fisionómicamente importante en el desierto Chuihuahuense, y también es abundante en los estados de Puebla y Oaxaca, en donde están geográficamente aisladas del norte por el eje transversal neovolcánico. Esta especie, puede alcanzar una altura de 2 m y un diámetro de más de 80 cm y en algunas zonas es el más grande y más abundante cactus cilíndrico (Jiménez-Sierra, 2007).

Ferocactus pilosus (Fep), llamada Biznaga colorada o cabuchera, pertenece a la familia Cactaceae, presenta tallos co-lumnares hasta de 3 m de altura, con espinas rojas y frutos ovoides amarillos, paredes carosas y suculentas. Se distribuye naturalmente en zonas áridas en los estados del Norte del altiplano como Zacatecas, Durango, San Luis Potosí, Tamau-lipas y Nuevo León (Martínez, 2011; Bravo y Sánchez-Mejorada, 1991). Según la NOM-059-SEMARNAT-2010, esta especie se encuentra como sujeta a protección especial, debido a factores de cambio de uso de suelo, extracción con fines ornamentales y las limitantes para su propagación (Martínez, 2011; Arredondo et al., 2007).

Myrtillocactus geometrizans (Mgeo), también llamada “garambullo”, es una especie arborescente que puede llegar a medir 4 m de altura, cuenta con flores y frutos comestibles, por lo que es muy apreciado por la población rural de las zo-nas en las que se reproduce. Esta variedad ocupa un amplio rango en las zonas áridas y semiáridas de México, distribuido desde el estado de Tamaulipas hasta el estado de Oaxaca (Cid y Palomino, 1996).





Stenocereus queretaroensis (Stq) es una especie de cactus columnar, que coexiste en el bosque tropical desértico. Produce atractivos frutos comestibles en ramas verticales que pueden ser de una altura de 5 m (De la Barrera y Nobel, 2003), y presenta antesis nocturna (Ibarra-Cerdeña et al., 2005).

Mammillaria bocasana (Mboc) es una especie taxonómicamente distintiva encontrada en un área relativamente pequeña, en el extremo sur del desierto de Chihuahua, ha sido registrada en varios municipios del suroeste de San Luis Potosí y en una pequeña área del sureste de Zacatecas. Esta especie ha sido encontrada en colinas riolíticas y acantilados, a una alti-tud de 1600 a 2500msnm (Hernández y Gómez-Hinostrosa, 2015), según la NOM-059-SEMARNAT-2010, esta especie se encuentra sujeta a protección especial.

METODOLOGÍA

El trabajo experimental se llevó a cabo en el laboratorio de Ecología aplicada del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICyT). Los tratamientos aplicados para cada especie analizada, se hicieron bajo dos dif-erentes condiciones de temperaturas y tres diferentes potenciales hídricos. Las semillas de especies utilizadas fueron Echinocactus platyacanthus (2013), Ferocactus pilosus (2013), Myrtillocactus geometrizans (2015), Stenocereus quere-taroensis (2017) y Mammillaria bocasana (2013).

Las semillas fueron manualmente sumergidas en agua con cloro al 1% para su desinfección, después se dejaron secar, y se colocaron 10 semillas de cada especie y cada tratamiento en cajas Petri con filtros de algodón, en el caso de Fero-cactus pilosus se colocaron 5 semillas. Para simular el efecto de la sequía, se preparó una solución de polietilenglicol 6000 (PEG-6000) (Villalobos y Peláez, 2001), así obtuvimos los potenciales hídricos a 0MPa (agua destilada), -0.2MPa y -0.4MPa y para evaluar la respuesta ante la temperatura se colocaron en cámaras de germinación bajo dos condiciones a 25 y 32°C con cinco repeticiones por cada especie.

La solución de PEG-6000 se preparó de acuerdo a la temperatura evaluada y se diluyó en agua destilada (Tabla 1: Pérez, 2009), se añadieron 6 ml de las soluciones a cada tratamiento y se colocaron en las cámaras de germinación a las tem-peraturas ya mencionadas.

Tabla 1. Concentración en gramos de PEG-600 por litro de agua. Temperatura (T, °C), Potencial hídrico (Ψ, MPa)

T/ Ψ 0 -0.2 -0.425 Agua destilada 119.571 178.34332 Agua destilada 131.339 192.382

La evaluación de la germinación se hizo visualmente por 24 días, tomando en cuenta la emergencia de la radícula. Tam-bién se tomó en cuenta el peso de las semillas, esto con 50 semillas por especie, para después realizar un ANOVA de una vía para comparar el peso de las semillas entre las especies.

Para evaluar los datos de porcentaje de germinación se llevó a cabo un ANOVA factorial, comparando diferencias signif-icativas con una prueba de Tuckey entre las especies, la temperatura y el potencial hídrico que se aplicó.


Durante los primeros días de iniciado el experimento, las especies Ech y Stq, presentaron un alto porcentaje de germi-nación, incluso en los potenciales hídricos de -0.2 y -0.4MPa, sobre todo la especie Stq ya que del día 5 al 10 incrementó su porcentaje de germinación hasta un 90% (Figura 1), resultados similares fueron encontrados por de la Barrera y Nobel en 2003. La especie Mgeo presentó un porcentaje de germinación más bajo, 30 a 50% en las pruebas de 25°C y de 10 a 30% en las pruebas de 32°C en los primeros 20 días. Estos resultados coinciden con Jordan y Nobel en 1979, con Agave deserti, presentando el mayor porcentaje de germinación a 21°C y un porcentaje bajo a una temperatura de 34°C.

Figura 1. Porcentaje de germinación con respecto al tiempo, ante los tratamientos aplicados

En muchas semillas con capas gruesas, la germinación y el crecimiento subsecuente de la semilla puede ser inhibido por restricciones mecánicas ejercidas por la misma capa (Kaya et al, 2006). Las especies Fep y Mboc fueron las que más tiempo tardaron en germinar, presentando baja emergencia de las radículas en muy pocos casos en el tratamiento de 25°C; sin embargo, a 32°C no presentaron germinación significativa bajo ningún tratamiento de potenciales hídricos aplicados. Resultados contrastantes fueron reportados por Kaya et al (2006), presentando un alto porcentaje de germinación en gi-rasoles bajo condiciones de estrés por sequía (Figura 2).

Muchas plantas producen semillas duras con una capa impermeable que impide la germinación inmediata, estas semillas se convierten gradualmente permeables bajo los efectos de microorganismos que degradan esta misma capa, con alter-aciones de temperatura naturales en huecos o con interperismo (Vázquez-Yanes y Orozco-Segovia, 1993), esto podría explicar la lenta germinación de las especies Mboc y Fep ya que no se encontraban en condiciones favorables de sustrato, donde la actividad microbiana fuera la adecuada.





Figura 2. Porcentaje de germinación de las cinco especies bajo los tratamientos de estrés hídrico y térmico

En el caso del peso de las semillas, el resultado de la ANOVA muestra diferencias significativas entre las especies; las especies Stq y Ech son las que muestran mayor peso, que se puede relacionar con los datos de germinación pues fueron las especies que más rápido germinaron; por otro lado, las especies Mboc y Fep resultaron las más pequeñas, así como también mostraron germinación lenta ante estrés hídrico y térmico (F(4,245)=416.38, p=0.0000; Figura 3). Para dem-ostrar esto, se deberá aplicar una prueba de correlación.

Figura 3. Resultado de ANOVA sobre el tamaño de las semillas

CONCLUSIONES

Los resultados más importantes en el presente estudio fueron los siguientes:

• La especie Stenocereus queretaroensis (Stq) presenta una alta resistencia al estrés hídrico y térmico tuvo una rápida germinación en todos los tratamientos.

• La especie Echinocactus platyacanthus (Ech) resistió al estrés hídrico, sin embargo, en la temperatura de 32°C, las semillas no germinaron con los potenciales hídricos de -0.2 y -0.4MPa, lo que sugiera que es más susceptible a los

cambios de temperatura y sequía.

• Bajo las condiciones de estrés aplicadas, las especies Mammillaria bocasana (Mboc) y Ferocactus pilosus (Fep) no presentaron germinación significativa, siendo las semillas más pequeñas y las especies que según la NOM-059-SEMARNAT-2010, se encuentran sujetas a protección especial, lo cual podría deberse a su susceptibilidad ante algún tipo de estrés.

• La especie Myrtillocactus geometrizans (Mgeo) presentó una germinación media a 25°C y con los diferentes potenciales hídricos; sin embargo, presento un bajo porcentaje de germinación a una temperatura de 32°C.

• Por otro lado, en los resultados del tamaño de las semillas, las de mayor tamaño fueron Stq y Ech, coincidiendo con las semillas que presentaron un alto porcentaje de germinación.

• El bajo porcentaje de germinación presentado por Mboc y Fep podría ser relacionado con las condiciones del medio, ya que no contaban con sustrato que aportara actividad microbiana; sin embargo, se deben hacer pruebas de viabili-dad de las semillas para complementar estos resultados.

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EDUCACIÓN Y HUMANIDADES 101



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