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Universidad de La Ciénega del Estado de Michoacán de Ocampo

Licenciatura en Genómica Alimentaria

Informe Final

Respuesta de variedades de maíz (Zea mays) al estrés salino en la región Ciénega Chapala,

Michoacán

Responsable

Isaac Zepeda Jazo-Trayectoria de Genómica Alimentaria

[email protected]

Colaboradores

Noé Casas Ruíz-Trayectoria de Gestión Urbana y Rural

[email protected]

Víctor Manuel Sánchez Ceja-Trayectoria Genómica Alimentaria

[email protected]

Magaly Orozco Velazco – Tesista de Genómica Alimentaria

Alejandro Hernández Vega-Servicio Social de Genómica Alimentaria

Jesús Hernández Vega-Servicio Social de Genómica Alimentaria

12 de junio al 08 de diciembre de 2017

UCEM, SAHUAYO, MICHOACÁN

Diciembre de 2017

mailto:[email protected]




2

ÍNDICE GENERAL

I. OBJETIVOS PLANTEADOS 3

II. OBJETIVOS LOGRADOS 3

III. RESULTADOS ALCANZADOS 4

Salinidad de suelos destinados al cultivo de maíz. 4

Germinación 8

Respuesta a NaCl en sistema hidropónico 12

Respuesta a NaCl en invernadero 15

Mecanismos de tolerancia a estrés salino 20

IV. PRODUCTOS OBTENIDOS 22

V. GASTOS PROGRAMADOS 22

VI. MONTO EROGADO 22

VII. GASTO EJERCIDO 22

VIII. AUTOEVALUACIÓN DE LOS COLABORADORES EN EL PROYECTO 23

IX. OBSERVACIONES QUE CONSIDERE PODRÍAN MEJORAR FUTURAS

CONVOCATORIAS DE APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN

23

X. REFERENCIAS 24


3

I. OBJETIVOS PLANTEADOS

Explorar la respuesta de maíz (Zea mayz) de distintas variedades cultivadas en la región (Prieto,

Colorado Criollo, Alicante Agros, Decalf 261, Asgrow, Pioneer, Dekalb 2027 y Aspros Magno) a

estrés salino, con la finalidad de identificar las variedades más tolerantes y recomendables para su

cultivo en la región.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Evaluar la capacidad de germinación en condiciones de estrés salino de variedades de maíz

producidas en la región.

2. Determinación de tolerancia a estrés salino en plántulas de maíz producidas en la región.

3. Ahondar en los mecanismos implicados en la homeostasis de Na+/K+ y en como ésta, se

ve afectada por el estrés salino.

II. OBJETIVOS LOGRADOS

1. Se evaluó la capacidad de germinación en condiciones de estrés salino de variedades de

maíz producidas en la región.

2. Se determinó la tolerancia a estrés salino en plántulas de maíz producidas en la región en

sistema de producción hidropónico e invernadero.

3. Se analizaron los mecanismos implicados en la homeostasis de Na+/K+ y en como ésta, se

ve afectada por el estrés salino a nivel de flujo de iones.


4

III. RESULTADOS ALCANZADOS

Salinidad de suelos destinados al cultivo de maíz.

Descripción del área de estudio

La zona de estudio se localiza al Noroeste del estado de Michoacán de Ocampo (Figura 1),

en las coordenadas 19º 53’ y 20° 12’ de Latitud Norte y 102º 38’ , 102° 33’ de Longitud Oeste, a

una altitud que va de 1,496 a 2,455 metros. Tiene una superficie aproximada de 113,542 has

(INEGI, 2017). Pertenece al Eje Neovolcánico, constituido principalmente por rocas ígneas

extrusivas básicas (basaltos).

Figura 1. Localización de la zona de estudio


5

Los suelos están íntimamente ligados con el tipo de roca que se presentan en una zona, para

este caso no es la excepción. De acuerdo al INEGI (2017) la unidad de que más predomina son los

Vertisoles. El clima predominante según la clasificación de Köppen modificada por García (2004)

es semicálido subhúmedo con lluvias en verano de menor humedad (A) C (w0), porcentaje de

precipitación invernal del 5 al 10.2%; siendo marzo el mes que registra la menor precipitación (2.4

mm) y julio el mes con la máxima de (195 mm). La precipitación anual se distribuye de 600 a 1000

mm en la zona, con un rango de escurrimiento superficial del 10 al 20%; siendo la temperatura

media anual de 16 a 20 °C, el mes de mayo con mayor temperatura y enero el mes más frio. El

periodo de lluvias está comprendido entre los meses de mayo a octubre, la época de estiaje es de

noviembre a abril. Alcanzando una evaporación anual de 2, 025 mm, siendo el mes de mayo con

mayor evaporación.

Obtención de las muestras de suelo y análisis de la salinidad

Durante el desarrollo de la investigación se aplicaron varios métodos y técnicas de trabajo

de campo, en el invernadero y laboratorio para la evaluación de la salinidad del suelo representativo

de la zona de cultivo de maíz.

Se realizó un recorrido por los terrenos del área de estudio, de donde se obtuvieron 10

muestras de suelo en terrenos donde se cultiva maíz con las variedades señaladas a una profundidad

de 0-30 cm para su análisis químico, a las cuales se les analizó el pH y Conductividad Eléctrica en

el laboratorio de Edafología de la Universidad de La Ciénega del Estado de Michoacán de Ocampo,

siguiendo las especificaciones que establece la Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-

2000.

Para facilitar y precisar la localización de las muestras de suelo se utilizó un equipo de geo

posicionamiento (GPS-GARMIN), en el cual se midió las coordenadas geográficas latitud y

longitud en cada uno de los sitios de muestreo, y con estas lecturas registradas en campo,

posteriormente serán transformadas a coordenadas Universal Transversal Mercator (UTM).

Resultados muestras de suelo

En la figura 2 se observa la distribución de la toma de muestras de suelo para identificar los

cambios de pH y Conductividad Eléctrica en la región Ciénega.


6

Los suelos cultivados de maíz se identificaron con conductividades eléctricas todavía

tolerantes para este cultivo, pero no obstante se tienen que realizar estudios más precisos y

demandantes sobre el diagnóstico de la fertilidad del suelo. Para este caso solo se determinó el pH

y CE (Cuadro 1) en lo cual se muestran valores de pH que van en aumento y esto podría traer

consigo menos nutrimentos al cultivo de maíz. Igualmente para el caso de la conductividad

eléctrica se tiene que frenar el aumento, ya que las plantas pueden presentar estrés hídrico y perder

rendimientos considerables.

Cuadro 1. Resultados obtenidos de las muestras de suelo en laboratorio.

Muestras X Y pH CE (dS/m)

1 746902 2216118 6.9 2.13

2 746274 2219696 7.3 2.32

3 741171 2212911 6.6 1.78

4 740404 2217548 7.5 2.88

5 740578 2219767 6.2 1.12

6 737531 2224241 6.9 2.59

7 743884 2227535 7.8 3.05

8 746477 2231366 7.4 2.93

9 754357 2228165 7.1 2.44

10 760263 2235429 6.8 1.97

Figura 2. Localización de los sitios de muestreo de suelos en cultivo de

maíz.


7

Los niveles moderados de sales en el suelo generalmente, van a retardar la germinación sin

afectar el porcentaje de la misma, pero concentraciones elevadas retardan la germinación y además

afectan notablemente la altura de la planta de maíz. Base a esto, la salinidad edáfica afecta la

germinación al dificultar la adsorción de agua y favorecer la entrada de iones en cantidades tóxicas.

La conductividad eléctrica (CE) estima el contenido de sales en la solución del suelo; este

parámetro guarda relación con el rendimiento relativo de algunos cultivos agrícolas y puede

utilizarse para estimar el efecto de la salinidad en el desarrollo de las plantas de maíz. Sin embargo,

es necesario recordar que cada una de las sales tiene diferente solubilidad y en función de esta

propiedad se presenta su efecto.


8

Germinación

Se tomaron cinco semillas de cada una de las siete variedades (Prieto, Colorado Criollo,

Alicante Agros, Decalf 261, Pioneer, Dekalb 2027 y Aspros Magno) para esterilizarlas con H2O2

por 10 minutos, se enjuagaron con agua destilada para retirar el H2O2 de las semillas y se pasaron

a caja Petri, la germinación se evaluó en tres concentraciones 0, 40 y 80 mM de NaCl en 5 ml de

agua destilada a cada caja. Se colocaron en oscuridad en la cámara bioclimatica a 24±1°C por tres

días.

El análisis de varianza para el porcentaje de germinación de las siete variedades de maíz

sometidas a concentraciones de 0, 40 y 80 mM NaCl (Cuadro 2) muestra efectos significativos para

la interacción variedad tratamiento. Para determinar diferencias entre los promedios de

germinación se realizó la prueba de Tukey.

Cuadro 2. Análisis de varianza de los porcentajes de germinación de 7 variedades de maíz

sometidos a 0, 40 y 80 mM NaCl.


9

Con base en los resultados obtenidos del análisis estadístico se determina que las

variedades con mayor tolerancia a salinidad en la germinación son: Alicante Agros y Decalf 261

quienes no presentaron una disminución en los porcentajes de germinación significativa,

manteniendo un porcentaje de germinación cercano al 100%. Dato que concuerda con lo planteado

por diversos autores quienes mencionan que la germinación de semillas de maíz se afecta

(disminuye) con el incremento del contenido de sales (González y García, 1997; Camejo y Torres,

2000 y Murillo, 2000); Capote et al. (s.f.) presentando diferencias significativas a niveles a partir

de 100 mM NaCl.

Las variedades Alicante Agros y Decalf 261 presentaron valores de germinación del 100%

y 97.77% respectivamente para todas las concentración empleadas, 0, 40 y 80 mM de NaCl;

Capote et al. (s. f.) reportan en un estudio similar que la germinación se vio afectada a una

concentración de 200 mM NaCl, dato con el cual se puede inferir que estas dos variedades

soportan niveles mayores de salinidad.

Para la variedad colorado criollo el porcentaje de germinación se afectó en forma moderada

a concentraciones de 40 y 80 mM NaCl, siendo esta variedad la segunda con mayor resistencia a

estrés salino.

El resto de las variedades evaluadas presento una disminución estadística significativa en

cuanto a su porcentaje de germinación en los tres niveles de concentración de NaCl evaluadas en

este experimento, como se puede observar en el Cuadro 3.

Cuadro 3. Germinación media de las variedades de maíz evaluadas a 0, 40 y 80 mM NaCl.

Código Variedad % germinación

Control 40 mM NaCl 80 mM NaCl

V1 PRIETO 100 40.00 6.67

V2 COLORADO CRIOLLO 80 86.67 73.33

V3 DEKALB 2027 20 13.33 0.00

V4 ALICANTE AGROS 100 100.00 100.00

V5 ASPROS MAGNO 60 53.33 66.67

V6 DECALF 261 100 100.00 93.33

V7 PIONER 86.67 53.33 40.00


10

A concentraciones de 40 mM de NaCl las variedades con mayor afectación fueron Prieto y

Dekalb 2027 con valores de 40% y 13.33% respectivamente, mientras que las variedades que

presentaron una mayor sensibilidad a concentraciones salinas de 80 mM de NaCl fueron Prieto y

nuevamente Dekalb 2027 disminuyendo su porcentaje de germinación a 6.67% y 0%

respectivamente, este comportamiento se puede observar con mayor detalle en la gráfica 1. Con

base en los datos las variedades con menor tolerancia en su germinación a condiciones de salinidad

son Prieto y Dekalb 2027, las cuales no son recomendables para siembra en suelos salinos, como

los que presenta la región Ciénega de Michoacán.

Gráfica 1. Promedios de germinación para las variedades evaluadas.

Algunas variedades, presentaron efectos visibles en longitud de raíz a concentraciones de

NaCl como se puede apreciar en la Figura 3. Situación que coincide con los reportes de Laynez-

Garsaball et al. (2008) que indican que la longitud de la radícula presenta una tendencia a disminuir

con el aumento de concentraciones salinas, en un estudio para cultivares de maíz Himeca 95 y

Pioneer 361 bajo condiciones de laboratorio.

0

20

40

60

80

100

PRIETO CRIOLLO DEKALB

2027

ALICANTE

AGROS

ASPROS

MAGNO

DECALF

261

PIONER

% G

erm

ina

ció

n

0 mM NaCl 40 mM NaCl 80 mM NaCl


11

Figura 3. Efecto de las concentraciones 0, 40 y 80 mM NaCl sobre la radícula de las variedades

de maíz evaluadas.


12

Respuesta a NaCl en sistema hidropónico

La mayoría de las variedades de maíz no mostraron diferencia en la longitud del vástago en 0

mM de NaCl, a excepción de la variedad DEKALB 2027, sin embargo su longitud fue

descendiendo al subir la concentración de NaCl. La variedad ALICANTE AGROS fue la que tuvo

una mayor longitud de vástago tomando en cuenta las tres concentraciones de NaCl. Las variedades

DEKALB 2027 y PRIETO no germinaron a una concentración de 80 mM de NaCl por ello se les

dio el valor de 0 (Gráfica 2).

Gráfica 2. Longitud de vástago en respuesta a tres concentraciones de NaCl.

En todas las variedades de maíz el peso fresco del vástago fue mayor al subir a 40 mM de NaCl,

sin embargo al subir a 80 mM de NaCl bajo su peso. Las variedades DEKALB 2027 y PRIETO no

germinaron a una concentración de 80 mM de NaCl por ello se les dio el valor de 0. La variedad

DEKALB 2027 en 40 mM de NaCl aumentó mucho su peso y a comparación de las otras variedades

fue la única que aumento su valor (Gráfica 3).

Gráfica 3. Peso fresco del vástago en respuesta a tres concentraciones de NaCl.

0

5

10

15

20

25

0 Mm NaCl 40 Mm NaCl 80 Mm NaCl

Lo

ng

itu

d v

ast

ag

o (

cm

)

PRIETO

CRIOLLO

DEKALB

2027ALICANTE

AGROSASPROS

MAGNO

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6


Peso

fresc

o v

ast

ag

o (

gr) PRIETO

CRIOLLO

DEKALB 2027

ALICANTE AGROS

ASPROS MAGNO

PIONER

DECALF 261


13

En la mayoría de variedades de maíz el peso seco fue muy similar en 0 mM de NaCl y

disminuyo en 40 mM de NaCl, sin embargo en 80 mM de NaCl subió de manera drástica, la

variedad que aumento más su peso es la CRIOLLO y la variedad DEKALB 2027 no tuvo mucho

cambio de 0 mM a 40 mM de NaCl. Las variedades DEKALB 2027 y PRIETO no germinaron a

una concentración de 80 mM de NaCl por ello se les dio el valor de 0 (Gráfica 4).

Gráfica 4. Peso seco del vástago en respuesta a tres concentraciones de NaCl.

La mayoría de las variedades de maíz su longitud fue muy similar en 0 mM de NaCl y al

aumentar la concentración fue disminuyendo notablemente su longitud. Nuevamente como en la

longitud de vástago (gráfica 1), la longitud de raíz aumento en la variedad DEKALB 2027 en 40

mM de NaCl a comparación de las otras seis variedades de maíz. Las variedades DEKALB 2027

y PRIETO no germinaron a una concentración de 80 mM de NaCl por ello se les dio el valor de 0.

Con esto podemos notar que al aumentar la concentración de NaCl la raíz crece menos y algunas

veces no llega a germinar la semilla (Gráfica 5).

Grafica 5. Longitud de raíz en respuesta a tres concentraciones de NaCl.

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5


Peso

sec

o v

ast

ag

o (

gr) PRIETO

CRIOLLO

DEKALB 2027

ALICANTE AGROS

ASPROS MAGNO

DECALF 261

PIONER

0

5

10

15

20

25

30


Lo

ng

itu

d r

aíz

(cm

)

PRIETO

CRIOLLO

DEKALB 2027

ALICANTE AGROS

ASPROS MAGNO

DECALF 261

PIONER


14

Todas las variedades de maíz tuvieron un mayor peso fresco en 0 mM y al aumentar la

concentración de NaCl su peso fue bajando de manera notoria y en 80 mM de NaCl no hubo mucho

cambio en el peso, ya que se tuvieron pesos muy bajos y similares entre las siete variedades. Las

variedades DEKALB 2027 y PRIETO no germinaron a una concentración de 80 mM de NaCl por

ello se les dio el valor de 0 (Gráfica 6).

Gráfica 6. Peso fresco de raíz en respuesta a tres concentraciones de NaCl.

En las siete variedades de maíz su peso seco fue mayor en 0 mM de NaCl y al aumentar

la concentración a 40 mM de NaCl, en algunas aumento un poco y en otras disminuyo, sin embargo

a una concentración de 80 mM de NaCl en todas las variedades su peso disminuyo de manera

notable. Las variedades DEKALB 2027 y PRIETO no germinaron a una concentración de 80 mM

de NaCl por ello se les dio el valor de 0 (Gráfica 7).

Gráfica 7. Peso seco de raíz en respuesta a tres concentraciones de NaCl.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6


Peso

fresc

o r

aíz

(g

r)

PRIETO

CRIOLLO

DEKALB 2027

ALICANTE AGROS

ASPROS MAGNO

DECALF 261

PIONER

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7


Peso

sec

o d

e r

aíz

(g

r)

PRIETO

CRIOLLO

DEKALB 2027

ALICANTE AGROS

ASPROS MAGNO

DECALF 261

PIONER


15

Respuesta a NaCl en invernadero

Se utilizaron variedades mejoradas y criollas de maíz (Zea mays) de empresas como Decalf

261, Pioneer, Novasem, Asgrow, Aspros y variedad Criollo conocido en la región como maíz

prieto.

Se utilizó un diseño experimental completamente al azar con tres repeticiones, con un total

de 54 unidades experimentales. Mismo que fue montado en el invernadero de la Universidad de La

Ciénega del Estado de Michoacán de Ocampo. El propósito fue evaluar la resistencia a la salinidad

de las plantas de maíz a diferentes concentraciones de sal pura, que en este caso fue el NaCl (0, 40

y 80 mM). El día 01 de septiembre del presente año se sembraron las semillas, el 06 de septiembre

germinaron y a partir del 12 de septiembre se empezó a evaluar el crecimiento de las plantas,

tomándose datos a partir de este día y cada 4 días hasta el 30 de octubre del presente año.

En la gráfica 8 se puede observar que a 0 mM de NaCl la variedad Novasem fue la que

presentó mayor crecimiento, seguido de la Pioneer. En el caso de la respuesta de las variedades al

NaCl para la concentración de 40 mM fue Asgrow, seguido de Pioneer. Es preciso señalar que la

variedad criolla fue la que menos crecimiento presentó, ya que el NaCl no permitió el buen

desarrollo en los días de crecimiento. Y finalmente para la concentración de 80 mM la variedad

Novasem fue la más resistente sobre la variedad Asgrow en condiciones de invernadero.

Grafica 8. Respuesta a la salinidad con NaCl

Decalf


16

El crecimiento del maíz fue crítico en las primeras etapas de desarrollo en el ambiente salino

de 80 mM. Ya que la cantidad de sales aumentó la presión osmótica hasta el punto en que la

absorción de agua se impidió. La toxicidad se vio reflejada en una reducción en el crecimiento y

se empezaron a secar las hojas. Y estos efectos retardaron, bajaron e inhibieron completamente el

crecimiento.

De acuerdo con Bradford (1995) el NaCl actúa en forma toxica en estado de germinación,

pero también en el periodo crítico a los 30 días de crecimiento. La acción tóxica del catión o del

anión, puede superar al efecto producido sobre la presión osmótica. Además, al bajar los

potenciales hídricos (ψ) en el suelo, las sales bajan la tasa y el crecimiento total.

El factor salinidad interaccionó con otros factores del medio, incrementando el efecto

nocivo de las sales sobre diferentes etapas. La humedad del sustrato, salinidad, luz y temperatura

son parámetros que varían en forma dinámica y afectan fuertemente la germinación y

establecimiento de las plantas.

Los datos obtenidos del experimento en el invernadero permiten apreciar que, al

incrementar la concentración de sal, aumenta la CE, esto indica que hay una relación directa entre

la CE y la concentración salina, además, va a depender del tipo de sal, pues a concentraciones

iguales, cada sal genera una CE distinta. Resultados similares encontraron Sánchez et al. (2008), y

la diferencia obedece a la migración de iones en la solución, concentración total iónica, radio

iónico, valencia, peso molecular, grado de ionización y coeficiente osmótico de cada soluto que

para este caso fue el NaCl.

Cramer et al. (1988) monitorearon el crecimiento de maíz, en presencia de soluciones

isotónicas manitol 138 mM y de NaCl 75 mM. En manitol, ocurrió una disminución inicial en la

tasa de crecimiento, seguido por una gradual recuperación. En NaCl, la tasa de crecimiento

disminuyó un 20% y no se recuperó. Por su parte Ivanova (1974) menciona que altas

concentraciones de NaCl, reducen el crecimiento del cultivo de maíz.


17

ANEXOS

Variedad 12-sep 16-sep 20-sep 24-sep 28-sep

Dekalb (Testigo) 6 15 35 44 47.5

Dekalb (40 mM) 8 17 31 39 44

Dekalb (80 mM) 6 15 26 31 35

Pioneer (Testigo) 3 14 32 44 49.5

Pioneer (40 mM) 4 14.5 28 43 47

Pioneer (80 mM) 1 9.5 17 24 27

Novasem (Testigo) 7 14.5 33 43 54

Novasem (40 mM) 5 13 32 39 45

Novasem (80 mM) 5 14 42 46 59

Asgrow (Testigo) 6 15 38 43 49

Asgrow (40 mM) 5 16 32 58 47.5

Asgrow (80 mM) 3 11.5 28 34 41.5

Aspros (Testigo) 4 11 30 41 45

Aspros (40 mM) 3 14 33 42 40

Aspros (80 mM) 3 13 32 32 41.5

Criollo (Testigo) 7 11 33 37 40.5

Criollo (40 mM) 2 5 17 23 30.5

Criollo (80 mM) 6 12 33 37.5 40.5

Figura 4. Primer día de toma de datos (12/09/17)

Cuadro 4. Resultados de crecimiento de las plantas (cm) de maíz en el mes de

septiembre.

Figura 5. Fin de la toma de datos (30/10/17)


18

Cuadro 5. Resultados de crecimiento de las plantas de maíz en el mes de octubre.

Cuadro 6. Superficie sembrada, cosechada y producción de maíz en la región Ciénega (2013-

2015).

Año Sup. Sembrada (Ha) Sup. Cosechada (Ha) Producción (Ton)

2013 24,064 24,064 117,856

2014 24,087 23,012 117,589

2015 24,270 24,270 130,999

2016 27,079 27,079 135,064

Variedad 02-oct 06-oct 10-oct 14-oct 18-oct 22-oct 26-oct 30-oct

Dekalb

(Testigo) 53.5 57 54 60 64 66.5 67.5 68

Dekalb (40

mM) 48 50 52 53 55 58 58 58.5

Dekalb (80

mM) 40 45 47 48 49 51 51 52

Pioneer

(Testigo) 58 62 64 56 69 71 72 72

Pioneer (40

mM) 50 54.5 56 58 62 63 68 68

Pioneer (80

mM) 29.5 33 36 34 36 38 38 38.5

Novasem

(Testigo) 56.5 58.5 62 63 69 70 70 70

Novasem

(40 mM) 50 52 55.5 57 58 62 62 62.5

Novasem

(80 mM) 63.5 65 66 64 68 70 70 70

Asgrow

(Testigo) 53 58.5 61.5 60.5 64 66 66 60

Asgrow (40

mM) 53 57 61.5 61.5 66 67.5 68 68

Asgrow (80

mM) 48 51.5 54 54 58 61 64 64

Aspros

(Testigo) 49 50.5 55 56 62 64 64 64

Aspros (40

mM) 43.8 46 49.5 46 47 49 49 49

Aspros (80

mM) 43 47 48 55 47 48.5 49 43

Criollo

(Testigo) 42 45 48 48.5 49.5 50.5 51 54

Criollo (40

mM) 32 36 38 39 40 41 43 43

Criollo (80

mM) 43 45 47 47 48 49 49 49


19

Gráfica 9. Superficie sembrada, cosechada y producción de maíz en la región Ciénega (2013-

2015).

20,000

21,000

22,000

23,000

24,000

25,000

26,000

27,000

28,000

2013 2014 2015 2016

Hec

táre

as

Años

Superficie sembrada y cosechada de maíz en la región Ciénega

Sup. Sembrada (Ha)

Sup. Cosechada (Ha)


20

Mecanismos de tolerancia a estrés salino

Como parte de los estudios de los mecanismos de tolerancia implicados en la respuesta

de plántulas de maíz a estrés salino, se llevaron a cabo una serie de experimentos donde se analizó

la respuesta electrofisiológica de los cultivares representativos de la región a NaCl (Gráfica 10).

Gráfica 10. Respuesta de siete cultivares de maíz a 80 mM NaCl (min. 4).

Previamente ya se había reportado a la retención de K+ como un factor clave de la

tolerancia a estrés salino, y en particular para cebada con la técnica MIFE se logró determinar la

tolerancia de un gran número de variedades tomando en cuenta solo el eflujo de K+ como único

determinante (Chen et al., 2005). Sin embargo como se muestra en la gráfica previa y tomando en

cuenta nuestros resultados en los estudios de germinación y tolerancia en hidroponía e invernadero,

es claro que este método no es viable para el cultivo de maíz además ya ha sido reportada una

diferencia en la respuesta al estrés dependiente del método de crecimiento de las plantas (Pandolfi

et al., 2009). Por lo anterior nos dimos a la tarea de evaluar una respuesta más generalizada al

estrés, en este sentido agregamos 1 mM de una solución de Ascorbato de Sodio y Cloruro de Cobre

(Cu/Asc) como detonante de la producción de especies reactivas de oxigeno (ROS), moléculas

clave en la respuesta de las plantas al estrés (Gráfica 11).

Gráfica 11. Respuesta de un cultivar de maíz a diferentes concentraciones de NaCl.


21

Como experimentos adicionales hemos comenzado a estandarizar la técnica de montaje de

plántulas crecidas en sustrato para mediciones con la técnica MIFE, el fin es explorar el

componente aniónico de la respuesta de las plantas al estrés salino (Figura 6).

Figura 6. Estandarización de técnica de crecimiento y montaje de plántulas. A. Crecimiento en

sustrato con iluminación controlada. B. Plántulas de maíz. C. Montaje para aclimatación en

solución hidropónica. D. Medición de tres iones con la técnica MIFE.

Una vez estandarizada la técnica evaluamos la respuesta a un choque de salinidad, acidez y

producción de ROS, con el fin de ver si es posible la medición simultanea de flujos catiónicos (K+)

y aniónicos (NO3-2), y como estos están relacionados con los mecanismos de tolerancia a estrés

salino (Gráfica 12).

Gráfica 12. Respuesta de un cultivar de maíz a estrés. Izquierda. Flujo de potasio. Derecha. Flujo

de nitrato.

Existen reportes de corrientes iónicas acopladas en protoplastos aislados de células

vegetales, mostrando actividad de canales iónicos y aniónicos en respuesta a estrés, lo que podría

brindar datos sobre como las plantas ajustan su potencial electroquímico mediante el control del

transporte de aniones y cationes (NaCl). La estandarización de estas mediciones permitirá ahondar

en estos mecanismos en proyectos futuros.

A B

A D

C

C

D


22

IV. PRODUCTOS OBTENIDOS

Magaly Orozco Velazco – Tesis en proceso

Alejandro Hernández Vega y Jesús Hernández Vega-Servicio Social y Tesis en Proceso

Artículo de difusión en proceso.

V. GASTOS PROGRAMADOS

Descripción de la actividad a

realizar

Tipos de

gasto

Monto

propuesto $

Beca estudiante Corriente 7,500.00

Beca estudiante Corriente 7,500.00

Germinación de Plántulas Corriente 1,000.00

Medición de flujo de iones Corriente 13,000.00

Muestreo de suelo, toma de datos

en campo y en invernadero Corriente 5,000.00

Muestreo de suelo, toma de datos

en campo y en invernadero Corriente 2,000.00

Estudios de tolerancia en

invernadero

Corriente e

inversión 3,000.00

Discusión de resultados y

preparación de informe final

Corriente e

inversión 3,000.00

Total 42,000.00

VI. MONTO EROGADO

$42,000.00

VII. GASTO EJERCIDO

$42,000.00


23

VIII. AUTOEVALUACIÓN DE LOS COLABORADORES EN EL PROYECTO

1.- Durante la investigación se aprendieron aspectos muy importantes, en el caso del

muestreo de suelo, estar en campo deja un panorama de la realidad a la que se enfrentan los

productores, así como en el caso del invernadero ya que los resultados mostraron detalles que no

se conocían de las variedades de maíz. En general estos proyectos se deben impulsar para un mayor

reconocimiento de la Universidad. Finalmente se puede decir que es satisfactorio trabajar en

equipo, conociendo y aprendiendo algo nuevo tanto de los alumnos como de los colegas.

2.- El desarrollo de este proyecto me ha permitido estrechar relaciones de trabajo

colaborativo en el ámbito académico con colegas de otras trayectorias, conocer distintos puntos

de vista y formas de trabajo para a resolver una problemática. Este proyecto además me ha dado

la oportunidad de apoyar alumnos y tesistas en la generación de algunos capítulos de la tesis. En

forma general me siento satisfecho con avances y resultados obtenidos.

3.- Este tipo de proyectos si bien no son de largo alcance por los montos asignados, si

permiten dar seguimiento a los procesos de investigación generados dentro de la universidad y son

clave en el apoyo de estudiantes para la culminación de sus trabajos de titulación. A pesar de no

contar con el tiempo que se quisiera para el desarrollo del proyecto creo se lograron grandes

avances tanto desde el punto de vista de la investigación aplicada como básica algo difícil de lograr

por la comunidad científica en los proyectos de colaboración.

IX. OBSERVACIONES QUE CONSIDERE PODRÍAN MEJORAR FUTURAS

CONVOCATORIAS DE APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN

1.- Cuando se trabaja con organismo vegetales y/o animales los tiempo de respuesta para

ver efectos de los tratamiento a evaluar, son distintos de los tiempos administrativos, escolares y

muy pocas veces se ajustan a estos calendarios; por lo que considero pertinente emitir la

convocatoria durante el primer cuatrimestre del año para dar mayor tiempo de operación al

proyecto con el objetivo de evaluar de forma completa y no parcial los efectos de

determinado tratamiento sobre organismo vegetales o animales. Dando la flexibilidad y teniendo

en consideración que algunos de estos proyectos pueden incluso llevar varios años de

investigación.

2.- Considero que para nuevas convocatorias, sea posible (oportunidad) que todos los

académicos tanto técnicos y profesores puedan participar como responsables de proyecto.

3.- Sigue siendo una limitante el tiempo que como profesores investigadores podemos

destinar a nuestra labor científica, lo que dificulta muchísimo cumplir con los tiempo enmarcados

en las convocatorias internas.


24

X. REFERENCIAS

Bradford, K. J. (1995). Water relations in seed germination. In: J. Kigeland G. Galili (eds.). Seed

Development and Germination. Marcel Dekker Inc. NY, USA. pp. 351-396

Camejo, D. y Torres, W. (2000). La salinidad y su efecto en los estadios iniciales del desarrollo

de dos cultivares de tomate (Lycopersicon esculentum Mill). Cultivos Tropicales,

21(2):23-26.

Capote, R. A., Fernández G.L., Cristóbal, S. R., Pérez, D.O., Llorente, O., Marrero, G., O y Acuña

G. (s.f.). Efecto de la salinidad en la germinación y el crecimiento de plántulas de dos

cultivares de maíz (Zea mays L.). Instituto de Investigaciones Fundamentales en

Agricultura Tropical “Alejandro de Humboldt” (INIFAT), Cuba.

Chen, Z., Newman, I., Zhou, M., Mendham, N., Zhang, G. y Shabala, S. (2005). Screening plants

for salt tolerance by measuring K+ flux: a case study for barley. Plant Cell and Environment,

28:1230-1246.

Cramer, G., Epstein, E. and Lauchli, A. (1988). Na-Ca interactions in barley seedlings: relationship

to ion transport and growth. Plant, Cell and Environ. 12:551-558.

González, M. C. y García, A. (1997). Detección de posibles marcadores morfológicos para la

selección temprana de genotipos de arroz tolerantes a la salinidad. Cultivos Tropicales,

18(3): 87-90.

Ivanova, A. S. (1974). Effect of soil salinization on growth and development of peach. Soviet Plant

Physiol. 21(2):826-830.

Laynez-Garsaball, J. A., Mèndez-Natera, J., Mayz-Figueroa, J. (2008). Efecto de la salinidad

y tamaño de la semilla en maíz. Revista especializada en Ciencias Químico-

Biologicas, 11(1):17-25.

Murrillo, A. (2000). Screening and classification of cowpea genotypes for salt-tolerance during

germination. PHYTN, Int. Journal of Exp. Botany, 67:71-94.

Sánchez, B. E., Ortega-E, M., González-H, V., Camacho-E, M. y Kohashi-S, J. (2008).

Crecimientos de plantas de papa (Solanum tuberosum L.) cv. Alpha, inducidos por diversas

soluciones salinas. Interciencia 33(9):1-9.

universidad de la ciénega del estado de michoacán …...universidad de la ciénega del estado de...

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