Resumen Con el objetivo de demostrar el efecto de las giberelinas sobre la síntesis de la alfa amilasa, se realizó un ensayo utilizando dos concentraciones de éste regulador de crecimiento; 1 ppm y 01 ppm de ga




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títuloResumen Con el objetivo de demostrar el efecto de las giberelinas sobre la síntesis de la alfa amilasa, se realizó un ensayo utilizando dos concentraciones de éste regulador de crecimiento; 1 ppm y 01 ppm de ga
fecha de publicación10.03.2016
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tipoResumen
med.se-todo.com > Química > Resumen
Universidad de Costa Rica

Facultad de Ciencias Agroalimentarias

Escuela de Agronomía

Reguladores de Crecimiento Vegetal AF-5408

Catalina Acuña Gutiérrez

A70049

Control hormonal de la síntesis de α- amilasa

Resumen

Con el objetivo de demostrar el efecto de las giberelinas sobre la síntesis de la alfa amilasa, se realizó un ensayo utilizando dos concentraciones de éste regulador de crecimiento; 0.1 ppm y 0.01 ppm de GA3. Se utilizó un medio agar agua al 2% al cual se le añadió las distintas concentraciones de regulador y almidón. Se colocaron semillas de avena en los platos petri, a las cuales se les había removido el embrión previamente, y se evaluaron a las 24 y 48 horas con la ayuda de lugol al 4%. Luego se procedió a evaluar el diámetro de la aureola formada alrededor de la semilla con una regla. El tratamiento con 0.1 ppm de GA3 fue el que consumió más almidón del medio en comparación con el de 0.01 ppm; por ende el primero presentó una aureola más marcada que el segundo. Además, las evaluaciones realizadas a las 48 horas presentaron mayores diferencias entre sí que los evaluados a las 24 horas.

Introducción

La germinación de las semillas está mediado por varios factores como los son la temperatura, la cantidad de agua, la luz, la cantidad de oxígeno presente en el medio donde germinará y los niveles hormonales adecuados (García et al. s.f.; Simón y Moysset 2006). Una vez que las semillas cumplen con los factores necesarios para la germinación, se desencadenan procesos metabólicos, como lo son la síntesis de enzimas, las cuales ayudan a acelerar el proceso de hidrólisis (Koolman 2004) del almidón para utilizar los productos como energía, para seguir con el proceso de germinación.

Uno de los pasos de la germinación es el aumento en la producción de giberelinas por parte del embrión. Ésta hormona se encarga de codificar los genes encargados de la producción de la alfa amilasa, enzima que se encarga de desdoblar los almidones que se encuentran almacenados en el endospermo, para ser utilizados por el embrión como energía (Jordán y Casaretto 2006; Herrera et al. 2006).

La importancia de las giberelinas sobre la germinación de las semillas ha sido aprovechada por la industria cervecera, y para uniformizar la germinación de las semillas en los cultivos (Taiz y Zeiger 2006).

El objetivo de esta práctica es demostrar el efecto de diferentes concentraciones de giberelinas sobre la síntesis de la alfa amilasa.

Materiales y métodos

Se preparó un medio agar agua al 2% con 200 mg de almidón por cada 100 ml de medio. El medio fue dividido en tres grupos a los cuales se les debía adicionar diferentes concentraciones de giberelinas. El primer tratamiento consistía en adicionar una concentración de 0.1 ppm GA3, el segundo a una concentración de 0.01 ppm, y al tercero no se le adicionaba GA3 ya que era el control (anexo 1). Posteriormente se calentó el medio hasta lograr que se viera traslucido y se autoclavó por 20 minutos. Luego en condiciones estériles fue dispensado en cajas petri.

Se utilizaron 120 semillas de avena, las cuales fueron desinfectadas con hipoclorito de sodio al 2% en agitación por 20 min. Luego se llevaron a una cámara estéril donde se realizaron tres enjuagues con agua desionizada autoclavada. Posteriormente se procedió a cortar un tercio de la semilla para eliminar el embrión de ésta (Figura 1).


Descartar

Embrión


Fig.1. Sitio donde se debe de realizar el corte de la semilla de avena.

Luego de cortadas las semillas, se procedió a poner 4 semillas por plato petri (Figura 2), cada tratamiento contó con un total de 10 platos petri por tratamiento para un total 40 semillas por tratamiento y 30 platos en total.



Fig. 2. Arreglo de las semillas en el plato petri

Se realizaron dos evaluaciones, una a las 24 horas y otra a las 48 horas. Para analizar los resultados se preparó una solución de lugol al 4%, la cual fue vertida sobre cada plato petri, luego se enjuagó con agua desionizada y posteriormente se procedió a analizar el diámetro de la aureola formada alrededor de la semilla con una regla.

Resultados y discusión

La Figura 2 muestra que sí existen diferencias significativas entre el tratamiento de 0.1 ppm y el control, de igual forma el de 0.1 ppm y el de 0.01 ppm; sin embargo no se encontraron diferencias significativas entre el control y el tratamiento 0.01 ppm (anexo 2). El mayor diámetro de aureola fue formado por el tratamiento de 0.1 ppm GA3, alcanzando 0.4 cm, seguido por el tratamiento de 0.01 ppm con 0.3 cm y por último el control con 0.16 cm.


*


Fig.3. Diámetro de la aureola formada alrededor de las semillas de avena para tres diferentes tratamientos evaluado a las 24 horas. Las barras verticales corresponden al error estándar. (*p<0.02)

El control presentó crecimiento de un halo a pesar de que no se le añadió GA3 al medio. Este resultado resalta la importancia de remover por completo el embrión de la semilla, ya que éste pudo haber sido el responsable de crear ese halo (Figura 4). Esto se podría mejorar haciendo un corte a la mitad de la semilla en vez de un tercio de ésta, para asegurarse de remover por completo el embrión; por esa razón es que no hay diferencias significativas con el tratamiento de 0.01 ppm.



Fig.4. Ejemplo de semilla a la que no se le removió el embrión por completo

A las 48 horas todos los tratamientos presentaron diferencias significativas entre sí (anexo2). La Figura 5, en comparación a la Figura 4, muestra una diferencia en el crecimiento del halo al dejarlo 24 horas más, para un total de 48 horas. En el caso del tratamiento con 0.1 ppm de GA3 se puede apreciar que el diámetro pasa de tener un halo de 0.4 cm a las 24 horas, a uno de 1.2 cm a las 48 horas; el tratamiento de 0.01 ppm pasó de tener una aureola de 0.3 cm a 0.8 cm a las 48 horas. El control disminuyó su halo ya que pasó de un diámetro de 0.16 cm a 0.04.


*

*


Fig.5. Diámetro de la aureola formada alrededor de las semillas de avena para tres diferentes tratamientos, evaluado a las 48 horas. Las barras verticales corresponden al error estándar. (*p<0.02).

El cambio en el diámetro de la aureola en el control se atribuye al corte realizado sobre la semilla ya que como se explicó anteriormente, pudo haber sido causa de partes restantes del embrión.

Como se pudo apreciar comparando ambas figuras, el tiempo tiene un efecto sobre la degradación del almidón en el medio. Esto se debe a que la actividad enzimática cambia conforme transcurre el tiempo, ya que se va consumiendo el sustrato, hasta que se agota y la reacción enzimática eventualmente comienza a disminuir (Primo 1995). Es muy probable que a las 24 horas se estuviera iniciando actividad enzimática, que fue desencadenada por la señalización por parte de las giberelinas, para comenzar la producción de la alfa amilasa, por lo que ésta enzima estaba comenzando a consumir el almidón al momento de la evaluación. A las 48 horas de tratamiento es muy probable que la enzima haya digerido aún más almidón del medio, lográndose así un halo de mayor tamaño de aureola en los tratamientos con giberelinas (Figura 6).

Las giberelinas cumplen una función muy importante durante la germinación de la plántula ya que ésta hormona se encarga de ingresar al endospermo y llegar a las células de la aleurona, promoviendo así la síntesis de alfa amilasa (Taiz y Zeiger 2006; Santamarina et al. s.f.). La transcripción del gen que codifica a la alfa amilasa se incrementa en presencia de las giberelinas (Curtis et al. 2006). En la Figura 4 y 5 se muestra que existe una diferencia significativa entre las concentraciones de GA3. Al haber una mayor concentración de ésta hormona en el medio, en el caso de 0.1 ppm, genera que se codifique más alfa amilasa que si hubieran concentraciones menores, como es el caso de 0.01 ppm. Esto demuestra lo dependiente que es la generación de la alfa amilasa a las concentraciones de giberelinas presentes en el medio.

Conclusiones y recomendaciones

La concentración de las giberelinas en el medio tienen un efecto directo sobre la síntesis de la alfa amilasa, ya que se demostró que a dosis crecientes de éste regulador se genera una mayor degradación de almidón en el medio.

Además, el tiempo influye sobre la velocidad en que la enzima va a hidrolizar el almidón ya que se observó en la evaluación final, a las 48 horas de iniciado el experimento, que se presentaba un halo mayor que a las 24 horas.

Se podría realizar futuros tratamientos con más concentraciones de giberelinas, concentraciones de manera creciente, y relacionarlas con la velocidad de consumo del almidón en el medio. Basándose en los resultados de tiempo del experimento, se podría evaluar por más días para ver cuánto tarda en consumirse todo el sustrato.


A

B

C

D

F

E


Fig. 6. Tratamiento de 0.1 ppm de GA3. (A) evaluado a las 24 horas, (B) evaluado a las 48 horas; tratamiento 0.01 ppm de GA3 (C) evaluado a las 24 horas, (D) evaluado a las 48 horas; control (E) evaluado a las 24 horas, (F) evaluado a las 48 horas.

Literatura citada

Curtis, Barnes, Schneck, Flores. 2006. Invitación a la Biología, 6ª edición en Español. Editorial Médica Panamericana. España. 768 pp.

García, F., Roselló, J., Santamarina, M. Introducción al funcionamiento de las plantas. Editorial Universidad Politécnica de Valencia. Valencia, España. 163 pp.

Herrera, J.; Alizaga, R.; Guevara, E.; Jiménez, V. 2006. Germinación y Crecimiento de la Planta. Editorial Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica. 29 p.

Jordán, M.; Casaretto, J. 2006. Hormonas y Reguladores del Crecimiento: Auxinas, Giberelinas y Citocininas. Fisiología Vegetal. Ediciones Universidad La Serena. La Serena, Chile. 28 pp.
Koolman, J., Rohm, K. 2004. Bioquímica: texto y atlas. Editorial Médica Panamericana. Madrid, España. 88p.

Primo, E. 1995. Química orgánica básica aplicada: De la molécula a la industria. Tomo II. Editorial Reverté. España. 1119 pp.

Santamarina, M., Roselló, J., García, F. s.f. Prácticas de biología y botánica. Editorial Universidad politécnica de Valencia. 261 p.

Simón, E., Moysset, L. 2006. Prácticas de crecimiento y desarrollo de los vegetales. Edisions de la Universitat de Barcelona. Barcelona, España. 83 pp.

Taiz, L. Zeiger, E. 2006. Fisiología vegetal Vol. 2. Publicacions de la Universitat Jaume I. Castelló de la Plana, España. 888 pp.

Anexo 1. Cálculos realizados para las concentraciones de GA3 utilizadas en el experimento.

La concentración inicial de GA3 que se utilizó para la elaboración del ensayo fue de 500 ppm.

Para 0.1 ppm:

Cn1 * V1 = Cn2 * V2

500 ppm * V1 = 0.1 ppm * 300 ml

V1 = (0.1 ppm * 300 ml)/ 500 ppm

V1 = 0.06 ml = 60 µl

Se tomaron 60 µl de GA3 que se encontraba a 500 ppm y se disolvieron en 300 ml que era la cantidad que se estaba preparando de medio, para llegar a una concentración de 0.1 ppm.

Para 0.01 ppm:

Cn1 * V1 = Cn2 * V2

500 ppm * V1 = 0.01 ppm * 300 ml

V1 = (0.01 ppm * 300 ml)/ 500 ppm

V1 = 0.006 ml = 6 µl

Se tomaron 6 µl de GA3 que se encontraba a 500 ppm y se disolvieron en 300 ml que era la cantidad que se estaba preparando de medio, para llegar a una concentración de 0.01 ppm.

Anexo 2. Prueba t student de los datos analizados en el ensayo.

Tiempo

Relación

Varianza

T

Grados libertad

t0,02

p<0,02

24

control/0,01

0,03984

-1,66345

18

2,552

No significativo

control/0,1

0,04042

-4,32566

18

2,552

Significativo

0,01/0,1

0,04313

-2,58872

18

2,552

Significativo

48

control/0,01

0,04279

-11,92453

18

2,552

Significativo

control/0,1

0,03633

-20,32425

18

2,552

Significativo

0,01/0,1

0,05245

-6,14463

18

2,552

Significativo

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