Resumen El efecto de las auxinas sobre la curvatura del coleóptilo de avena, fue descrito inicialmente por Darwin y su hijo. En el actual ensayo se ha evaluado la curvatura del coleóptilo,




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títuloResumen El efecto de las auxinas sobre la curvatura del coleóptilo de avena, fue descrito inicialmente por Darwin y su hijo. En el actual ensayo se ha evaluado la curvatura del coleóptilo,
fecha de publicación27.11.2015
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tipoResumen
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Universidad de Costa Rica

Facultad de Ciencias Agroalimentarias

Escuela de Agronomía

Reguladores de Crecimiento Vegetal

Rolbin Castillo Matamoros A61310

EFECTO DE LAS AUXINAS EN LA CURVATURA DEL COLEÓPTILO DE AVENA (Avena sativa)

Resumen

El efecto de las auxinas sobre la curvatura del coleóptilo de avena, fue descrito inicialmente por Darwin y su hijo. En el actual ensayo se ha evaluado la curvatura del coleóptilo, obteniendo un ángulo de 17° al dejar el bloque de agar durante una hora y 25° cuando se dejó por dos horas. Los tratamientos testigo no presentaron curvatura. Estos resultados concuerdan con el estudio realizado por Went en 1926.

Introducción

El efecto de las auxinas endógenas en las plantas fue estudiado inicialmente por ensayos en el año 1880 por Darwin, quien describió el efecto del fototropismo, curvatura de las plántulas hacia una fuente luminosa lateral (especialmente de luz azul (Baum et al., 1999)) en plántulas de alpiste y avena (Davies, 2004; García, 2010). Posteriormente, para el año 1913, Boysen y Jensen realizan otro bioensayo que continúa demostrando el efecto del transporte de las auxinas que generan la curvatura del coleóptilo de avena incluso cuando se remueve el ápice y se coloca sobre un medio de gel. Seis años después (en 1919), Paal, realizó otro bioensayo, en este caso hizo una remoción del ápice y al colocarlo en la mitad del corte, observó que el coleóptilo presentaba una curvatura, contraria a la posición de ápice, evidenciando que las sustancias presentes en el ápice son transportadas y son causantes de la curvatura (Campanella et al., 2008).

La otra evidencia de que las axinas generan este tipo de respuesta en la planta, fue el ensayo que Went en 1926 realizó, básicamente evidenció que el ápice es el que provee de las sustancias (auxinas) responsables de este efecto fisiológico (Gorter, 1961), colocando el ápice en un medio de agar, posteriormente colocó una sección del mismo a un lado del corte, generándose la curvatura. Estos cuatro ensayos sentaron las bases del estudio de las auxinas.

Las auxinas se sintetizan, principalmente en los meristemos apicales y se transportan de manera basípeta, es decir desde la parte apical o superior de la planta hacia la parte basal o en su efecto de forma acrópeta, de la parte apical radical hacia la base de la planta (Li Yi y Guilfoyle, 1991). El presente ensayo pretende demostrar el rol del AIA en la curvatura del coleóptilo de avena.

Materiales y metodología

Primeramente se hicieron pruebas con las semillas, para poder observar y determinar el tiempo de germinación, para coordinar la emergencia del coleóptilo de avena.

En el siguiente ensayo se utilizó semillas de avena, las cuales se colocaron en una placa petri con papel toalla húmedo (fig. 1A), para su germinación, las mismas fueron desprovistas de su testa para acelerar el proceso germinativo. Se colocaron en una caja de cartón en la oscuridad, para evitar la influencia de la luz sobre el coleóptilo. Dos días después, cuando haya germinado se colocan en una punta de pipeta de un ml, a la que se le eliminó la punta, como se muestra en la figura 1B, para que el coleóptilo pueda crecer sin problema alguno, dentro de la pipeta se colocó suelo (3/4 partes de la pipeta) y un tapón de algodón, con esto se evitó la pérdida del suelo (fig. 1C).

La semilla se colocó dentro de la pipeta, sujetada por el suelo. Una vez finalizado este proceso, se colocaron las pipetas en una rejilla con una bandeja, dentro de la cual se añadió agua para mantener hidratada la plántula y se introdujeron en la caja de cartón (fig. 1D). Cuando el coleóptilo sobrepasó la punta de la pipeta, por dos centímetros, se procedió a realizar el corte del ápice, el mismo fue puesto en la lámina de agar, durante una hora (fig. 1E), al transcurrir este tiempo, se cortó en cuadros (1-2mm) del medio de agar y se colocó a un costado de la parte superior del corte del ápice realizado (fig. 1F). Posteriormente se realizó una evaluación de medición de la curvatura, una hora después de la colocación del bloque de agar. También se evaluó el tratamiento testigo (coleóptilo sin corte del ápice) y otro coleóptilo al que se le cortó el ápice, pero no se le colocó el bloque de agar.

A

B

C

D

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F

E
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Figura 1. Materiales y procedimiento del ensayo de curvatura del coleóptilo de avena (Avena sativa). A. Semillas en la placa petri. B. Corte de la punta de la pipeta. C. Colocación de la semilla, suelo y algodón dentro de la pipeta. D. Rejillas con las pipetas y semillas montadas, dentro de la caja de cartón. E. ápice en el gel de agar. F. Bloque de agar en el corte del coleóptilo.

Resultados y Discusión

El proceso de evaluación se basó en mediciones a una y dos horas después de colocado el bloque de agar. Después de muchas pruebas se logró obtener la curvatura del coleóptilo como se puede observar en la figura 2. Durante la primera evaluación se obtuvo una ángulo de curvatura de aproximadamente 17° (fig. 2A) y a las dos horas, un valor de 25° de curvatura (fig. 2B). En el presente trabajo, la posición del bloque de agar fue en la parte derecha del coleóptilo, por lo tanto la curvatura fue hacia la izquierda.

A

B

17°

25°

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Figura 2. Ángulo de la curvatura del coleóptilo de avena (A. sativa). A. Evaluación a una hora. B. Evaluación a las dos horas.

Estos resultados concuerdan con lo planteado por Went en 1926, donde al colocar el bloque de agar con la auxina del ápice a un lado del corte, se pronuncia una curvatura hacia el lado contrario donde se colocó el agar, es decir, al colocar el agar en la parte izquierda del coleóptilo, el mismo se curva hacia la derecha (fig. 3).

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Figura 3. Estudio de la curvatura del coleóptilo de avena realizado por Went en 1926.

Went demostró que el ápice del coleóptilo ejerce sus efectos mediante un estímulo químico, es decir por la presencia de una hormona o regulador, denominada auxina, con la elaboración de este ensayo se ha corroborado que dicho efecto se debe a la auxina presente en el ápice (meristemo apical) y que su transporte basípeto permite el efecto de la curvatura, la cual es producida por la distribución asimétrica de la misma, debido a la posición del bloque de agar (Muday y Delong, 2001; Rampey et al., 2004). El transporte asimétrico ocasiona un incremento en la longitud de las células del coleóptilo, por lo que se curva hacia el lado opuesto del bloque de agar, donde las células tienen una menor longitud.

Contrario a los resultados anteriores, los tratamientos testigo no presentaron curvatura alguna, lo que corrobora que las auxinas influyen en dicho efecto. En el caso del testigo, sin decapitar el ápice (fig. 4A), el transporte de la auxina es simétrico, por lo que no hay curvatura. El testigo decapitado (fig. 4B), al no haber transporte de auxina, por no tener ápice, ni bloque de agar, se mantuvo recto, sin curvarse manteniendo un ángulo de 90°.

A

B

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Figura 4. Tratamientos testigo, en la prueba de curvatura del coleóptilo de avena (A. sativa). A. Tratamiento testigo sin decapitar el ápice. B. Tratamiento testigo con ápice decapitado.

Para garantizar que la luz no influyera en los tratamientos y en especial en los testigos, se procuró que no recibieran luz, por eso es que se dejaron en una caja de cartón y guardados en un armario. Considerando lo anterior, fue satisfactorio debido a que los testigos no se curvaron. En este caso a luz no influyó en lo resultados ya que se tubo el cuidado para que eso no ocurriera.

Recomendaciones

El protocolo original incluía un procedimiento de desinfección e inmersión de las semillas con hipoclorito de sodio al 2%, antes de colocarlas en la placa petri para la germinación. Sin embargo se varió el procedimiento, solamente se quitó la cubierta de la semilla y se colocó en la placa, un día después las semillas germinaron. Esto permitió ahorrar dos días de proceso.

También se podría realizar otro tipo de tratamientos, para observar el comportamiento del coleóptilo, como la aplicación exógena de auxinas y compararlo con respecto a las endógenas, se podría comparar cuál auxina provoca un mayor efecto de curvatura.

Aunque la práctica trata sobre la función de las auxinas endógenas, sería más recomendable la realización de prácticas de mayor aplicación a nivel de campo o de importancia comercial agronómico, debido a que esta práctica es más por efecto fisiológico, esto no quiere decir que no sea interesante, simplemente que el curso podría aportar prácticas más aplicables.

Conclusiones

Es evidente que el transporte basípeto de las auxinas influye en la curvatura del coleóptilo. Los bioensayos realizados desde la época de 1880, han sido importantes para dilucidar el efecto de estos reguladores de crecimiento.

La presencia de auxina en un bloque de agar, colocado en un lado del coléoptilo promueve su curvatura, así se observó en los resultados del presente trabajo, con ángulos desde 17 a 25°.

Es interesante poder demostrar el efecto fisiológico de las auxinas a nivel endógeno y que a pesar de ser un ensayo tedioso, se obtuvo buenos resultados.

Literatura citada
Baum, G.; Long, J.; Jenkins, G. Trewavas, A. 1999. Stimulation of the blue light phototropic receptor NPH1 causes a transient incrase in cytosolic Ca+2. Proc Natl Acad Sci. 96:13554-13559.
Campanella, J.; Smith, S.; Leibu, D.; Wexler, S.; Ludwig-Müller, S. 2008. The auxin conjugate hydrolase family of Medicago truncatula and their expression during the interaction with two symbionts. J. Plant Growth Reg. 27:26-38.
Davies, P. 2004. The plant hormones: their nature, ocurrence and functions. In: Plant Hormones, Biosynthesis, Signal Transduction, Action. P J Davies (ed). Kluwer Acad. Pub. Netherlands. pp:5-6.
García, A. 2010. Darwin desde Darwin. Biblioteca Darwiniana. Universidad Autónoma de México. 319p.
Gorter, C. 1961. Morphogenetic effects of synthetic auxins. In: Encyclopaedia of Plant Physiology, Vol 14. W Ruhland (ed). Springer-Verlag, Berlin. pp:1084-1109.
Li Yi; Hagen G.; Guilfoyle T. 1991. An auxin responsive promoter is differentially induced by auxin gradients during tropisms. Plant Cell. 3:1167-1175.
Muday, G.; Delong, A. 2001. Polar auxin transport: controlling where and how much. Trends Plant Science. 6:535.542.
Rampey, R.; Le Clere, S.; Kowalczyck, M.; Ljung, K.; Sandberg, G.; Bartel, B. 2004. A family of auxin-conjugate hydrolases that contributes to free indole-3-acetic acid levels during Arabidopsis germination. Plant Physiol. 135:978-988.

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