3K\VDOLVSHUXYLDQDL. 3K\VDOLVSHUXYLDQDL. Diana Patricia Caro-Melgarejo1†, Sandra Yaneth Estupiñán-Rincón1‡, Leidy Yanira Rache-Cardenal2††, y José Constantino Pacheco-Maldonado3* 1 ! " ! # $! % &'! ( %$ &'! 2 !! ) )& * % '* %$! ( %$ &'! 3Dr. Biología, Profesor Titular Escuela Ciencias Biológicas, Director Grupo % &'! ( %$ &'! - / (46&!&7 86%4!&7 9::64&!&7 88%46%4!& ;!/ <=!<=!>> !/ >?!>:!>: " &' ' &@ & % & vegetativos de uchuva ( ) son escasos; por tanto, es necesario explorar técnicas alternativas como la aplicación de radiación ionizante, la cual permite ampliar la variabilidad genética, obtener $ * J* J' % ' &(& ! '( && %& K cultivadas en medio & <!> &L % <!<? &L J ?< ><< :<< % M<< % N%O &&! " K& ' Q R && al azar, con cinco tratamientos, cada uno con 30 unidades experimentales. Después de nueve subcul N & M< * O & %& & ' S %& ! $ %& ><< % &% ( Q& % U& 4(7 M<< % 4' % & S K & '! " @ $ & $ %& ' J % J && Q % && &% J && Q! " &% ( @ && V $ $ %& :<< %! " =W X YM!=Z $ %& % no irradiadas fueron viables. && $ Physalis, radiación gamma, radiación ionizante, uchuva. In Colombia, studies carried out to establish modern methods for propagation and selection J J '% N O % K 4S 4 4 J Q \44 ' '% ' \4 4% 4 4 ' 'V ' & %! 4&& K% ' J P. pe\4 ?< ><< :<< M<< % J && \ \ 305 ; ! W> NO :<>: p 305-314 && & \4 BA 0.1 mg·L-1 plus IBA 0.05 mg·L-1. 4 K& \ ducted & & V 4 \4 4% K& \ ! J ' NY & % M< % 4O, regenerated shoots of irradiated ' & '% 4 4 '! 4 ' \4 ><< % 4 44 4 4 &' J 7 4 J M<< % 4' 4 & J 4 44 4 K & '! ` J& J J ' \ ' ' 4 4 4&& ' 44 4 JS% J 4&&! 4 44 J \4 4&& \ SV J J ' \4 :<< %! 4 =WYM!=Z J plantlets J ' \ '! '% 4&& && Q radiation, Physalis, plantlets. La uchuva ( L.)ocupa el segundo lugar entre los frutos exportados desde Colombia (Flórez et al., 2000). La aplicación &@ % lección es una opción para mejorar la calidad J % Q ' &! " U& @ 4 @ % & & S posibilita el mejoramiento genético de fenoti S J J mejor calidad. La uchuva se propaga por métodos seK % K & &$ utilizado; no obstante para la producción de $ Q' '& & &@ &$ (' % S ' @ de las plantas de origen sexual puede incidir negativamente en caracteres importantes como la productividad (Almanza, 2000). Las técnicas in vitro se utilizan en pro& % J ( para la obtención de mutaciones. En estos & @ &&$ ( % @ && propagadas en condiciones in vitro, estable J S V S & K @ &&$ %& ' % & S & explantes secundarios para continuar la V V & S & & &@ N 306 al., 2<<=O! & medio de radiación ionizante es ampliamente propuesta para el mejoramiento de plantas productivas (Lu et al., 2007). Esta radiación produce alteraciones de tipo estructural, feno* % && @ ( % & N ! 1996). Estas mutaciones permiten ampliar la ' @ % J de plantas con características mejoradas, las cuales pueden favorecer la producción de frutos con mejor aceptación. & % J$& &V &@ N;4 % ;4 >Y=YO! &$ '& % y % Q & % && % trones, se han establecido metodologías para U &(& de cultivos (Fuchs et al., 2002). La radiación puede inducir inestabilidad genómica en células, la cual es transmitida a su progenie a través de generaciones de replicación celular con efectos genéticos en generaciones posteriores tales como mutaciones % ' && N :<<WO! " ' S la exposición a altas dosis de radiación puede inducir varios eventos mutacionales por célu S & J' &R &' @ ' N4 ! :<<>O! #4 ! N:<<:O ! N:<<{O | % }4 N:<<=O ! N:<<=O ~&4 ! N:<<YO % ;*Q (2004) realizaron estudios citogenéticos enfocados "#" )" ;~ ;" ~" "" )" PHYSALIS PERUVIANAL. en l Q * % ción de cambios cromosómicos numéricos en % ! El objetivo de la presente investigación J &' &J % @ & % && %& K & 4 NP. O % @ S J J de mejor calidad. El trabajo se realizó en el Laboratorio de Cultivo de Tejidos Vegetales, Bioplasma, de % Colombia (UPTC), Tunja. En huertos comerciales del municipio de ' N%$O N? ::< {M :??Y 7 a una altura de 2739 m.s.n.m., con tempera & >? % & >{=>!M &&O 4 % ' J de las cuales se tomaron rebrotes basales de >< & S 4U& ' ' $! !! " Los rebrotesse dividieron en segmentos no ( &$ \ :< N`O N<!:? &L><< &O ? & % ! & {<Z >? % & 4 N O >!<?Z p/v durante 30 min, antes de enjuagarlos tres veces con agua destilada estéril. De los segmentos nodales asépticos se %& K % M< * & N4 % ` >YW:O && NKO 6500 mg/lt, BA (6-bencilaminopurina) 0.1 mg/lt % NM'*O <!<? &L ! " | & ( ?!W | | > % Q a presión de 1 kg/cm2 % >:> :< min. Los cultivos se incubaron en cuarto de crecimiento a 23 ± 1 ºC con luz continua N{< =< &L&2) suministrada por tubos % {? ! Q se desarrollaron los microtallos, se dividieron en segmentos nodales los cuales se utilizaron para establecimiento de cadenas proliferativas. #!# En total se tomaron 150 segmentos caulinares %& K microtallos mantenidos en cadenas prolifera S J & J % && J de 60Co ubicada en la UPTC. Las dosis de S K J ?< ><< :<< % M<< % U & % S % && S 1. En cada dosis de radiación se expusieron M< %& K! ) irradiación los explantes se mantuvieron en & ! $ %& & % Q %& K % gamma. ' ()* 50 100 200 300 +! (,* 16:00 64:20 ==/:: WW/M= ' (* 10 10 10 = !-! & %& & subcultivos de 30 días cada uno, al término de los cuales los microtallos desarrollados se utilizaron para establecer cadenas proliferativas. )@ & % ' realizaron observaciones macro-morfológicas relacionadas con viabilidad, enraizamiento, U& % J& 4( $ J & % &$ & * ' % $ &&! !- " J $ las cadenas proliferativas de materiales irra % ' @ 307 ; ! W> NO :<>: p 305-314 del noveno subcultivo, fueron transferidas a invernadero, previa eliminación con agua corriente del agar adherido a las raíces. Pos& $ J J $ & % Q ción 2:1:1, respectivamente. -! Las observaciones de cromosomas se desarrollaron siguiendo el protocolo propuesto ;*Q N:<<O % &V )*Q et al. N:<<=O! V de alteraciones cromosómicas se realizó en $ $ %& % subcultivo (270 días después de irradiadas %&O! ' & : % * > M & >/<< % >W/<< 4 % $ S &* ? &&! $ ( % & 4 <!?Z ? 4 ! )@ ( destilada e inmediatamente se sumergieron #& N YWZ/$ @ M/>O : 4 ! $ S Q &mente fueron conservados durante 30 días {<Z % ! & $ fueron sometidos a la acción de una mezcla Q&$ & NMZO N>!?ZO % &Q& N>!<ZO & ' % M{ :? & 'R &*! & Q&$ $ J ( Q &&$ N> : &&O S J '( : @ :Z durante 25 min. $ &&$ J & & ''( ' % ' goma se propinó un golpe seco sobre los te(7 % '' & % * M<= ( Q $& % V& 'Q ! Para seleccionar placas con buena dispersión celular, la observación se hizo en micros '( :?y % ' $ && '( ?<y % ><<y! J$V Q & } }&Q '( ?<y % ><<y % >Wy % :<y % $& ` % ?MM ?!< & *K! -/ En total se realizarón cinco tratamientos (0, ?< ><< :<< M<< %O M< dades experimentales. Los datos de enraizamiento in vitro se expresan como porcentajes de explantes enraizados después del primero % '! 4(L K % J Q & V' Y?Z! J S *& V Q ' )| NJ 4& VO! J S * 4 2.0 (1996). La longitud del tallo se midió sobre && @! V la presencia de alteraciones cromosómicas se observaron en total 100 placas; cada una contenía una raíz donde se observaron 10 campos. Los datos se expresaron como ( @ S % @ S *V U& de células en división por tratamiento. !! " El protocolo utilizado para la asepsia de los segmentos nodales procedentes de rebrotes & $ & permitió {MZ K @ con & & V S & & % ' %& S J ! de asepsia similares para establecimiento in vitro de cultivos fueron utilizados en especies del género Physalis Q P. "#" )" ;~ ;" ~" "" )" PHYSALIS PERUVIANAL. N)*Q ! :<<=O % P. ixocarpa N;&*Q % 4 >YY>7 % & :<<MO % & N| 2) en P. pubescens (Rao et al., 2004) como agente desinfectante. " & %& Klares, tomadas de los segmentos nodales de rebrotes de plantas de campo, facilitó el desarrollo de los microtallos utilizados para el establecimiento de cadenas proliferativas, con ' M< *! )*Q ! N:<<=O J' %& de P. & % ! !-! A pesar de las precauciones de asepsia man % Ksición de los explantes a la fuente de 60Co, %& & 4 %L '7 &$ & K '% & %&! %& M<< % & % @ ' &! U #4 ! N:<<:O % && un tipo de radiación ionizante, tienen una % letal en las células se mide como pérdida de la & S aberraciones cromosomales. En este sentido, &$ & % J* tos de radio-protección es establecer límites % '( N` et al., 2002). Desde luego, el establecimiento de un límite es un tema controversial debido S & ' % ( @! ;4 % ;4 N>Y=YO S 4ben la síntesis de reguladores de crecimiento. La reducción en la supervivencia de explantes al aumentar la dosis de radiación fue de la J& / ?< % ' J W<Z ><< % {MZ :<< % ><Z % M<< % <Z '$ S '( N?< %O % N:<< % M<< %O &% viabilidad. La baja respuesta de regeneración a altas dosis de radiación puede ser atribuida al efecto tóxico de la radiación gamma sobre @ &'@ @ % @ & @ % N ! :<<=O! resultados obtenidos concuerdan en parte con lo observado en Narcissus tazetta var. chinensis (Lu et al., 2007), Wasabia japonica N| % }4 :<<=O % Chrysanthemum morifolium (Yamaguchi et al., 2009), en los S altas pueden causar altas frecuencias de mutaciones pero baja proporción de regene ! &$ ' S '' ' S % ( &4 &$ ' & % S &% '( N?>? %O & S semillas o bulbos (Lu et al., 2007). $ %& % ferentes respuestas rizogénicas. Durante el primer subcultivo, se observó respuesta rizogénica en dos tratamientos –microtallos %& ?< %X W?Z % M!MZ K respectivamente. En el noveno subcultivo se observaron respuestas rizogénicas en todos & &% $ %& K ?< % % %& N><< % YWZ mente) (Cuadro 2). En este mismo subcultivo ' J N <!<?O U& 4( $ %& % con un promedio de 3.7 hojas/explante en el & ><< % N :O! " ' $ %& & &$ N>!= :!: &O & $ ' ' $ presentaron tallos de longitudes diferentes :!YY {!= & N :O! ;sultados similares a los encontrados en este estudio se hallaron en Cicer (Toker et al., 2005), Wasabia japonica N| % }4 :<<=O % R QU N ! :<<=O7 &' 309 ; ! W> NO :<>: p 305-314 $ 0&' &&J & %& % ! ' ()* 50 #! 1 (2* &,3 (&* && (* ! ! ! 3.3 100 2.0±0.5 2.9±1.7ab† 0.3±0.3 4.2±1.7a 100 0 95 3.5±1.3 3.7±1.3a 0.7±0.2 ?!=>!=ab 200 0 70 1.4±0.3 2.4±0.5b 0.3±0.2 2.99±1.4a 300 0 0 0 0 0 0 2.5±0.9 {!=:!>b Testigo 65 96 3.3±1.5 3.6±1.7 a 8 && & J V& J N <!<?O! ;`4 % N:<<{O Artemisia pallens S & S ! " ' S & & $ '( % && N?< % ><< %O resultado del efecto promotor de estas dosis, S * K % % & & & N4 >YYY7 ! :<<{O! Las diferencias en los porcentajes de enraizamiento entre los tratamientos, así como entre el promedio de hojas/explante % VQ subcultivo, se deben a la inhibición o estímulo V % 'S*& la radiación ionizante, lo cual depende de la N;4 % ;4 >YY<O! $ %& % 4( con formas ovalada, alargada, acorazonada 4%& 310 J& % J % ' % N# >O! " &% ( N{ZO $ 4( & ' & :<< % & S & ?< % ><< % % ( $ 4( & J :YZ >?Z % >:Z & N MO! | % }4 N:<<=O encontraron variaciones similares de forma % &R 4( Wasabia japonica. !- )@ Y< * % =W!>=Z % Y:!MZ $ %& % YM!=Z $ %& diadas (Cuadro 3). Estos valores coinciden | % }4 N:<<=O S invernadero encontraron en W. japonica entre {:Z % Y:Z & esta especie sometidas a radiación gamma. |( $ %& ! (* |( &7 (* hojas anormales. "#" )" ;~ ;" ~" "" )" PHYSALIS PERUVIANAL. $ 5& ( $ 4( & % $ %& % no irradiadas en el noveno subcultivo. '()* -,3 (2* - (2* 50 29.4 =W!> 100 15.0 92.7 200 46.7 92.3 Testigo 12.0 YM!= -! @ $ &&$ presentaron alteraciones cromosómicas en diferentes fases del ciclo, principalmente en J % && Q N# : % O7 J N# :'O % &J % J && (Foto 2d). Las alteraciones cromosómicas J S % & J 4 mitótico. Los puentes generalmente son debidos a la formación de cromosomas dicéntricos originados por intercambio entre cromosomas después del rompimiento de la doble hebra de ) N` ! :<<:O! U N:<<WO el rompimiento de dicha hebra se considera como una lesión característica, responsable de los efectos biológicos de la radiación ionizante. En los estudios de Zaka et al. (2002) con % cromosomas rezagados durante la anafase % J! " % ( @ S & U& @ &% ( N!?ZO células alteradas en las procedentes del tra& :<< % % & N:!{ZO & ><< %! " & S & S & crece la presencia de células con alteraciones hasta cierta dosis, en la cual se observa un efecto letal en las células; en este estudio el J M<< %! Resultados similares fueron obtenidos por ` ! N:<<:O S ' relación lineal para las variables dosis-efecto S & & de aberraciones cromosómicas, de acuerdo con el aumento en la dosis de radiación. Los bajos porcentajes (2.7-4.5) de células alteradas observados en este trabajo con respecto a los obtenidos en el estudio de Zaka et al. N:<<:O N>?Z : % % :<Z M>< %O '& J ' la diferencia en dosis de radiación utilizadas, a la sensibilidad de cada especie, al tipo de ( %L @ ( & ! &$ ' S SR ' && & & 4% @ S 4 conservado su habilidad de división, mientras S & % K & las siguientes divisiones celulares (Zaka et al., 2002). $ 6& ( @ $ & $ regeneradas %& % S presentaron alteraciones cromosómicas. '()* $ (&* $ (2* 50 >W?= 3.0 100 2046 2.7 200 >= 4.5 Testigo 1950 1.1 Dentro de los tratamientos, las alteracio && &$ J N>!< >!? % <!:ZO N ?O J V @ %& :<< % J & J % && &! J &$ N>!YZO && Q @ %& ><< %! V J similares de alteraciones cromosómicas en %& % ><< % J N<!ZO ?< % J N<!:ZO % ?< % ><< % && N<!>ZO! #4 ! N:<<:O S &@ J* S*& material de propagación sexual o asexual, se ' % la tasa de mutación, pero también es notable & % R 311 ; ! W> NO :<>: p 305-314 $ 7& && % U& @ J $ & $ Physalis %& % ! 78) %88) 088) + (&* (2* (&* (2* (&* (2* (&* (2* Puentes en anafase 16 1.0 = 0.4 19 1.0 = 0.4 Puentes en telofase 4 0.2 9 0.4 := 1.5 3 0.2 29 >!= M= 1.9 31 1.7 10 0.5 1 0.1 1 0.1 4 0.2 1 0.1 Cromosomas rezagados Cromosomas aislados celular. Esto concuerda con los resultados ' '( % S evidenció una relación similar o directamente * &% &% R M<< % & ! " 4 ! N:<<>O S exposiciones crecientes a radiación gamma, la frecuencia de mutaciones generalmente au& % ' &%! U $ % Q N:<<:O ción ionizante es absorbida por materiales ' K ' S @ U & ' *V @7 * && S 40& 312 $& moléculas en la célula, particularmente agua, ' S J % R & & de la misma célula. " @ %& das las frecuencias de las alteraciones fueron '( V @ %& N ? % # :O! células procedentes de materiales no irradiados podría ser considerada como un efecto de & $! U 4& % (2003) no existe una diferencia clara entre las & $ % 7 S && @ $ $ de %& % / (* Puente en anafase; (* puente en telofase; (* cromosomas rezagados; (* cromosomas aislados. "#" )" ;~ ;" ~" "" )" PHYSALIS PERUVIANAL. & $ * & % S S K Q $ ( a bajas dosis de radiación natural. Como observación general, los resultados ' S && Q J S &% J & & S && J S menor frecuencia (Cuadro 5). $ ><< % ' &% ( ' %& Q& & cantidad de hojas por explante, longitud de tallos, porcentaje de endurecimiento % && Q Physalis . ) ><< % :<< % son adecuadas para evaluación en futu % S & S aumenta la radiación, crece la frecuencia de alteraciones presentes en las células K % &% ' enraizamiento, la cantidad de hojas por K % & $ ! " @ $ %& ' alteraciones cromosómicas tales como J % J && % && Q U& &% Jcia. Los autores de este trabajo agradecen a la % Colombia, a los integrantes del Grupo de Investigación Bioplasma-UPTC por su valiosa % ' % del trabajo. &Q ! }! :<<<! ! "/ #Q ;! !7 #4 ! % ;! ! N!O! 4 % K 4 NPhysalis L.). Primera edición. Universidad Na- &' '' $! ! :{ <! !7 $Q }!7 % #$Q ;! >YYW! "J de radiación gamma en plantas de Diantus sp. propagadas por cultivo in vitro. Rev Cien. Des. 2 (3):46 - 54. ! % & }! :<<M! del tomatillo (Physalis ixocarpa L.). Rev. Fac. Farm. 45(1):61 - 64. )*Q )! "!7 Q$Q )! !7 ;4 ! ~!7 % 4 }! :<<=! "J @ 4 ' %& L. Prospec Cient. 4:27 - 40. #Q ! }!7 #4 !7 % ! )! N!O! :<<<! 4 % K Uchuva ( !O! $! & edición. Universidad Nacional de Colombia, Unibiblos. 175 p. #4 !7 Q$Q !7 !7 )*Q "!7 % tro, L. 2002. Efecto de la radiación gamma sobre J R QU partir de callos. Agron. Trop. 52 (3):311 - 323. | ! )! % }4 ! :<<=! "JJ J Q 4 \4 % 4% accumulation of Wasabia japonica in vitro and ex vitro. En: Vitro Cell Develop. Biol. - Plant. /?> ?=! $ "! % Q ! :<<:! "JJ J && and UV-B/C radiation on plant cells. Micron. 33:199 - 210. }! :<<W! JJ 4 '% ! ! ;! ?Y{/>>M >>=! !7 4 y!7 ~!7 !7 y y!7 % }! :<<{! "JJ J J 4 % J \4 # ;) &`! ! ! ==/M>Y M:{! 4 ! % ` #! >YW:! && J \4 '% \4 ' ! 4% ! >?/{M YM! 4 ! ! >YYY! ;' & % J K de parchita (f. Deg.) a radiaciones gamma. Tesis Magíster. Centro de " U nezuela. 155 p. 4 ! !7 % !7 % & ~! :<<>! & crisantemos ( (Ram.) QO & &&! ; ) Agríc. 1(1):56 - 63. 4& }! % )! :<<M! (& @ 4! @K )!#! "! " & !! ?>> ! ;4 ;! ! % ;4 ! >Y=Y! "JJ J && J4 % \4 J in Physalis L. Geobios. 16:261 - 264. 313 ; ! W> NO :<>: p 305-314 ;4 ;! ! % ;4 ! >YY<! J 4` & 4 \4 && %! }! 4%! MMN>O/={ =Y! ;&*Q ! ;! % 4 ! ! >YY>! shoot formation and plant regeneration from tissues of tomatillo (Physalis ixocarpa Brot.). Plant ! ! ! :?/>=? >==! ; ~! !7 ; !7 `4& ! ! ;!7 % ;( ! ! 2004. Plant regeneration in Physalis pubescens L. and its induced mutant. Plant Tiss. Cult. 14 (1):9 - 15. ;`4 ! % ! :<<{! sessment of morpho-biochemical mutants in Artemisia pallens Bess. Genet. Resour. Crop Evol. 54:437 - 443. Rodríguez, N. 2004. Estudio citogenético en Physalis !/ 4 NO! $! bajo de grado (Biólogo). Universidad Nacional de &'! $! $ &'! {= ! 4 J \\! >YYW! Inc, Rockville, MD. Version 2 314 !7 ; !7 ) ! !7 % ! ! :<<=! & J& &'% J ! ! Cult. 92:101 - 105. ` !7 Q !7 |!7 % % #! ! :<<?! Effects of gamma irradiation on the shoot length of Cicer ! ;! 4%! 4&! {M/MW? MW{! ! !7 4 ! ~!7 & }! !7 & }! |!7 ` ! |!7 }! !7 % & ~! ! :<<{! "JJ J gamma irradiation on morphological changes and ' ! ! M=/??M 564. ~&4 |!7 4&Q !7 | ~!7 ) !7 ` !7 % 4 ! :<<Y! \4 '& J ' J 4%4&& % J 4& J &! "4% >W?/Y{ ><M! ` ;!7 4 !7 % ! ! :<<:! % J K \ JJ of chromosome aberrations in root &&! ! ;! ?>{/={ YY!