UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2000 Giberelinas y brotación de la Yerba Mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) Sansberro, Pedro A.1 - Mroginski, Luis A.1 - Bottini, Rubén A.2 1- Cátedra de Fisiología Vegetal - IBONE, Facultad de Ciencias Agrarias- UNNE. Sgto Cabral 2131 - (3400) Corrientes - Argentina. E-mail: ibone@espacio.com.ar 2- Cátedra de Fisiología Vegetal - FCEF-QyN - Universidad Nacional de Río Cuarto. Campus Universitario - (5800) Río Cuarto - Córdoba - Argentina. Trabajo parcialmente financiado por CONICET y SGCyT (UNNE) INTRODUCCION La Yerba mate, se caracteriza por presentar un crecimiento rítmico, en el cual se alternan períodos de crecimiento activo y cese del mismo (dormición), aún en condiciones supuestamente favorables para el crecimiento. En las condiciones agroclimáticas del NE Argentino, presenta tres períodos de brotación perfectamente definidos en primavera, verano y otoño, en los cuales, no todas las plantas brotan al mismo tiempo generando una notable disminución en la producción (Sansberro, no publicado). Debido a ello, resulta necesario conocer los factores internos que controlan dichas fluctuaciones del crecimiento. Las giberelinas, afectan numerosos procesos fisiológicos (3), los cuales incluyen la ruptura de la dormición de yemas vegetativas y la promoción del alargamiento de los entrenudos en especies leñosas (1, 2, 6). Hasta el momento, se han identificados 121 giberelinas en plantas, bacterias y hongos, de las cuales, sólo 3 poseen actividad biológica, GA1, GA3 y GA4, las restantes giberelinas identificadas son precursores ó metabolitos (4). La biosíntesis de giberelinas se divide en tres fases, de acuerdo al mecanismo enzimático involucrado. La última fase, comprende la 3 β-hidroxilación, que convierte la GA20 en sus formas activas GA1 y GA3. Esta reacción es catalizada por enzimas dioxigenasas, las cuales pueden ser inhibidas por ciclohexantrionas tales como Prohexadiona-Ca, interrumpiéndose la síntesis de giberelinas activas (5, 8). La observación de los efectos que producen las fitohormonas sobre los explantes cultivados in vitro, ha sido extensamente estudiado en diferentes especies. Este trabajo informa acerca de las respuestas morfogénicas obtenidas, a partir del cultivo in vitro de segmentos uninodales de Yerba Mate, tratados con giberelinas de diferentes estructuras o con un inhibidor de su biosíntesis. MATERIALES Y METODOS Se cultivaron segmentos uninodales extraídos de brotes tiernos de plantas de 22 años de edad que crecieron en condiciones de invernadero. Los explantes fueron desinfectados con etanol 70° (1 min.), seguido de NaOCl al 1,8 % (20 min.) y finalmente fueron lavados varias veces con agua destilada estéril. Los segmentos uninodales fueron cultivados en tubos de 11 cc conteniendo 3 ml del medio basal de Murashige y Skoog (7), diluido 4 veces, semisólido (agar 0,65 %), con o sin el agregado de GA1, GA3, GA4, GA7 (0,1-1-10 mg.l-1, Sigma Chemical Co.) ó Prohexadiona-Ca (1-10-100 mg.l-1, cedida por el Dr. W. Rademacher, BASF, Alemania). Los cultivos fueron incubados a 27 ± 2°C y 14 hs de fotoperíodo (116 µmol.m-2.seg-1). Cada tratamiento consistió de 10 explantes y el experimento fue repetido 3 veces. Al cabo de 45 días de incubación, se cuantificó el porcentaje de yemas axilares que brotaron y la longitud de los tallos resultantes (brotes < ó > 5mm). UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2000 RESULTADOS Y DISCUSION Ninguna de las giberelinas (GAs) empleadas, afectaron el porcentaje de yemas axilares brotadas. Giberelina A1 (Fig. 1A) y GA4 (Fig. 1C) promovieron significativamente la producción de brotes > 5mm de longitud, comparadas con el control, cuando se emplearon dosis de 5 mg.l-1 y 1-5 mg.l-1 respectivamente. Las dosis menores, no fueron efectivas. Giberelina A3 (Fig. 1B) y GA7 (Fig. 1D) no tuvieron efectos ó fueron inhibitorios en las diferentes dosis ensayadas. Cuando los resultados fueron analizados estadísticamente por ANOVA y test de Dunnet, GA1 (5 mg.l-1) y GA4 (1-5 mg.l-1), brindaron diferencias altamente significativas comparadas con 1 mg.l-1 de GA3 (Fig. 1F). En la Fig. 2, se observan las diferencias estructurales entre las giberelinas ensayadas Cuando la última etapa de la biosíntesis fue inhibida por Prohexadiona-Ca (Fig. 1E), altas concentraciones de ésta (10 y 100 mg.l-1) inhibieron la brotación de yemas axilares (más del 75 %), mientras que 1 mg.l-1 promovió el alargamiento caulinar. Los resultados obtenidos sugieren que las giberelinas están involucradas en el control de la brotación y crecimiento de tallos en la Yerba Mate, observándose una estrecha relación entre la estructura química de la hormona y la respuesta morfogénica del explante. Las giberelinas que contienen un doble enlace en el anillo A (GA3 y GA7) inhiben el crecimiento de tallos, mientras que aquellas giberelinas, que no presentan dicho enlace (GA1 y GA4), estimulan el crecimiento de los mismos. Fig. 1: Respuestas morfogénicas de explantes de Yerba Mate cultivados en MS/4 adicionado con diferentes GAs. b) GA3 c) GA4 100 100 80 80 80 60 60 60 40 40 40 20 20 20 0 0 0.1 1 10 mg.l -1 d) GA7 0 100 80 80 60 60 40 40 20 20 0 0.1 1 0.1 1 10 0 0 10 0 0.1 1 10 f) e) BX-112 100 0 0 100 Explantes que brindan brotes > 5 mm (%) % a) GA1 100 75 « « 50 « Control (± 7.6) 25 0 0 1 Respuest a morfogénica: Brote > 5mm Sólo Yema 10 100 GA1 1.0 Brote < 5mm Abscisión GA3 0.1 GA 4 GA7 5.0 mg l-1 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2000 BIBLIOGRAFIA 1. Basconsuelo S, Reinoso H, Lorenzo E, Luna V, Bottini R 1995. Plant Growth Regulation 16: 113-119. 2. Bottini R, Luna V 1993. Current Topics in Plant Physiology 1: 147-159. 3. Davies PJ 1995. En: PJ Davies (Ed) Plant Hormones: Physiology, Biochemistry and Molecular Biology. Kluwer Academic Publisher, The Netherlands, Pg 1-12. 4. Hedden P 1999. Journal of Experimental Botany 50: 553-563. 5. Hedden P, Kamiya Y 1997. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology 48: 431460. 6. Junttila O 1991. En: N Takahashi, BO Phinney, J Macmillan (Eds) Giberellins. Springer-Verlag, New York, Pg 199-210. 7. Murashige T, Skoog FF 1962. Physiologia Plantarum 15: 473-497. 8. Rademacher W 1991. En: N Takahashi, BO Phinney, J Macmillan (Eds) Giberellins. Springer-Verlag, New York, Pg 199-210.