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Carrera de Ingeniero Agrónomo
“Caracterización y germinación in vitro de semillas
de heliconias”
TESIS
Que para obtener el título de:
INGENIERO AGRÓNOMO
P R E S E N T A:
Jesús Ramón Solís Tlazalo
Director externo:
Dr. Fernando Carlos Gómez Merino
Director interno:
Dr. Joaquín Murguía González
Córdoba, Ver. 2007
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS Y AGROPECUARIAS
ZONA: ORIZABA – CORDOBA
CONTENIDO
ÍNDICE DE CUADROS…………………………………………………………..
ÍNDICE DE FIGURAS……………………………………………………………
I. INTRODUCCIÓN ……………………………………………...........................
II. SITUACIÓN PROBLEMÁTICA ……………………………………………...
III. OBJETIVOS…………………………………………………………………...
3.1 Objetivo general……………………………………………………………….
3.1.1 Objetivos particulares……………………………………………………
IV. REVISIÓN DE LITERATURA……………………………………………….
4.1 Distribución geográfica de las heliconias……………………………………...
4.2 Importancia de las heliconias………………………………………………….
4.3 Clasificación taxonómica y botánica…………………………………………..
4.4 Germinación de semillas de heliconias………………………………………..
4.5 Cultivo in vitro de heliconias…………………………………………………..
V. MATERIALES Y METODO…………………………………………………..
5.1 Sitios de estudio………………………………………………………………..
5.2 Plantaciones de heliconias en estudio………………………………………….
5.3 Toma de datos edafoclimáticos………………………………………………..
5.4 Caracterización de las heliconias………………………………………………
5.5 Manejo y tratamiento de semillas de heliconias………………………………
5.6 Establecimiento aséptico del cultivo………………………………………….
5.7 Medio de cultivo básico………………………………………………………..
5.8 Determinación del porcentaje de germinación y contaminación de semillas….
5.9 Diseño experimental y análisis estadístico de los datos……………………….
VI. RESULTADOS………………………………………………………………..
6.1 Condiciones del clima y el suelo durante el período de estudio……………….
6.2 Caracterización regional de cinco especies de heliconia…………..…………..
6.3 Escarificación y germinación in vitro de semillas de heliconias………………
6.3.1 H. bourgaeana Petersen…………………………………………………
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6.3.2 H. latispatha Bentham…………………………………………………...
6.3.3 H. psittacorum L. f………………………………………………………
6.3.4 H. rostrata Ruiz y Pavón…..…………………………………………….
6.3.5 H. spissa Griggs ……….………………………………………………...
6.4 Presencia de hongos, bacterias y necrosis en semillas de heliconias germinadas in
vitro……………………………………………………………….
VII. CONCLUSIONES……………………………………………………………
VIII. LITERATURA CITADA……………………………………………………
IX. ANEXOS………………………………………………………………………
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Índice de cuadros
Cuadro 1. Tratamientos de escarificación de semillas de heliconias……………...
Cuadro 2. Caracterización del suelo del primer sitio de estudio donde se encuentra establecida la
plantación de heliconias en el Campus Córdoba...
Cuadro 3. Caracterización del suelo del segundo sitio de estudio donde se encuentra establecida la
plantación de heliconias en Tropical World……..
Cuadro 4. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia
bourgaeana Petersen…………………………………………...
Cuadro 5. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia latispatha
Bentham……………………………………………..
Cuadro 6. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia
psittacorum L. f…………………………………………………
Cuadro 7. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia rostrata
Ruiz y Pavón …………………………………………
Cuadro 8. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia spissa
Griggs …………………………………………..
Cuadro 9. Porcentaje de presencia de hongos, bacterias y necrosis en semillas de heliconias
germinadas in vitro……………………………………………..
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Índice de figuras
Figura 1. Regiones biogeográficas de México…………………………………….
Figura 2. Especies de heliconias nativas del estado de Veracruz …………………
Figura 3. Clasificación del orden Zingiberales, que comprende las familias Heliconeaceae,
Strelitziaceae, Musaceae, Costaceae, Lowiaceae, Marantaceae, Zingiberaceae y
Cannaceae…………………………………
Figura 4. Diagrama de localización del Campus Córdoba ………………………..
Figura 5. Temperatura y precipitación media anual registradas en el primer sitio de la zona de
estudio durante 2006 (Mpio. Amatlán de los Reyes,
Veracruz)…………………………………………………………………..
Figura 6. Temperatura y precipitación media anual registradas en el segundo sitio de la zona de
estudio durante 2006 (Mpio. Fortín de las Flores, Veracruz).
Figura 7. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. bourgaeana Petersen en respuesta a
diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min; 3: H2SO4 100 min;
4: remoción del opérculo; 5: extracción del
embrión………………………………………………….
Figura 8. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. latispatha Bentham en respuesta a
diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min; 3: H2SO4 100 min;
4: remoción del opérculo; 5: extracción del
embrión………………………………………………….
Figura 9. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. psittacorum L. f. en respuesta a
diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min; 3: H2SO4 100 min;
4: remoción del opérculo; 5: extracción del
embrión…………………………………………………….
Figura 10. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. rostrata Ruiz y Pavón en
respuesta a diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min; 3:
H2SO4 100 min; 4: remoción del opérculo; 5: extracción del
embrión…………………………………………………….
Figura 11. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. spissa Griggs en respuesta a
diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min; 3: H2SO4 100 min;
4: remoción del opérculo; 5: extracción del
embrión…………………………………………………………………….
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1. Introducción
Las heliconias son especies neotropicales, distribuidas desde México hasta Argentina y
algunas islas del Pacífico Sur. Debido al crecimiento abundante de sus vástagos y al
desarrollo extenso de sus rizomas, las heliconias desempeñan una función muy
importante en la estabilidad de los ecosistemas tropicales donde se presentan fuertes
precipitaciones, al evitar la erosión de los suelos y mantener la humedad de los mismos.
Muchas de ellas son aprovechadas para producir insumos útiles en la preparación de
alimentos y en la construcción de viviendas, o cultivadas como ornamentales (para flor
de corte, producción de follaje, plantas de macetas o de jardín). Al mismo tiempo las
inflorescencias mantienen una fauna muy rica, que contribuye a su polinización.
Las heliconias pertenecen al género Heliconia, el cual incluye aproximadamente 200
especies de plantas monocotiledóneas de tamaño medio a grande. El género Heliconia
es el único de la familia Heliconiacea, la cual se encuentra en el orden de los
Zingiberales.
A nivel comercial, las heliconias son apreciadas por sus inflorescencias de vistosos
colores en los mercados tanto nacionales como internacionales. En poco tiempo la
producción y comercialización de las inflorescencias de estas especies se ha convertido
en una actividad muy rentable.
El auge de las economías globalizadas, el incremento de los costos de producción y la
aplicación de políticas de cuidado al medio ambiente, han originado la búsqueda de
nuevas formas de producción de especies ornamentales. De estas nuevas formas que
apoyan el desarrollo de la floricultura, la biotecnología ocupa un lugar preponderante,
ya que por medio de herramientas biotecnológicas como el cultivo in vitro es posible
reproducir muchas plantas en pequeños espacios y conservar la pureza genética y la
sanidad de las especies que así se cultivan.
La diversidad de las condiciones edafoclimáticas de nuestro país posibilitan el
desarrollo de una floricultura de excelencia. Las heliconias, especies que producen
inflorescencias exóticas que pueden tener una vida de florero moderada, constituyen una
excelente oportunidad para potenciar el desarrollo de una floricultura innovadora, capaz
de ofrecer a los mercados un producto alternativo con mucha posibilidad de crecimiento
y expansión.
2. Situación problemática
La creciente demanda de flores exóticas como las heliconias ha provocado que las
plantaciones comerciales no sean suficientes para abastecer el mercado, por lo que las
poblaciones naturales están siendo perturbadas. Año con año son extraídos miles de
rizomas para su comercialización, y debido a que la forma común de reproducción de
estas especies es vegetativa a través de la emisión de rizomas, las poblaciones naturales
se ven seriamente disminuidas, con las consecuentes repercusiones en la estabilidad de
sus hábitats. Ante esta problemática es necesario desarrollar nuevas formas de
propagación de estas especies, siendo la propagación por semillas una alternativa viable.
Las semillas de las heliconias sin embargo presentan un bajo porcentaje de germinación,
larga latencia y dureza de la testa. Además, las plantas obtenidas por semilla son de
lento crecimiento y presentan gran variabilidad aún cuando provienen de un mismo lote.
A pesar de ello, las plantas obtenidas por semillas son sanas y genéticamente puras, y
pueden mejorar su desempeño si se les ofrecen las condiciones óptimas para su
crecimiento y desarrollo.
La biotecnología, a través del cultivo in vitro, representa una alternativa para mejorar el
crecimiento y producir plántulas sanas y vigorosas, ya que ofrece las condiciones
nutritivas y ambientales ideales para ello.
Las investigaciones básicas y aplicadas sobre la conservación y el aprovechamiento de
heliconias en nuestro país son escasas, por lo que existe la necesidad de generar
información que pueda ser útil para la toma de decisiones en torno a la producción de
estas especies.
Con este trabajo de tesis de licenciatura se busca generar datos importantes en el ámbito
de la caracterización local de cinco especies de heliconias que se producen en la zona
Córdoba- Fortín, en el estado de Veracruz, y hacer uso del cultivo in vitro para germinar
semillas escarificadas que puedan ofrecer un mayor número de nuevas plantas sanas en
un menor tiempo, con la finalidad sentar las bases para desarrollar una tecnología que
en un corto plazo pueda ser útil para abastecer un mercado creciente y demandante de
nuevos productos. Para ello se ha realizado una descripción exomorfológica regional de
diferentes especies de heliconias y se han evaluado métodos físicos y químicos de
escarificación de semillas que permitan romper la latencia de las mismas para su
posterior germinación in vitro.
3. Objetivos
3.1 Objetivo General
Hacer una descripción exomorfológica regional de diferentes especies de heliconias
y mejorar el porcentaje de germinación in vitro de sus semillas utilizando diferentes
métodos de escarificación.
3.1.1Objetivos Particulares
▪ Hacer una descripción exomorfológica general de plantas, inflorescencias, frutos
y semillas de Heliconia bourgeana Petersen, Heliconia latispatha Bentham,
Heliconia psittacorum L. f., Heliconia rostrata Ruiz y Pavón, y Heliconia spissa
Griggs, que crecen en plantaciones comerciales de la zona central del estado de
Veracruz.
▪ Analizar el crecimiento que alcanzan plantas, inflorescencias, frutos y semillas
de Heliconia bourgeana Petersen, Heliconia latispatha Bentham, Heliconia
psittacorum L. f., Heliconia rostrata Ruiz y Pavón, y Heliconia spissa Griggs
bajo las condiciones de estudio.
▪ Evaluar el efecto de diferentes métodos de escarificación de semillas de
Heliconia bourgeana Petersen, Heliconia latispatha Bentham, Heliconia
psittacorum L. f., Heliconia rostrata Ruiz y Pavón, y Heliconia spissa Griggs en
la germinación in vitro de las mismas.
Hipótesis
Los caracteres exomorfológicos y de crecimiento de diferentes especies de
heliconias son afectados por el medio donde se desarrollan y el porcentaje de
germinación in vitro de sus semillas mejora con la escarificación.
4. Revisión de literatura
4.1 Distribución geográfica de las heliconias
El total de la flora fanerogámica de México se calcula aproximadamente en 220
familias, 2,410 géneros y 26,000 especies, lo cual representa cerca del 10 % de las
plantas vasculares del planeta (Mittermeier et al., 1997). La mayor concentración de la
diversidad se encuentra en Chiapas, Oaxaca y se prolonga por un lado al centro de
Veracruz y por el otro a Sinaloa y Durango. El bosque mesófilo y el bosque tropical
perennifolio son los más diversos por unidad de superficie. La proporción de taxa
endémicos de México se aproxima a 10 % en el caso de géneros y a 52 % en especies.
Las cifras anteriores indican que el territorio nacional ha sido el sitio de origen y de
evolución de un gran número de linajes vegetales (Rzesowski, 1998; Vázquez-García,
2005).
Entre las causas que hacen de México un país de alta diversidad biológica están la
topografía, la variedad de climas y una compleja historia, tanto geológica y biológica
como cultural. Estos factores han contribuido a formar un mosaico de condiciones
ambientales y microambientales que promueven una gran variedad de hábitats y de
formas de vida (Sarukhán et al., 1996). México tiene un accidentado relieve con una
compleja topografía; más del 65 % del área del país se encuentra por encima de los mil
metros sobre el nivel del mar y cerca del 47 % de la superficie tiene pendientes
superiores a 27 %. Estas variaciones altitudinales, junto con otros factores como la
situación latitudinal del país con relación a los grandes cinturones de vientos y los
regímenes térmicos de las corrientes marinas que bañan las costas mexicanas, traen
consigo variaciones climáticas. Esto hace que el país contenga prácticamente todos los
grupos y subgrupos de climas posibles, y que existan variaciones de climas secos a
húmedos en distancias de pocos kilómetros (Conabio, 1998). Aunado a las
características anteriormente señaladas, México se caracteriza por su ubicación en dos
de las principales regiones biogeográficas del planeta, la Neártica (característica de
Norteamérica) y la Neotropical (característica de Centro y Sudamérica), las cuales
hicieron contacto hace aproximadamente seis millones de años. Estas dos regiones
biogeográficas comprenden 23 provincias (Figura 1) (Smith, 1941; Morrone, 2005). La
zona en la que se unen ambas regiones biogeográficas corresponde, en forma amplia, al
Istmo de Tehuantepec, donde se encuentran flora y fauna del norte y el sur de América,
así como elementos de la biota endémicos que sólo se encuentra en esta zona de
transición (Mittermeier y Goettsch, 1992).
Figura 1. Regiones biogeográficas de México (Smith, 1941; Morrone, 2005). México se ubica
entre dos zonas biogeográficas: la Neártica al norte y la Neotropical al sur. La línea festoneada indica el
límite entre las regiones Neártica y Neotropical. Estas dos regiones comprenden 23 provincias
biogeográficas: A, Guerrerense; AC, Austro-Central; AOC, Austro-Occidental; AOR, Austro-Oriental;
AP, Apachiana; ARIZ, Arizoniana; C, del Cabo de Baja California; CHI, Chihuahuense; CP, de la
Altiplanicie Chiapaneca; D, Durangueña; HID, Hidalguense; LB, del Balsas Inferior; OH, de la
Altiplanicie Oaxaqueña; P, del Petén; PEN, Peninsular; SD, Sandieguina; SIN, Sinaloense; TAM,
Tamaulipeca; TAP, Tapachulteca; TEH, Tehuana; UB, del Balsas Superior; VC, Veracruzana; YUC,
Yucateca.
Esta variedad de condiciones ambientales permiten que México cuente con una riqueza
florística que le ubica como el quinto país megadiverso del planeta (Ramamoarthy et al.
1998; Toledo, 1988; Villaseñor, 1991). En particular, el estado de Veracruz tiene de
8,000 a 9,000 especies de plantas vasculares (Toledo, 1988). Dentro de este gran
número de especies, existen muchas con potencial ornamental como las heliconias (flor
de corte, follaje, en maceta o jardinería), las cuales después de ser estudiadas, pueden
ser introducidas al mercado para su comercialización.
Las heliconias pertenecen al género Heliconia. Este género tiene el 98 % de sus
especies distribuidas en Centro, Sudamérica, y el Caribe. El resto de las especies se
ubican en islas del Pacífico Sur como Samoa y la isla Indonesia de Sulawesi (también
conocida como Célebes). Con 93 especies registradas, Colombia ocupa el primer lugar
en diversidad de heliconias en el mundo, seguida de Brasil con 45, Perú con 35,
Ecuador con 32, Venezuela con 30 y Bolivia con 20 (Hoyos, 1986; Madriz et al., 1991;
Kress et al., 2004; Kress et al., 2005). En México existen 16 especies de este género, las
cuales incluyen Heliconia adflexa (Griggs) Standl., H. aurantiaca Ghiesbr., H. bihai L.,
H. bourgaeana Petersen, H. champneiana Griggs, H. collisiana Griggs, H. latispatha
Bentham, H. librata Griggs, H. mariae J. D. Hooker, H. mooreana R. R. Smith, H.
schiedeana Klotzsch, H. spissa Griggs, H. tortuosa Griggs, H. uxpanapensis C.
Gutiérrez-Báez y H. wagneriana Petersen (Gutiérrez-Báez, 2000).
Con nueve especies nativas del estado, Veracruz ocupa el primer lugar a nivel nacional
en número de especies de este género incluyendo Heliconia adflexa (Griggs) Standl.,
H. bourgaeana Petersen, H. collisiana Griggs, H. latispatha Bentham, H. librata
Griggs, H. schiedeana Klotzsch, H. spissa Griggs, H. uxpanapensis Gutiérrez-Báez y H.
wagneriana Petersen (Figura 2) (Gutiérrez-Báez, 2000; Acosta, 2002).
El hábitat de estas especies es variado. Pueden crecer en regiones húmedas y secas. En
su mayoría se desarrollan en climas húmedos y calidos, entre 200 y 2000 msnm; sin
embargo, la altitud ideal es de 1500 m, con temperaturas de 23 a 30 ºC. Toleran una
precipitación de entre 1500 y 2000 mm, distribuidos de 120 a 200 mm al mes. En
cuanto a luminosidad necesitan entre 30 y 40 % de sombra y humedad relativa de 60 a
80 % (Atehortúa, 1998; Maza y Builes, 2000). Los suelos aptos para su cultivo deben
ser profundos, húmedos, ricos en materia orgánica, protegidos de radiaciones fuertes
(Hoyos, 1999), con temperaturas de 18 a 23 ºC, ubicados en zonas planas con texturas
francas; el pH ideal es de 4.5 a 6.5 y se ha reportado que las heliconias no toleran suelos
básicos, ni mal drenados (Atehortúa, 1998), Betancur y Kress, 1993).
Especies nativas como introducidas están siendo establecidas en plantaciones
comerciales en el estado de Veracruz. En la zona Córdoba–Orizaba existen diversos
viveros, jardines y huertos donde son producidas flores de corte y plantas de ornato de
numerosas especies de heliconias.
H. adflexa (Griggs) Standl. H. bourgaeana Petersen. H. collinsiana Griggs.
H. latispatha Bentham. H. librata Griggs. H. schiedeana Klotzsch.
H. spissa Griggs. H. uxpanapensis Gutiérrez-
Báez.
H. wagneriana Petersen.
Figura 2. Especies de heliconias nativas del estado de Veracruz. Los ejemplares de herbario han
sido tomados de Muestras Neotropicales de Herbario en el sitio The Field Museum disponible en Internet
en la dirección www.fieldmuseum.org/.
4.2 Importancia de las heliconias
En la actualidad, la demanda de las inflorescencias de estas especies se ha incrementado
notablemente en los mercados nacionales e internacionales, y sin duda su cultivo se ha
convertido en un importante detonante de la economía agrícola de numerosos países
(Castañeda, 2002). Paralelamente, la producción de rizomas y semillas se ha convertido
también en una actividad muy remunerativa. En este contexto, los productores se están
enfocando a la certificación de sus sistemas de producción tanto de semilla agronómica
como de semilla botánica, además de que cada vez se requiere mayor información para
producir más y mejores inflorescencias.
Como flores tropicales, las heliconias contribuyen de manera importante en el mercado
florícola a escala global. Se calcula que la floricultura tropical cubre más del 4 % del
mercado de las flores en el mundo, con una tendencia a incrementarse gradualmente
(Pizano, 2005). Sin embargo, es necesario considerar que como flores tropicales de
corte las heliconias representan ciertos problemas en cuanto a producción y
comercialización, incluyendo su peso y tamaño, lo que hace más caro su empaque y más
difícil el manejo para el consumidor final; la temperatura de almacenamiento difiere de
la que se usa para otras especies, lo que hace necesario poner en operación
procedimientos especiales de transporte y manejo postcosecha; y retos que debe
enfrentar el productor en cuanto a propagación, florecimiento, y vida de florero, entre
otros.
En el estado de Veracruz existen importantes centros de producción y comercialización
de plantas ornamentales y flores de corte. Ciudades como Xalapa, Fortín de las Flores y
Córdoba cuentan con ferias de la flor y centros de acopio, distribución y
comercialización de flores tropicales. Como estado que concentra la mayor cantidad de
especies de heliconias en México, Veracruz tiene un gran potencial para desarrollar una
excelente plataforma de producción y comercialización de estas especies apoyado en el
desarrollo científico y tecnológico en apoyo de esta actividad.
Así mismo, de especial importancia resulta el hecho de que las heliconias desempeñan
una importante función en el equilibrio de los ecosistemas donde se desarrollan, ya que
debido a su crecimiento rizomatoso son aptas para contrarrestar los movimientos del
suelo en laderas y permiten conservar la humedad. Con su néctar alimentan a insectos
benéficos, colibríes y murciélagos. Estos últimos, además de desempeñar una
importante función en la polinización de estas y otras especies, contribuyen a la
estabilidad de las poblaciones de algunos insectos y arañas plaga pues se alimenta de
ellos. Las heliconias protegen las fuentes de agua y son imprescindibles en la
reforestación (Burna, et al, 2004; Kepler, 1989).
En cuanto a sus usos alternativos, el rizoma o tubérculo de algunas especies es
comestible asado o hervido, como es el caso de la Heliconia hirsuta, conocida como
isira o bijao (Wikipedia, 2006). Las hojas se usan para envolver alimentos como quesos
y carnes, ya que estas mantienen la humedad y frescura. También se utilizan en
construcción de palapas (Burna et al., 2004; Kepler, 1989).
A pesar de su importancia tanto ecológica como económica, existe escasa investigación
que apoye el mejor aprovechamiento de estas plantas. Con excepción de algunas tesis de
investigación etnobotánica y biológica sobre especies en el estado, solo el Instituto de
Ecología, A. C. (http://www.ecologia.edu.mx) cuenta con un fascículo sobre la familia
Heliconiaceae dentro de la serie Flora de Veracruz (Gutiérrez-Báez, 2000), por lo que es
evidente la necesidad de realizar un mayor número de estudios que permitan un
conocimiento pleno de estas especies para su mejor manejo y aprovechamiento.
4.3 Clasificación taxonómica y descripción botánica
Heliconias, aves del paraíso, achiras, gingers, bilbos y otras plantas conocidas como
platanillos están agrupadas botánicamente en el orden Zingiberales. Este orden se
compone de ocho familias: Heliconeaceae, Strelitziaceae, Musaceae, Costaceae,
Lowiaceae, Marantaceae, Zingiberaceae y Cannaceae (Figura 3).
La familia Heliconiaceae sólo está representada por el género Heliconia, con más de
250 especies distribuidas principalmente en el centro y sur de América y en el Caribe.
Las heliconias son plantas herbáceas perennes cuya altura varía desde 70 cm. hasta 10
m. Presentan raíces adventicias y fasciculadas. El pseudotallo está formado por la
superposición de las vainas de las hojas y se origina desde el sitio de crecimiento del
rizoma hasta donde brotan los pecíolos de las hojas, dándole sostén a las mismas, el cual
asciende por su interior en épocas reproductivas. El pecíolo puede tener colores
diferentes. Teniendo en cuenta la distribución de las hojas en el pseudotallo y la
longitud del pecíolo, se diferencían tres hábitos de crecimiento: Musoide, con pecíolos
largos y hojas en posición vertical u oblicuas; Canoide, con peciolos cortos y hojas en
posición oblicua; y Zingiberoide, con hojas sin pecíolos o con pecíolos cortos en
posición horizontal (Maza y Builes, 2000).
Figura 3. Clasificación del orden Zingiberales, que comprende las familias Heliconeaceae,
Strelitziaceae, Musaceae, Costaceae, Lowiaceae, Marantaceae, Zingiberaceae y Cannaceae
(Berry y Kress, 1991).
La inflorescencia puede ser erecta, con brácteas dispuestas hacia arriba, o péndula, con
brácteas dispuestas hacia abajo. La inflorescencia generalmente brota en forma
terminal, al final del pseudotallo. En algunas especies ocasionalmente brota del rizoma
en un tallo sin hojas. Las brácteas son los órganos más vistosos de una heliconia,
generalmente de colores primarios o mezclados. Éstas se conectan con el raquis que
continua del pedúnculo de la inflorescencia, el cual puede ser rígido o flexible (Berry
y Kress, 1991). Cada flor está rodeada y protegida por una bráctea floral individual
que protege al ovario. Estas brácteas son opacas y coriáceas. Otras especies presentan
brácteas transparentes que se descomponen después de la apertura de la flor; la flor
posee seis estambres, cinco fértiles y uno estaminodio. El ovario es amarillo, verde o
blanco, generalmente liso o pubescente en algunas especies; al ser fecundado aumenta
de volumen, iniciándose la formación del fruto (drupa), que contiene entre una y tres
semillas. Cuando el fruto madura generalmente se torna azul oscuro o violeta. La
semilla es pequeña (6 a 10 mm) y de testa dura y rugosa. Luego de la fecundación, el
pedicelo se elonga exponiendo el fruto maduro a los dispersores de semillas (Kress et
al., 1999).
4.4 Germinación de semillas de heliconias
Las semillas son óvulos maduros que se forman en el ovario, el cual se desarrolla para
formar el fruto. En heliconias, el fruto es una drupa, la cual puede contener de 1 a 3
semillas. La semilla consta de una cubierta o testa, material alimenticio almacenado y
un embrión. La testa puede tener muy distintas texturas y apariencias. Generalmente es
dura y está formada por una capa interna y una externa de cutícula y, una o más capas
de tejido grueso que sirve de protección. Estas características le confieren a la testa
cierto grado de impermeabilidad al agua y a los gases. Ello le permite ejercer una
influencia reguladora sobre el metabolismo y crecimiento de la semilla (Kozlowski et
al., 1972), por lo que con frecuencia estas semillas presentan latencia o dormancia. La
latencia o dormancia es el estado en el cual una semilla viable no germina aún en
condiciones de humedad, temperatura y concentración de oxígeno idóneas para hacerlo.
Así, las semillas pueden mantener su viabilidad durante largos períodos de tiempo. Esta
es una de las propiedades adaptativas más importantes que poseen los vegetales. Debido
a ello, las semillas sobreviven en condiciones desfavorables y adversas, aunque no
indefinidamente. En condiciones adecuadas, las semillas inician su germinación y
necesitan de un medio nutritivo rico en nutrimentos para poder desarrollar la nueva
plántula.
Las semillas de heliconias presentan un bajo porcentaje de germinación y larga latencia
(Montgomery, 1986). Cuando logran germinar, el proceso es muy similar al de la
orquídea (Pierik, 1995). En este proceso, lo primero que ocurre es que el embrión
absorbe agua a través de la testa, hay hinchazón del endospermo, aumentando el
volumen. Después, se inicia la división celular, y el embrión rompe la cubierta seminal.
Se forma una estructura de tipo protocormo, a partir del agregado de células y sobre el
cual puede distinguirse un meristemo del vástago. Rápidamente, se inicia la
diferenciación de órganos del vástago en un lado y rizoides en el opuesto. Si el
protocormo está a la luz, adquiere el color verde y al mismo tiempo se forman las hojas.
Al final, tiene lugar la formación de clorofila por lo que la planta se vuelve autótrofa,
formándose las primeras raíces auténticas, por lo que el protocormo y los rizoides
pierden su misión de nutrir y desaparecen (Berry y Kress, 1991).
Para romper la latencia de semillas de heliconias es posible utilizar varios métodos de
escarificación, que básicamente se pueden agrupar como húmedos (ácidos, álcalis,
solventes, alcoholes) o secos (microondas, impacto, remoción manual o mecánica de la
testa o parte de ella) (Doran et al., 1983).Cualquiera de estos tratamientos acelera el
proceso de germinación, lo cual dependerá de la especie, la técnica empleada, origen de
la semilla, época de cosecha y tiempo de almacenamiento (Cruz y Takaki, 1983; Corral
et al., 1990; Sanabria et al., 1997). De todos ellos, los que se utilizan con mayor
frecuencia son los ácidos que pueden ser sulfúrico o clorhídrico y las bases como el
hidróxido de sodio. Una vez escarificadas y limpias, las semillas pueden ser
establecidas en medios óptimos para su germinación.
4.5 Cultivo in vitro de heliconias
El cultivo in vitro se define como el cultivo en un medio nutritivo, en condiciones
asépticas y estériles, de plantas, semillas, órganos, explantes, tejidos, células y
protoplastos de plantas superiores, que asegura la obtención de plantas libres de
patógenos y con pureza genética. El enorme potencial que posee esta técnica ha
propiciado que en los últimos años se haya incrementado la producción comercial de
plantas ornamentales y frutales, lo que ha sido una alternativa viable en sus programas
de producción dado que permite germinar semillas que en condiciones in vivo serían
difíciles de obtener (Pierik, 1990).
La propagación in vitro de especies del género Heliconia ha sido escasamente abordada
por lo que se encuentran muy pocos trabajos con esta temática en la literatura.
Nathan et al. (1992), propagaron H. psittacorum a través del cultivo de yemas. Estos
autores emplearon antibiótico Rocefín® (Ceftrioxona, 0.2 g L-1
) para controlar la
contaminación y antioxidantes como polivinilpirrolidona (PVP) y combinaciones de
ácido cítrico y ácido ascórbico en concentraciones de 1 g L-1
cada uno, reportados con
éxito.
Goh et al. (1995), emplearon organogénesis directa en la propagación de H. psittacorum
L. en el medio de cultivo de Murashige y Skoog (MS).
Recientemente se evaluó la combinación de los reguladores de crecimiento 6-
bencilaminopurina y ácido 3-indolacético (6-BAP y AIA, respectivamente) en la
multiplicación de H. standleyi a partir de explantes (Sosa, 2004).
Marulanda e Isaza (2004) evaluaron métodos de desinfección de explantes en heliconia,
con fines de reproducción masiva. Emplearon para ello, el medio MS a la mitad de su
concentración, siguiendo las recomendaciones de Nathan et al. (1992).
Viegas (2005) reporta establecimiento in vitro de Heliconia rauliniana a partir de
yemas laterales, empleando el medio MS, suplementado con fitagel (2 g L-1
), vitaminas
de Morel, sucrosa (30 g L-1
) y 6-BA (3.5 mg L-1
) y el pH ajustado a 5.8. Existió alta
incidencia de contaminación en los cultivos con la presencia de bacterias de los géneros
Pseudomonas y Klebsiella.
La germinación de semillas en medio estéril es una de las posibles vías para la
obtención de plántulas in vitro que servirían como punto de partida (fase de
establecimiento) para protocolos de micropropagación, inducción de callos y cultivo de
suspensiones celulares, o simplemente para obtener plantas sanas. Castañeda (2002)
reportó con éxito la germinación in vitro de semillas escarificadas y de embriones
extraídos de la especie H. collinsiana en medio MS al 50 %.
Pierik (1990) indica que en el cultivo de embriones no existen problemas de infección.
Las semillas maduras se encuentran desinfectadas en su exterior, a partir de ellas se
obtienen los embriones abriendo la cubierta seminal. Si las semillas están todavía
inmaduras, el fruto aún cerrado permanece estéril, y al abrirlo se obtienen los óvulos
totalmente desinfectados.
Las principales razones de una baja viabilidad se deben a pérdidas por infección,
embriones demasiado pequeños en el momento de aislamiento, interrupción del
desarrollo embrionario, daños físicos a los tejidos y condiciones desfavorables del
medio nutritivo (pH, desbalance iónico y hormonal) entre otros (Pierik, 1990).
Como conclusión, es sabido que debido a la recalcitrancia de las semillas de heliconias,
la germinación es muy escasa, por lo que existe una creciente perturbación y saqueo de
rizomas de estas especies de sus hábitats naturales. A fin de reducir este saqueo y
contribuir a un mejor aprovechamiento de las mismas, en este estudio se han descrito
algunas características de las plantas, inflorescencias, flores, frutos y semillas de
diferentes especies del género Heliconia, a fin de establecer las bases para el desarrollo
de futuras investigaciones que contribuyan a un mejor aprovechamiento de estas
especies. De manera paralela se han evaluado diferentes métodos de escarificación de
semillas con la finalidad de mejorar su porcentaje de germinación in vitro.
5. Materiales y método
5.1 Sitios de estudio
La investigación se desarrolló en cuatro etapas: 1) descripción de los caracteres
exomorfológicos y de crecimiento de cinco especies de heliconias; 2) evaluación de los
diferentes métodos de escarificación para romper la dormancia; 3) establecimiento del
cultivo aséptico de semillas de heliconias; y 4) evaluación del porcentaje de
germinación de las semillas de heliconia de cada especie.
El primer sitio de estudio se ubica en el Colegio de Postgraduados Campus Córdoba
(Figura 4), el cual se localiza a 646 msnm, a 96º 51' de latitud norte y a 18º 51' de
longitud oeste. El clima de la zona es templado húmedo regular con una temperatura
media anual de 20 ºC, con una máxima de 36 ºC y una mínima de 12 ºC. Se presentan
lluvias abundantes en verano y principios de otoño y lloviznas en invierno que provocan
descensos en la temperatura. La precipitación media anual asciende a los 1807 mm. Los
suelos del sitio son ácidos, con valores de pH que varían de 4 a 6.
Figura 4. Diagrama de localización del Campus Córdoba. El Campus Córdoba se localiza en el Km.
3+480 de la Carretera Federal Córdoba - Veracruz, Mpio. de Amatlán de los Reyes, Veracruz.
El segundo sitio de estudio se ubica en el Tropical World, el cual se localiza en el
Municipio de Fortín de las Flores, Veracruz, a 1010 msnm, a 96º 57' de latitud norte y a
18º 58' de longitud oeste. El clima de la zona es templado-húmedo-regular con una
temperatura media anual de 19 ºC, con una máxima de 35 ºC y una mínima de 10 ºC.
Se presentan lluvias abundantes en verano y principios de otoño y lloviznas en invierno
que provocan descensos en la temperatura. La precipitación media anual asciende a los
2100 mm. Los suelos del sitio son ácidos, con valores de pH que varían de 5 a 6.
5.2 Plantaciones de heliconias en estudio
En el primer sitio de estudio, la plantación inicial de heliconias compuesta por las
especies H. collinsiana, H. latispatha y H. psittacorum, fue establecida entre 1994 y
1995 en el Campus Córdoba. Gradualmente se fueron incorporando nuevas especies; las
más recientes (H. rostrata, H. stricta, y H. wagneriana) fueron plantadas en 2000. De
cada especie, la plantación cuenta con al menos dos surcos de 50 m de longitud, con
separaciones de 2 m por surco. Aunque las plantas reciben un manejo en cuanto a podas
y control mecánico de vegetación no deseada, desde hace 4 años a la fecha no se ha
aplicado ningún riego, fertilizante o producto fitosanitario para el control de plagas y
enfermedades, por lo que durante este período las plantas se han desarrollado de
acuerdo a su potencial y a las condiciones naturales en las cuales están establecidas, lo
cual es de suma importancia para efectos de este estudio, pues los resultados que se
reportan son efecto únicamente del ambiente natural y no de un manejo agronómico
integral.
En el Tropical World, segundo sitio de estudio, se encuentran más de 10 especies de
heliconias plantadas desde hace 12 años o más. Algunas plantaciones están en surcos,
mientras que otras se encuentran dispersas en el medio de la vegetación, sin recibir
ningún tratamiento de fertilizantes o productos fitosanitarios. El único manejo que
reciben estas plantas es la poda cada dos a tres años.
5.3 Toma de datos edafoclimáticos
Datos meteorológicos
Los datos meteorológicos correspondientes al año de estudio (2006) se tomaron de las
estaciones meteorológicas del mismo Campus Córdoba y se compararon con las
reportadas por los municipios de Córdoba, Amatlán de los Reyes y Fortín de las Flores.
Los datos incluyen temperatura y precipitación media anual, los cuales fueron
graficados con los promedios mensuales obtenidos de las estaciones meteorológicas.
Datos edafológicos
Se tomaron tres puntos de muestreo en cada sitio de estudio de la plantación de
heliconias, a una profundidad de 30 cm., al lado del surco, con una distancia de 15 cm.
Las muestras fueron homogeneizadas y posteriormente se eliminó parte de esta muestra
conjunta por el método del cuarteo hasta quedar únicamente 1 Kg. de suelo. El suelo fue
caracterizado física y químicamente en el Laboratorio Salvador Alcalde Blanco del
Área de Nutrición Vegetal en el Campus Montecillo del Colegio de Postgraduados.
5.4 Caracterización de las heliconias
Plantas
Se describió el hábito de crecimiento y la altura que alcanzan las plantas desde el nivel
del suelo hasta la hoja más alta del pseudotallo, usando un flexómetro.
Inflorescencias
Se describió el hábito y la orientación de la inflorescencia, la producción de
inflorescencias planta-1
año-1
, el peso fresco de la inflorescencia, el número de brácteas
por inflorescencia, el color y la vida de florero de la inflorescencia.
Frutos
Del fruto se describió su color, su peso fresco y el número de semillas que produce.
Semillas
De la semilla se midió el diámetro y la longitud con un vernier, y se determinó el peso
de la biomasa seca de éstas después de 3 días de secado a 72 ºC en estufa de aire
forzado.
5.5 Manejo y tratamiento de semillas de heliconias
Semillas de cinco especies de heliconias fueron colectadas en ambos sitios de estudio.
Para la eliminación de la pulpa que envuelve la semilla, éstas fueron lavadas con agua
destilada y detergente por 20 minutos en agitación previa, para eliminación de residuos.
Posteriormente se trataron con fungicida (Captan al 18 %) para evitar la proliferación de
hongos.
Para incrementar el porcentaje de germinación se probaron cuatro tratamientos (dos
químicos y dos mecánicos) y se compararon contra un tratamiento testigo en el cual se
conservaron las semillas intactas. El tratamiento T1 fue el testigo. En los tratamientos
T2 y T3 se probaron dos tiempos de inmersión (90 y 100 minutos) en ácido sulfúrico
(H2SO4) al 98 %. Los tratamientos T4 y T5 comprendieron la remoción del opérculo
(T4) y la extracción de embriones (T5). Para cada tratamiento se utilizaron 50 semillas
(Cuadro 1). Los experimentos fueron repetidos 3 veces.
Cuadro 1. Tratamientos de escarificación de semillas de heliconias.
Tratamiento Método de
Escarificación
No. de semillas tratadas
T1 Testigo 50
T2 H2SO4 al 98 %, 90 minutos 50
T3 H2SO4 al 98 %, 100 minutos 50
T4 Remoción del opérculo 50
T5 Extracción de embriones 50
5.6 Establecimiento aséptico del cultivo
Posterior a los tratamientos de escarificación, las semillas fueron nuevamente sometidas
a un proceso de desinfección. Todas las semillas fueron lavadas con una solución a base
de Captan al 18 % en un periodo de 20 minutos. En seguida se lavaron con agua estéril,
continuando con un lavado con hipoclorito de sodio al 30 %, con un tiempo de
inmersión de 20 minutos. Para el caso de los embriones, el tiempo de inmersión fue de
10 minutos.
5.7 Medio de cultivo básico
El medio de cultivo utilizado para la germinación de las semillas fue el MS (Murashige
y Skoog, 1962) (Anexo 1). Después de los tratamientos de escarificación y de asepsia,
las semillas fueron depositadas en frascos de 20 mL, conteniendo 4 mL de medio de
cultivo cada uno y fueron puestos bajo condiciones controladas en un cuarto de
crecimiento a una temperatura de 25 + 2 ºC, a una densidad de flujo fotosintético de
fotones (PPFD) de 25 μmol m-2
s-1
y un fotoperíodo de 16 h de luz día-1
.
5.8 Determinación del porcentaje de germinación y contaminación de
semillas
El porcentaje de germinación se determinó por número de semillas germinadas de cada
especie y tratamiento realizado. Así mismo se evaluó el número de semillas
contaminadas para establecer el porcentaje de contaminación (por hongos y/o bacterias)
y dañadas (por necrosis o fenolización), así como el número de semillas latentes (no
germinadas).
5.9 Diseño experimental y análisis estadístico de los datos
Cada tratamiento constó de 25 frascos con dos semillas o embriones depositados en
cada uno. El diseño fue completamente al azar con cinco tratamientos. Los resultados
obtenidos en cada uno de los experimentos fueron analizados estadísticamente
utilizando la prueba de comparación de medias t de Student (* p ≤ 0.05; ** p ≤ 0.01),
empleando el paquete estadístico SAS (Statistical análisis System, 2000). En todos los
casos se comparó cada tratamiento contra el testigo (semillas sin escarificar).
6. Resultados
6.1 Condiciones del clima y el suelo durante el período de estudio
En el primer sitio de estudio, durante la fase de medición de variables de campo (enero
a diciembre de 2006) se tuvo una precipitación media anual de 1,727 mm, y una
temperatura media en el año de 21.2 ºC. La humedad relativa osciló entre 68 y 80 %
(valores para los meses de mayo y noviembre, respectivamente), con una media anual
de 76.2 %, lo cual indica que 2006 fue un año que registró las condiciones
climatológicas normales de la zona (Figura 5).
Figura 5. Temperatura y precipitación media anual registradas en el primer sitio de la zona de
estudio durante 2006 (Mpio. Amatlán de los Reyes, Veracruz).
En el segundo sitio de estudio, durante la fase de medición de variables de campo (enero
a diciembre de 2006) se tuvo una precipitación media anual de 2216 mm, y una
temperatura media en el año de 20.2 ºC. La humedad relativa osciló entre 72 y 85 %
(valores para los meses de mayo y noviembre, respectivamente), con una media anual
de 78 % (Figura 6).
Con estos datos es posible observar que la temperatura media fue 1 °C menor en el
segundo sitio de muestreo ubicado en Tropical World, mientras que la precipitación fue
489 mm mayor que en el primer sitio de estudio ubicado en el Campus Córdoba. Estos
sitios de estudio se ubican en la zona de transición ecológica entre el clima intermedio
0
50
100
150
200
250
300
E F M A M J J A S O N D
Meses del año (2006)
Precipitación,mm
0
5
10
15
20
25
30
Temperatura,°C
Precipitación Temperatura
de las estribaciones de la Sierra Madre Oriental y el cálido húmedo y subhúmedo de la
Llanura Costera del Golfo de México, representados en la clasificación de climas de
García (1981) como A (C)f, Am y Aw2. En esta zona de transición ecológica hay una
amplia diversidad biológica, que de acuerdo a las condiciones geológicas, edafológicas,
hidrográficas, climáticas y de vegetación presenta características que explican y
favorecen la biodiversidad y riqueza en recursos hídricos, edáficos y bióticos.
Figura 6. Temperatura y precipitación media anual registradas en el segundo sitio de la zona de
estudio durante 2006 (Mpio. Fortín de las Flores, Veracruz).
En el Cuadro 2 se presentan los análisis del suelo del primer sitio de estudio. El suelo es
de textura franco arcillosa con una densidad real y aparente de 2.5 y 1.5 g cm-3
,
respectivamente. El valor de pH es de 5.5, y presenta una conductividad eléctrica de 0.5
dS m-1
. El contenido de materia orgánica es del 3 %. Los niveles de nitrógeno total son
del orden de 0.15 %, mientras que los de fósforo extractable ascienden a 15.8 ppm y los
de potasio intercambiable a 0.15 cmol kg-1
, todo lo cual define al suelo con una
fertilidad media. Suelos con buena fertilidad deben tener un pH mayor a 5.5, un
contenido de materia orgánica mayor al 4 %, al menos 15 ppm de fósforo extractable, y
0.2 cmol kg-1
de potasio intercambiable y de 0.4 a 0.5 % de nitrógeno total (Vega,
2005).
0
50
100
150
200
250
300
E F M A M J J A S O N D
Meses del año (2006)
Precipitación,mm
0
5
10
15
20
25
30
Temperatura,°C
Precipitación Temperatura
|
En el Cuadro 3 se presentan los análisis del suelo del primer sitio de estudio. El suelo es
de textura franco arcillosa con una densidad real y aparente de 2.4 y 1.4 g cm-3
,
respectivamente. El valor de pH es de 5.7, y presenta una conductividad eléctrica de 0.7
dS m-1
. El contenido de materia orgánica es del 3 %. Los niveles de nitrógeno total son
del orden de 0.35 %, mientras que los de fósforo extractable ascienden a 18.8 ppm y los
de potasio intercambiable a 0.19 cmol kg-1
.
Cuadro 2. Caracterización del suelo del primer sitio de estudio donde se encuentra
establecida la plantación de heliconias en el Campus Córdoba.
Variable Valor
Textura Franco arenoso (38 % arena, 28 % limo y 34 % arcilla)
Densidad real 2.5 g cm-3
Densidad aparente 1.5 g cm-3
pH 5.5
CE 0.5 dS m-1
Materia orgánica 3 %
Nitrógeno total 0.15 %
Fósforo 15.8 ppm
Potasio 0.2 cmol kg-1
1
Datos reportados por el Laboratorio Salvador Alcalde Blanco de una muestra compuesta de suelo.
Cuadro 3. Caracterización del suelo del segundo sitio de estudio donde se encuentra
establecida la plantación de heliconias en Tropical World.
Variable Valor
Textura Franco arenoso (40 % arena, 30 % limo y 30 % arcilla)
Densidad real 2.4 g cm-3
Densidad aparente 1.4 g cm-3
pH 5.7
CE 0.7 dS m-1
Materia orgánica 4 %
Nitrógeno total 0.35 %
Fósforo 18.8 ppm
Potasio 0.19 cmol kg-1
1
Datos reportados por el Laboratorio Salvador Alcalde Blanco de una muestra compuesta de suelo.
6.2 Caracterización regional de cinco especies de heliconia
A continuación se presentan cinco cuadros que resumen las características de las
plantas, las inflorescencias, los frutos y las semillas de seis especies de heliconias
establecidas en el Campus Córdoba y en el Tropical World, estudiadas durante 2006.
Cuadro 4. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia
bourgaeana Petersen.
Planta
Hábito musóide
Altura 4.33 metros
Inflorescencia
Hábito
Orientación
Erecto
Dística
Producción 25 inflorescencias
planta-1
año-1
PF* de la
inflorescencia
360 g
Número de brácteas 8 a 15
Color rojo
Vida de florero 15 días
Fruto y semilla
Fruto drupa color azul marino
PF* del fruto 0.57 mg
Número de semillas
fruto-1
2 a 3
Tamaño de la semilla ancho: 0.81 cm
largo: 1.07 cm
PS de la semilla 0.070 mg
* PF: peso fresco; PS: peso seco.
Los centros de diversidad genética de H. bourgaeana se localizan en México, Costa
Rica y Brasil. En México se distribuye en los estados de Puebla, Oaxaca, Tabasco,
Veracruz, siendo éste último el centro de origen en México (Gutiérrez-Báez, 2000). Es
una especie que puede prosperar bajo la luz directa del sol o con hasta un 50 % de
sombreado. En el Tropical World esta especie puede lograr una altura hasta de 5 m,
produciendo de 8 a 15 brácteas por inflorescencia y una vida de florero de hasta 15 días.
En el Campus Córdoba no se cuenta con ejemplares de esta especie. En la parte central
del estado de Veracruz es la especie que más se utiliza como ornamental por el colorido
y tamaño de su inflorescencia.
® Solís-Tlazalo
® Gómez-Merino
® Solís-Tlazalo
Cuadro 5. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia
latispatha Bentham.
Planta
Hábito musóide
Altura 1.02 metros
Inflorescencia
Hábito
Orientación
Erecto
espiral
Número de inflorescencias 50 planta-1
año-1
PF* de la inflorescencia 80 g
Tamaño de la inflorescencia 25 a 30 cm
Número de brácteas 4 a 7
Color amarillo y naranja
Vida de florero 7 días
Fruto y semilla
Fruto Drupa color negro
PF* del fruto 0.75 mg
Número de semillas
fruto-1
3
Tamaño de la semilla Ancho: 0.50 cm
largo: 0.83 cm
PS* de la semilla 0.087 mg
* PF: peso fresco; PS: peso seco.
En México, Veracruz figura como centro de diversidad genética de esta especie, que se
distribuye desde el sureste de la República hasta Colombia y Venezuela. Se describen al
menos tres cultivares: Orange Gyro, Red Yellow Gyro y Distance. La altura de estos
cultivares oscila entre 1.2 y 2.5 m (Berry y Kress, 1991). Según Gutiérrez-Báez (2000),
en Veracruz esta especie puede alcanzar hasta 1.3 m de altura y contener de 6 a 12
brácteas por inflorescencia, la cual puede alcanzar un tamaño hasta de 30 cm. En las
condiciones de producción del Campus Córdoba, esta especie puede producir de 4 a 7
brácteas por inflorescencia, lo cual está por debajo del promedio reportado en la
literatura. Es importante destacar que la vida de florero de esta inflorescencia es de
hasta siete días.
® Solís-Tlazalo
® s- ® Solis-Tlazalo
Cuadro 6. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia
psittacorum L. f.
Planta
Hábito musóide
Altura 1.18 metros
Inflorescencia
Hábito
Orientación
Erecto
Dística
Número de inflorescencias 150 planta-1
año-1
PF* de la inflorescencia 30 g
Tamaño de la inflorescencia 10 a 15 cm
Número de brácteas 5 a 7
Color Naranja
Vida de florero 5 días
Fruto y semilla
Fruto drupa color negro
PF* del fruto 0.55 mg
Número de semillas fruto-1
3
Tamaño de la semilla ancho: 0.35 cm
largo: 0.85 cm
PS* de la semilla 0.078 mg
* PF: peso fresco; PS: peso seco.
Originaria de la Amazonía en Sudamérica, H. psittacorum es ampliamente cultivada
México. Se reportan al menos 17 cultivares e híbridos de esta especie. En el Campus
Córdoba se produce el cv. Andromeda, el cual produce de 3 a 5 brácteas por
inflorescencia. Aunque su vida de florero es muy corta (de apenas cinco días), esta
especie logra producir hasta 150 inflorescencias por planta al año y florece durante todo
el año, lo que implica un bajo costo de producción. Adicionalmente es la especie de
cultivo más fácil. Puede prosperar a sol abierto pero produce mejor bajo la sombra. Se
utiliza para producir flor de corte para eventos de corta duración, para proteger fuentes
de agua, para diseños paisajistas y como planta ornamental. En el parque Tropical
World no se reportan ejemplares de esta especie.
® Solis-Tlazalo
® Solís-Tlazalo
Cuadro 7. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia
rostrata Ruiz y Pavón.
Planta
Hábito musóide
Altura 5.80 metros
Inflorescencia
Hábito
Orientación
colgante
dística
Número de inflorescencias 50 planta-1
año-1
PF* de la inflorescencia 385 g
Tamaño de la inflorescencia 50 a 70 cm.
Número de brácteas 11 a 25
Color amarillo y rojo
Vida de florero 12 días
Fruto y semilla
Fruto drupa color azul marino
PF* del fruto 0.78 mg
Número de semillas
fruto-1
3
Tamaño de la semilla Ancho: 0.76 cm.
largo: 1.15 cm.
PS* de la semilla 0.086 mg
Nativa de Perú y Ecuador, H. rostrata produce una de las inflorescencias colgantes más
vistosas y no se describen cultivares. Esta especie puede lograr una altura hasta de 6 m
(Berry y Kress, 1991). En el estado de Veracruz se encuentra ampliamente distribuida
(Alejandro et al., 2005; Acosta, 2002) y en condiciones de cultivo logra producir hasta
50 inflorescencias planta-1
año-1
. Cada inflorescencia produce de 11 a 25 brácteas. La
inflorescencia tiene una vida de florero de hasta 12 días. Es importante destacar que el
bajo pH del suelo (menor a 5.5), la luz directa del sol, los períodos prolongados de
sequía y deficiente fertilidad de los suelos afectan significativamente el crecimiento
tanto de la planta como de la inflorescencia. Así, mientras en el parque Tropical World
logra crecer hasta 4.5 m y producir inflorescencias de hasta 1 m de largo, en el Campus
Córdoba esta especie crece hasta 1.5 m y sus inflorescencias miden 30 cm.
® Solís-
Tlazalo
® Solís-Tlazalo
® Solís-Tlazalo
Cuadro 8. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia
spissa Griggs.
Planta
Hábito musóide
Altura 3.63 metros
Inflorescencia
Hábito
Orientación
erecto
helicoidal
Número de
inflorescencias
10 planta-1
año-1
PF* de la inflorescencia 250 g
Tamaño de la
inflorescencia
16.5 a 45 cm.
Número de brácteas 7 a 19
Color rojo - verde
Vida de florero 14 días
Fruto y semilla
Fruto drupa color azul marino
PF* del fruto 0.60 mg
Número de semillas
por fruto
3
Tamaño de la semilla Ancho: 0.48 cm.
largo: 0.82 cm.
PS* de la semilla 0.11 mg
* PF: peso fresco; PS: peso seco.
El centro de diversidad genética de H. spissa se localiza en México y Guatemala. En
México esta especie se distribuye en los estados de Nayarit, Veracruz, Tabasco, Oaxaca
y Chiapas (Gutiérrez-Báez, 2000). Es una de las especies que producen las
inflorescencias mas apreciadas debido a sus vistosos colores y a su larga vida de florero
que logra ser hasta de hasta 14 días. En el parque Tropical World cada planta logra
producir hasta 10 inflorescencias por año. Cada inflorescencia puede producir de 7 a 19
brácteas. Es una de las especies más resistentes a la exposición directa de la luz del sol y
al viento. Además de sus inflorescencias, su follaje es también mus apreciado como
® Solís-Tlazalo
® Solis-Tlazalo
ornato en el mercado. No se reportan ejemplares de esta especie en la colección del
Campus Córdoba.
De esta caracterización se puede observar que tres de las especies estudiadas (i. e. H.
bourgaeana, H. latispatha y H. spissa) son nativas de Veracruz, mientras que dos (H.
psittacorum y H. rostrata) son nativas de América Tropical y se encuentran distribuidas
en el estado.
Aunque ubicados en la misma región, los dos sitios de estudio (parque Tropical World
en el Mpio. de Fortín de las Flores y el Campus Córdoba en el Mpio. de Amatlán de los
Reyes) presentan diferencias biofísicas que hacen también diferentes las respuestas de
crecimiento y desarrollo de las especies en estudio.
En el caso particular de la especie H. bourgaeana que se desarrolla en el Tropical World
logra crecer hasta 4 m y produce inflorescencias de hasta 80 cm. de longitud con hasta
15 brácteas. En la literatura se establece que esta especie puede alcanzar hasta 5 m de
altura y producir hasta 17 brácteas por inflorescencia (Berry y Kress, 1991; Gutiérrez-
Báez, 2000; Acosta, 2002; Alejandro et al., 2005). En el Campus Córdoba no se
produce esta especie, por lo que no existen indicaciones que permitan comparar el
desempeño de ésta de un sitio a otro.
La especie H. latispatha logra crecer hasta 2.5 m en las condiciones de cultivo del
Campus Córdoba. Su inflorescencia puede desarrollar hasta 12 brácteas, lo cual es un
indicador de la rusticidad y la adaptación de esta especie en particular a las condiciones
edafoclimáticas del sitio. En la literatura se reporta que esta especie puede alcanzar
hasta 2 m, pero el número de brácteas por inflorescencia reportado en la literatura (hasta
5 brácteas por inflorescencia) (Berry y Kress, 1991; Gutiérrez-Báez, 2000; Acosta,
2002; Alejandro et al., 2005) es mucho menor al encontrado en este estudio. En el
parque Tropical World no se encontraron ejemplares de esta especie, por lo que no se
pudieron establecer comparaciones entre ambos sitios.
En el caso de H. psittacorum cv. Andrómeda que se cultiva en el Campus Córdoba,
logra alcanzar una altura de hasta 1.5 m y sus inflorescencias de 15 cm. de longitud
logran desarrollar hasta siete brácteas cada una. Tanto altura de planta como longitud de
inflorescencia son muy congruentes con lo encontrado en la literatura (Berry y Kress,
1991; Gutiérrez-Báez, 2000; Acosta, 2002; Alejandro et al., 2005), no así el número de
brácteas, ya que normalmente logran desarrollar hasta cuatro y en nuestro caso se
pudieron desarrollar hasta siete. Esta especie no es reportada en el Tropical World.
Para el caso de H. rostrata, las condiciones ambientales y de manejo que predominan en
el parque Tropical World permiten que esta especie crezca y se desarrolle de una
manera muy similar a lo reportado en la literatura (Berry y Kress, 1991; Gutiérrez-Báez,
2000; Acosta, 2002; Alejandro et al., 2005). Sin embargo, en las condiciones del
Campus Córdoba, estos indicadores fisiológicos se ven afectados severamente, pues las
plantas escasamente logran 1.5 m de altura y las inflorescencias alcanzan unos 30 cm.
de longitud en promedio, ambos por debajo de lo que se reporta, pues la planta puede
crecer hasta 4.5 m de altura y producir inflorescencias de más de 1 m de longitud
(Gutiérrez-Báez, 2000).
Por último, la especie H. spissa, puede alcanzar hasta 4 m en las condiciones del parque
Tropical World, lo cual es congruente con lo que reporta la literatura (Berry y Kress,
1991; Gutiérrez-Báez, 2000; Acosta, 2002; Alejandro et al., 2005).
En los resultados obtenidos en la medición de las semillas de Heliconia bourgaeana
Petersen se reporta un ancho de 0.81 cm. y largo 1.07 cm. lo que representa estar dentro
del rango de lo reportado por Berry y Kress (1991) ancho de 0.89 cm., largo de 1.10
cm. y Gutiérrez-Báez (2000) ancho de 0.6 cm. y largo 1.2 cm. conteniendo de 2 a 3
semillas por drupa, lo que indica no haber diferencias muy marcadas.
Para la especie Heliconia latispatha Bentham se reporta un número de 3 semillas por
drupa con medidas de ancho 0.50 cm. y largo 0.83 cm. encontrando similitud en lo
reportado en la literatura (Berry y Kress, 1991; Gutiérrez-Báez, 2000).
La especie Heliconia psittacorum L. f. presentó datos de 3 semillas por drupa con un
ancho de 0.35 cm. y largo de 0.85 cm. que de acuerdo con Berry y Kress (1991), esta
dentro del rango de lo reportado en la literatura, Gutiérrez-Báez (2000), no reporta esta
especie.
Heliconia rostrata Ruiz y Pavón presento 3 semillas por drupa con una ancho de 0.76
cm. y un largo de 1.15 cm. coincidiendo marcadamente con lo reportado en la literatura
consultada (Berry y Kress, 1991), no encontrando reportes de la especie con Gutiérrez-
Báez (2000).
Por ultimo la especie Heliconia spissa Griggs reporta resultados en sus mediciones de
ancho y largo 0.48 cm. y 0.82 cm. respectivamente con 3 semillas por drupa, que de
acuerdo a Gutiérrez-Báez (2000) y Berry y Kress (1991), las diferencias encontradas
están dentro del rango de lo reportado por ellos.
6.3 Escarificación y germinación in vitro de semillas de heliconias
6.3.1 H. bourgaeana Petersen
En la figura 7 se presentan los resultados del porcentaje de germinación in vitro de
semillas de H. bourgaeana Petersen sometidas a diferentes tratamientos de
escarificación. Se observa que esta especie logra un porcentaje de germinación superior
al 90 % cuando las semillas son expuestas a ácido sulfúrico concentrado por 100
minutos (T3). Una exposición más corta (T2) de las semillas al agente químico ocasiona
que la germinación sea del 70 %. La sola remoción del opérculo (T4) o la extracción de
embriones de las semillas (T5) no tienen el mismo efecto benéfico en la germinación,
pues en ninguno de los dos casos se logran porcentajes de germinación superiores a 26
%. Es importante notar que las semillas testigo no germinaron, por lo que se hace
evidente que las semillas de esta especie necesitan ser tratadas para germinar y que el
ácido sulfúrico tiene un efecto positivo sobre dicha variable respuesta.
Figura 7. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. bourgaeana Petersen en respuesta a
diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min.; 3: H2SO4 100 min.; 4: remoción
del opérculo; 5: extracción del embrión. Letras distintas sobre las columnas indican diferencias
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significativas entre tratamientos (p ≤ 0.05). Barras sobre las columnas indican desviación estándar. Las
medias son el resultado de tres experimentos independientes.
El análisis estadístico de los datos demuestra que existen diferencias significativas entre
tratamientos ((p ≤ 0.05), observándose cuatro grupos de respuestas. En el primer grupo
se ubican los resultados de germinación del tratamiento de escarificación con ácido
sulfúrico al 98 % por 100 minutos (T3), que alcanzó el 91.07 % de germinación. En
seguida se ubican los resultados de semillas tratadas con ácido sulfúrico al 98 % por 90
minutos (T2), en el que el porcentaje de germinación disminuyó al 64.64 %. El un tercer
grupo se encuentran los datos correspondientes al tratamiento T4 (remoción del
opérculo) y T5 (extracción del embrión), con promedios de germinación de 28.21 y
26.07, respectivamente. El tratamiento testigo (T1) mostró el porcentaje más bajo de
germinación, inferior al 1 %.
Estos resultados indican que la sola escarificación química de semillas de H.
bourgaeana por 100 minutos es suficiente para lograr porcentajes de germinación
mayores al 90 %, y muy superiores a los que podrían alcanzar las semillas que de
manera natural se desprenden de la infrutescencia para caer al suelo y tratar de
germinar, que en este experimento serían equiparables al 0.7 % del tratamiento testigo.
Por otro lado, con la disminución de 10 minutos en la exposición al agente químico
utilizado en este experimento, el porcentaje de geminación disminuye drásticamente, lo
cual es indicador de la dureza y la composición de la testa de la semilla. Los
tratamientos físicos de remoción del opérculo y extracción del embrión aumentan el
porcentaje de germinación respecto al testigo, pero fueron muy inferiores a los niveles
que alcanzan cuando las semillas son tratadas con ácido sulfúrico. Para el caso de la
remoción del opérculo, el porcentaje de geminación observado posiblemente sea
indicador de que dicho tratamiento no logró hacer que el agua y los gases alcanzaran el
embrión para que éste germinara.
En el caso de la extracción del embrión, posiblemente haya habido un daño físico de
éste órgano, lo cual haya impedido que más semillas germinaran. Pierik (1990)
menciona que las principales razones de una baja germinación de embriones se deben a
pérdidas por infección, embriones demasiado pequeños en el momento de aislamiento,
interrupción del desarrollo embrionario, daños físicos a los tejidos y condiciones
desfavorables del medio nutritivo (pH, desbalance iónico y hormonal) entre otros. Sobre
H. bourgaeana no existen reportes en la literatura que analicen el efecto de la
escarificación sobre la germinación de semillas.
En el caso de H. collinsiana, Vidal-Morales (2007) reporta resultados favorables en el
porcentaje de germinación cuando se extraen los embriones, lo cual podría ser debido al
tipo de manejo al momento de la extracción. De ahí que será necesario hacer estudios
más profundos sobre la micromorfología de la semilla de las distintas especies de
heliconias con la finalidad de hacer un manejo más adecuado de los embriones.
6.3.2 H. latispatha Bentham
En la figura 8 se presentan los resultados del porcentaje de germinación in vitro de
semillas de H. latispatha Bentham sometidas a diferentes tratamientos de escarificación.
Se observa que esta especie logra un porcentaje de germinación de superior al 30 %
cuando las semillas son expuestas a ácido sulfúrico concentrado por 90 minutos (T2).
Una exposición más prolongada (T3) de las semillas al agente químico ocasiona que
diminuya la germinación a 22 %. La sola remoción del opérculo (T4) o la extracción de
embriones de las semillas (T5) no tienen el mismo efecto benéfico en la germinación,
pues en ninguno de los dos casos se logran porcentajes de germinación superiores a 12
%. Es importante notar que las semillas testigo no germinaron, por lo que se hace
evidente que las semillas de esta especie necesitan ser tratadas para germinar y que el
ácido sulfúrico tiene un efecto significativo sobre dicha respuesta.
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Figura 8. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. latispatha Bentham en respuesta a
diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min.; 3: H2SO4 100 min.; 4: remoción
del opérculo; 5: extracción del embrión. Letras distintas sobre las columnas indican diferencias
significativas entre tratamientos (p ≤ 0.05). Barras sobre las columnas indican desviación estándar. Las
medias son el resultado de tres experimentos independientes.
El análisis estadístico obtenido en esta especie muestra que existen diferencias
significativas entre tratamientos (p ≤ 0.05), destacando al igual que en caso anterior,
cuatro grupos de respuestas. En el primer caso se encuentran los resultados de
germinación del tratamiento de escarificación con acido sulfúrico al 98 % por 90
minutos (T2) donde se obtuvo el 30.85 % de germinación. A continuación se ubica las
semillas tratadas con acido sulfúrico al 98 % por 100 minutos (T3) en el cual es
porcentaje de germinación disminuyo al 22.07%. En seguida se encuentran los datos
del tratamiento T4 (remoción de opérculo) y del T5 (extracción de embriones) con
12.42% y 12.28% de germinación. El tratamiento Testigo (T1) mostró un porcentaje de
germinación nulo.
En este caso la escarificación química de semillas de H. latispatha por un tiempo de 90
minutos es suficiente para elevar el porcentajes de germinación. Al aumentar el tiempo
de exposición de las semillas a este el ácido, el porcentaje de germinación disminuye,
posiblemente debido a la rápida desintegración de la testa de la semilla. Lo contrario
ocurre en el caso de semillas de H. bourgaeana donde la exposición de las semillas a
100 minutos con acido sulfúrico produjo que germinara en un 90 % de germinación
como porcentaje máximo. Los tratamientos físicos de remoción de opérculo y
extracción de embrión en H. latispatha son mayores con respecto al testigo, pero muy
inferiores a las obtenidas en los tratamientos con acido sulfúrico.
A este respecto Vidal-Morales (2007) encontró que cuando las semillas de H. latispatha
son depositadas en medio MS sin recibir tratamiento alguno de escarificación, estas
semillas no logran germinar, lo cual coincide con lo encontrado en la presente
investigación. Sin embargo, la misma autora reporta que cuando los embriones de
semillas de esta misma especie son extraídos y depositados en medio MS el porcentaje
de germinación asciende a 23.5 %, lo cual fue muy superior a lo encontrado en esta
investigación, pues el porcentaje máximo promedio para este tratamiento fue de tan solo
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Tratamientos
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12.5 %. Este contraste puede ser atribuido a las condiciones climatológicas imperantes
durante el año de estudios (2005) de Vidal-Morales (2007) que fueron más favorables a
las reportadas en esta investigación y que pudieron haber producido embriones más
viables para el caso de la autora.
6.3.3 H. psittacorum L. f
En la figura 9 se presentan los resultados del porcentaje de germinación in vitro de
semillas de H. psittacorum L. f. sometidas a diferentes tratamientos de escarificación.
Se observa que esta especie logra un porcentaje de germinación cercano al 22 % cuando
las semillas son expuestas a la extracción de embriones (T5), mientras que la exposición
de las semillas al ácido sulfúrico al 98 % por 90 minutos produce un porcentaje de
germinación de cercano al 18 % (T2) y por 100 minutos disminuye a 14.3 % (T3); la
remoción del opérculo (T4) genera el 14 % de semillas germinada, mientras que las
semillas testigo no germinaron, sucediendo lo mismo que las otras especies ya
mencionadas.
Figura 9. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. psittacorum L. f. en respuesta a diferentes
tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min.; 3: H2SO4 100 min.; 4: remoción del
opérculo; 5: extracción del embrión. Letras distintas sobre las columnas indican diferencias significativas
entre tratamientos (p ≤ 0.05). Barras sobre las columnas indican desviación estándar. Las medias son el
resultado de tres experimentos independientes.
C
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B
AB
AB
El análisis estadístico de los datos obtenidos en esta especie muestra que existen tres
grupos de respuestas significativamente diferentes (p ≤ 0.05). En primer grupo respuesta
se ubican los datos de los tratamientos T5, T2 y T3, con los porcentajes de germinación
más altos. Luego se distingue un segundo grupo de datos estadísticamente similares
entre si compuestos por las medias de los tratamientos T2, T3 y T4. Con esto es
importante destacar que el tratamiento T5 es estadísticamente similar (p > 0.05) al T2 y
al T3, mientras que el tratamiento T4 es estadísticamente similar (p > 0.05) al T2 y al
T3. Los tratamientos T5 y T4 son estadísticamente diferentes (p ≤ 0.05). El último
grupo respuesta está representado por el tratamiento testigo T1 con porcentajes nulos de
germinación, que le ubican en un tercer grupo estadísticamente diferente (p ≤ 0.05) a los
demás.
Estos resultados indican que la extracción de embriones de H. psittacorum es
importante para obtener porcentajes de germinación, ya que en todos los tratamientos
aplicados en esta especie fue superior. Resulta importante mencionar que en las cinco
especies estudiadas en esta investigación, H. psittacorum en particular mostró mejor
respuesta de germinación al extraer los embriones directamente. Para el caso de H.
collinsiana y H. latispatha Vidal-Morales (2007) reporta un incremento en el porcentaje
de germinación cuando se extraen los embriones, en comparación con otros tratamientos
físicos de escarificación. Sin embargo, en el caso de H. psittacorum la misma autora
reporta porcentajes de germinación muy marginales, inferiores incluso al 2 % con
cualquier tratamiento de escarificación física probado. En cuanto a los tratamientos
donde se aplicó acido sulfúrico, el mayor tiempo de exposición generó posiblemente
mayor daño al embrión, lo que se reflejó en un menor porcentaje de germinación. Se
observa que el tratamiento testigo no presento germinación como en las otras especies
por lo que es necesario de aplicar distintos tratamientos a las semillas para incrementar
la germinación.
6.3.4 H. rostrata Ruiz y Pavón
En la figura 10 se presentan los resultados del porcentaje de germinación in vitro de
semillas de H. rostrata Ruiz y Pavón sometidas a diferentes tratamientos de
escarificación. Se observa que esta especie logra un porcentaje de germinación de 29.78
% cuando las semillas son expuestas a ácido sulfúrico concentrado por 100 minutos
(T3). Una exposición más corta (T2) de las semillas al agente químico ocasiona que la
germinación sea del 24.42 %. La sola remoción del opérculo (T4) presenta un
porcentaje de 29.71 % y la extracción de embriones de las semillas (T5) presenta un
11.07 %. Las semillas testigo no germinaron.
Del análisis estadístico de los datos se desprende que los tratamientos T3 y T4 son
estadísticamente similares entre si, pero diferentes a los demás, y muestran los
porcentajes más altos de germinación. El tratamiento T2 forma un grupo respuesta
aparte estadísticamente diferente a los demás, con un porcentaje intermedio de
germinación. El tratamiento T5 muestra los porcentajes más bajos de las semillas
germinadas y forma un tercer grupo respuesta. En el tratamiento testigo T1 no se
observa germinación de semillas y forma en si un cuarto grupo respuesta
estadísticamente diferente s los demás.
Figura 10. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. rostrata Ruiz y Pavón en respuesta a
diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min.; 3: H2SO4 100 min.; 4: remoción
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del opérculo; 5: extracción del embrión. Letras distintas sobre las columnas indican diferencias
significativas entre tratamientos (p ≤ 0.05). Barras sobre las columnas indican desviación estándar. Las
medias son el resultado de tres experimentos independientes.
6.3.5 H. spissa Griggs
En la figura 11 se presentan los resultados del porcentaje de germinación in vitro de
semillas de H. spissa Griggs sometidas a diferentes tratamientos de escarificación. Esta
especie presenta un porcentaje de germinación de 32.07 % cuando las semillas son
expuestas a una concentración de ácido sulfúrico al 98 % por un periodo de 100 minutos
(T3). En los tratamientos T2 y T4 se observa un porcentaje similar de 15.57 % en
exposición en ácido sulfúrico por 90 minutos y remoción de opérculo, respectivamente.
La extracción de embrión (T5) ocasiona apenas 4 % de semillas germinadas. Finalmente
en el tratamiento testigo (T1) no hubo germinación, lo que indica que el ácido sulfúrico
presenta un efecto positivo en la escarificación de las semillas.
Figura 11. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. spissa Griggs en respuesta a diferentes
tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min.; 3: H2SO4 100 min.; 4: remoción del
opérculo; 5: extracción del embrión. Letras distintas sobre las columnas indican diferencias significativas
entre tratamientos (p ≤ 0.05). Barras sobre las columnas indican desviación estándar. Las medias son el
resultado de tres experimentos independientes.
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B B
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C
En esta especie el análisis estadístico demuestra que existen diferencias significativas
entre tratamientos (p ≤0.05) observándose las siguientes respuestas. Con la utilización
de ácido sulfúrico al 98 % por 100 minutos (T3) en semillas de H. spissa se observa una
germinación del 32 %. En el caso de la exposición de las semillas en ácido sulfúrico
por 90 minutos (T2), este agente químico solo pudo remover el opérculo sin afectar la
consistencia de la semilla, lo que ocasionó un porcentaje de germinación del orden
15.57, resultado estadísticamente similar (p > 0.05) al observado en semillas sometidas
al tratamiento de remoción de opérculo (T4). En el tratamiento de extracción de
embrión (T5) se observa un porcentaje de germinación bajo, posiblemente debido a un
daño físico del órgano, o a una baja viabilidad de las semillas utilizadas.
En un estudio similar, Vidal-Morales (2007) encuentra que la escarificación física puede
mejorar el porcentaje de germinación de H. collinsiana y H. latispatha, mientras que H.
psittacorum y H. bihai no aumentan su germinación con ningún tratamiento evaluado y
su germinación es en si muy marginal. En esta investigación es posible aseverar que en
general los tratamientos químicos y algunos físicos mejoran la germinación en cinco
especies de heliconias y que sin tratamientos de escarificación la germinación de estas
especies puede ser nula.
6.4 Presencia de hongos, bacterias y necrosis en semillas germinadas in vitro
En el cuadro 9 están representados los porcentajes de contaminación por hongos (H),
por bacterias (B) y la presencia de necrosis (N) en tejidos.
Por lo que respecta a la especie H. bourgaeana Petersen se observa que solo ocurrió
contaminación por hongo y bacteria en el tratamiento testigo con un porcentaje de
28.57% y 21.42 %, respectivamente, posiblemente debido al tipo de manejo durante la
fase de establecimiento aséptico. En la fase de desarrollo del experimento esta
contaminación se fue evidente a partir de las dos primeras semanas después de
establecidos los ensayos. No hubo presencia de necrosis en ninguno de los tratamientos
ensayados.
Para la especie H. latispatha Bentham hubo presencia de contaminación por hongo en
el tratamiento testigo con un porcentaje de 21.42, ocurriendo algo muy parecido en el
caso de la H. bourgaeana Petersen donde hubo mayor proliferación de hongos en
semillas y por lo consiguiente en el medio de cultivo, por lo que la semilla posiblemente
provenía de lotes contaminados en campo, a los que fue difícil remover el patógeno. La
contaminación por bacterias fue evidente en el tratamiento testigo con 14.28 % y en el
tratamiento donde se aplico acido sulfúrico al 98 % con un tiempo de 100 min. (T3)
alcanzando 1.78%, se muestra que a pesar de que las semillas sufrieron un proceso de
escarificación bastante marcado, al haber una remoción de la cubierta de la testa, no
fue suficiente para eliminar presencia de hongos en semillas. La necrosis en tejidos se
presentó en los tratamientos con acido sulfúrico al 98 % con un tiempo de 90 min. (T2)
y con un tiempo de 100 min. (T3) con un porcentaje de 5.35 y 3.57. Esta respuesta
negativa posiblemente se deba a que durante la exposición al ácido estos tejidos
murieron y no fue posible que los mecanismos de recuperación de las células de la
semilla permitieran regenerar dichos tejidos evitando así la pérdida de la plántula.
Cuadro 9. Porcentaje de presencia de hongos, bacterias y necrosis en semillas de
heliconias germinadas in vitro.
Especie: Tratamientos
Testigo H2SO4 98 %
90 min.
H2SO4 98 %
100 min.
Remoción
de opérculo
Extracción
de embrión
H. bourgaeana H: 28.57 %
B: 21.42 %
N: 0 %
H: 0 %
B: 0 %
N: 0 %
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B: 0 %
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H: 0 %
B: 0 %
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H: 0 %
B: 0 %
N: 0 %
H. latispatha H: 21.42 %
B:14.28 %
N: 0 %
H: 0 %
B: 0 %
N: 5.35 %
H: 0 %
B: 1.78 %
N: 3.57 %
H: 0 %
B: 0 %
N: 0 %
H: 0 %
B: 0 %
N: 0 %
H. psittacorum H: 35.71 %
B: 0 %
N: 0 %
H: 0 %
B: 0 %
N: 5.35 %
H: 23.21 %
B: 0 %
N: 0 %
H: 21.43 %
B: 0 %
N: 0 %
H: 0 %
B: 0 %
N: 0 %
H. rostrata H: 0 %
B: 21.42 %
N: 0 %
H: 1.78 %
B: 0 %
N: 0 %
H: 1.78 %
B: 0 %
N: 0 %
H: 0 %
B: 14.28 %
N: 5.35 %
H: 0 %
B: 0 %
N: 0 %
H. spissa H: 14.28 %
B: 14.28 %
N: 0 %
H: 0 %
B: 0 %
N: 0 %
H: 0 %
B: 0 %
N: 1.78 %
H: 14.28 %
B: 0 %
N: 0 %
H: 0 %
B: 0 %
N: 0 %
H: Hongo; B: Bacteria; N: Necrosis.
Para el caso de H. psittacorum el mayor porcentaje de contaminación por hongo se
encuentra en el tratamiento testigo (T1) con 35.71 %; en segundo lugar las semillas
tratadas con acido sulfúrico al 98% con un tiempo de 100 min. (T3) con 23.21 %; en
tercer lugar se encuentra el tratamiento de remoción de opérculo (T4) con 21.43 %. El
tratamiento con acido sulfúrico al 98 % con un tiempo de 90 min. (T2) resultó en un
5.35 % de semillas con daño por necrosis. Como puede observarse la contaminación
por hongo se presento en tratamientos donde la semilla sufrió un daño físico y estuvo en
exposición con el medio de cultivo, lo que generó que las condiciones de humedad
favorecieran el desarrollo del hongo, que posiblemente venga en asociación simbiótica
con el endospermo de la semilla, pues esta presencia de hongo se presentó a partir de los
5 días a su establecimiento.
En H. spissa el tratamiento testigo condujo a presencia de hongos y bacterias en poco
más del 14 % de las semillas. De manera similar, la extracción del opérculo ocasionó un
14.28 % de semillas contaminadas por hongos. La presencia de necrosis en semillas de
esta especie fue evidente en semillas tratadas con ácido sulfúrico por 100 min., lo que
representó el 1.78 % de las semillas sembradas. La presencia de hongo y bacteria en los
tratamientos antes mencionados probablemente se deba a un uso de semillas muy
contaminadas o al tipo de establecimiento aséptico. Pos su parte la necrosis presentada
pudo ser ocasionada por un agotamiento de las cantidades de oxigeno contenidas dentro
del frasco o un agotamiento rápido de nutrientes en el medio de cultivo, así como a los
posibles daños sufridos durante su manipulación.
La especie H. rostrata presenta contaminación por bacterias en los tratamientos testigo
(T1) con 21.42 %, seguido de un 14.28 % en el tratamiento de remoción de opérculo
(T4). Los hongos se hicieron presentes en 1.78 % de las semillas cuando éstas fueron
sometidas a tratamientos con ácido sulfúrico, a ambos tiempos de exposición (T2 y T3).
La presencia de necrosis se observó en un 5.35 % de las semillas a las que se les
removió el opérculo (T4). En el tratamiento de extracción de embriones no se
observaron daños por patógenos ni presencia de necrosis.
De esta manera se puede concluir que la presencia de hongos fue más evidente en el
tratamiento testigo las especies H. psittacorum, H. bourgaeana, H. latispatha y H.
spissa en ese orden. Las bacterias estuvieron más presentes en los tratamientos testigo
de las especies H. bourgaeana, H. rostrata, H. latispatha y H. spissa, en ese orden. La
presencia de necrosis fue evidente en porcentajes menores al 6 % en todos los casos y su
presencia fue independiente a los tratamientos. La única especie cuyas semillas
estuvieron libres de necrosis una vez establecidas en el medio de cultivo fue H.
bourgaeana.
7. CONCLUSIONES
Con esta información es posible concluir que durante 2006 existieron condiciones muy
favorables para el crecimiento, desarrollo y producción del cultivo de heliconias en el
Campus Córdoba. La lámina de lluvia alcanzó los 1,700 mm, mientras que la
temperatura media fue de aproximadamente 24 ºC, con máximas y mínimas aún dentro
del intervalo de adaptación de estas especies. No obstante, en las especies H. latispatha,
H. rostrata, y H. psittacorum, se observan alturas menores a las potenciales,
encontradas en la literatura. Las condiciones de suelo podrían considerarse limitativas,
pues los bajos valores en pH, materia orgánica y macronutrimentos ocasionan que la
fertilidad del suelo sea media. Aún con estas condiciones de fertilidad, las plantas
logran producir buena cantidad de flores, frutos y semillas, rendimiento que es posible
elevar si se pone en marcha un manejo integrado del cultivo en cuanto a riegos durante
los meses más secos y de fertilización. Un aspecto importante en el estudio de la
nutrición de especies ornamentales es la relación que mantiene el estatus nutrimental
con la vida de florero de sus productos. Por lo tanto, en futuras investigaciones es
pertinente que se aborde por ejemplo, la relación entre los niveles de calcio y potasio en
el suelo, su asimilación en planta, y los efectos en diferentes variables de calidad de las
inflorescencias, incluyendo firmeza del tallo floral, proceso de senescencia de la
inflorescencia, contenido de azúcares totales y de clorofilas, como indicadores
importantes, pues existe evidencia de que estos elementos ejercen un efecto importante
en la calidad de las flores en otros cultivos ornamentales.
En lo que ha exomorfología respecta, se observan únicamente que el número de brácteas
en las especies H. latispatha y H. psittacorum es menor en el Campus Córdoba a las
reportadas en la literatura; en el caso de la primera, el número es menor casi 50 %.
Las semillas de heliconia respondieron de manera favorable cuando fueron tratadas con
acido sulfúrico como método de escarificación química. En el caso de escarificación
física sobresale la remoción de opérculo sobre la extracción de embriones; éste ultimo
presentando los porcentajes de germinación más bajos, pero por arriba del testigo que
generó una respuesta inferior al 1 % (H. bourgaeana), o incluso nula germinación en
algunas especies (i. e. H. latispatha, H. psittacorum, H. rostrata y H. spissa).
No obstante que en la mayoría de los casos el tiempo de exposición de las semillas ante
el acido sulfúrico al 98 % de 100 minutos (T3) fue determinante, para el caso de H.
bourgaeana la germinación fue de mas del 90 %, sucediendo algo muy similar en la
especie H. spissa al tener un porcentaje de 32 y para H. rostrata con un porcentaje de
29.78 utilizando el mismo tratamiento (T3). Para el caso de H. latispatha sucede lo
contrario al incrementarse el tiempo de exposición ante el agente químico disminuye el
porcentaje de germinación, por lo consiguiente el mejor tratamiento para esta especie en
particular es el ácido sulfúrico al 98% a 90 min. (T2), generando que sea determinante
el intervalo de tiempo a emplear.
La especie H. psittacorum fue la única que obtuvo respuesta mediante la extracción
directa de los embriones con un 21 % de germinación, mientras que los tratamientos con
ácido sulfúrico al 98 % por 90 min. (T2) y por 100 min. (T3) ocasionaron porcentajes
de germinación del orden de 17 y 14.28 respectivamente.
Para reducir los niveles de contaminación por hongos y bacterias es pertinente realizar
un riguroso control de las semillas antes y durante la fase de establecimiento.
Por los resultados obtenidos en el experimento la hipótesis planteada se acepta puesto
que los puntos ahí establecidos se cumplen satisfactoriamente.
8. LITERATURA CITADA
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Suelos%20ácidos.pdf
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conservación. Acta Botánica. México. 15: 29–46.
9. Anexos
Anexo1. Composición del medio de cultivo MS (Murashigue y Skoog, 1962).
Componentes MS
(1962)
Composición
NH4NO3
KNO3
CaCl2.2H2O
CaCl2
MgSO4.7H2O
KH2PO4
K2SO4
(NH4)2SO4
Ca(NO3)2.4 H2O
NaNO3
Na2SO4
NaH2PO2.H2O
KCl
Kl
H3BO3
MnSO4.4H2O
MnSO4.H2O
ZnSO4.7H2O
ZnSO4.4H2O
Zn.Na2.EDTA
Na2MoO4.2H2O
MoO3
CuSO4.5H2O
CoCl2.6H2O
CoSO4.7H2O
AlCl3
NiCl2.6H2O
FeCl3.6H2O
FeSO4.7H2O
Na2.EDTA.2H2O
Sequestrene 330 Fe
Inositol
Ácido Nicotínico
Piridoxina HCl
Tiamina HCl
Glycina
Ácido Fólico
Biotina
Sacarosa
D-Manitol
1.650
1.900
440
-
370
170
-
-
-
-
-
-
-
0,83
6,20
22,30
-
8,6
-
-
0,25
-
0,025
0,025
-
-
-
-
27,8
37,3
-
100
0,5
0,5
0,1
2
-
-
3%
-
Anexo2. Imágenes de germinación in vitro de heliconias.
Heliconia bourgaeana Petersen
Heliconia latispatha Bentham
Heliconia psittacorum L.f.
Heliconia rostrata Ruiz & Pavón.
Anexo 3. Análisis estadístico
Heliconia Bourgaeana Petersen
Procedimiento ANOVA
Información de nivel de clase
Clase Niveles Valores
TRAT 5 AS100 AS90 EE RO Test
Número de observaciones leídas 70
Número de observaciones usadas 70
Procedimiento ANOVA
Variable dependiente: SNG
Suma de Cuadrado de
Fuente DF cuadrados la media F-Valor Pr > F
Modelo 4 70881.22857 17720.30714 107.11 <.0001
Error 65 10753.35714 165.43626
Total correcto 69 81634.58571
R-cuadrado Coef Var Raiz MSE SNG Media
0.868274 22.24745 12.86220 57.81429
Cuadrado de
Fuente DF Anova SS la media F-Valor Pr > F
TRAT 4 70881.22857 17720.30714 107.11 <.0001
Procedimiento ANOVA
Variable dependiente: SG
Suma de Cuadrado de
Fuente DF cuadrados la media F-Valor Pr > F
Modelo 4 70964.28571 17741.07143 107.13 <.0001
Error 65 10764.28571 165.60440
Total correcto 69 81728.57143
R-cuadrado Coef Var Raiz MSE SG Media
Heliconia spissa Griggs.
0.868292 30.53599 12.86874 42.14286
Cuadrado de
Fuente DF Anova SS la media F-Valor Pr > F
TRAT 4 70964.28571 17741.07143 107.13 <.0001
Procedimiento ANOVA
Variable dependiente: H
Suma de Cuadrado de
Fuente DF cuadrados la media F-Valor Pr > F
Modelo 4 9142.85714 2285.71429 5.20 0.0011
Error 65 28571.42857 439.56044
Total correcto 69 37714.28571
R-cuadrado Coef Var Raiz MSE H Media
0.242424 366.8997 20.96570 5.714286
Cuadrado de
Fuente DF Anova SS la media F-Valor Pr > F
TRAT 4 9142.857143 2285.714286 5.20 0.0011
Procedimiento ANOVA
Variable dependiente: B
Suma de Cuadrado de
Fuente DF cuadrados la media F-Valor Pr > F
Modelo 4 5142.85714 1285.71429 3.55 0.0112
Error 65 23571.42857 362.63736
Total correcto 69 28714.28571
R-cuadrado Coef Var Raiz MSE B Media
0.179104 444.3376 19.04304 4.285714
Cuadrado de
Fuente DF Anova SS la media F-Valor Pr > F
TRAT 4 5142.857143 1285.714286 3.55 0.0112
Procedimiento ANOVA
Variable dependiente: N
Suma de Cuadrado de
Fuente DF cuadrados la media F-Valor Pr > F
Modelo 4 0 0 . .
Error 65 0 0
Total correcto 69 0
R-cuadrado Coef Var Raiz MSE N Media
0.000000 . 0 0
Cuadrado de
Fuente DF Anova SS la media F-Valor Pr > F
TRAT 4 0 0 . .
Procedimiento ANOVA
Prueba del rango estudentizado de Tukey (HSD) para SNG
NOTA: Este test controla el índice de error experimentwise de tipo I, pero normalmente tiene un índice
de error de tipo II más elevado que REGWQ.
Alfa 0.05
Error de grados de libertad 65
Error de cuadrado medio 165.4363
Valor crítico del rango estudentizado 3.96804
Diferencia significativa mínima 13.64
Medias con la misma letra no son significativamente diferentes.
Número de
Tukey Agrupamiento Media observaciones TRAT
A 99.286 14 Test
B 73.929 14 EE
B 71.571 14 RO
C 35.357 14 AS90
D 8.929 14 AS100
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Tesis Jesus Ramon Solis Tlazalo

  • 1. Carrera de Ingeniero Agrónomo “Caracterización y germinación in vitro de semillas de heliconias” TESIS Que para obtener el título de: INGENIERO AGRÓNOMO P R E S E N T A: Jesús Ramón Solís Tlazalo Director externo: Dr. Fernando Carlos Gómez Merino Director interno: Dr. Joaquín Murguía González Córdoba, Ver. 2007 UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS Y AGROPECUARIAS ZONA: ORIZABA – CORDOBA
  • 2. CONTENIDO ÍNDICE DE CUADROS………………………………………………………….. ÍNDICE DE FIGURAS…………………………………………………………… I. INTRODUCCIÓN ……………………………………………........................... II. SITUACIÓN PROBLEMÁTICA ……………………………………………... III. OBJETIVOS…………………………………………………………………... 3.1 Objetivo general………………………………………………………………. 3.1.1 Objetivos particulares…………………………………………………… IV. REVISIÓN DE LITERATURA………………………………………………. 4.1 Distribución geográfica de las heliconias……………………………………... 4.2 Importancia de las heliconias…………………………………………………. 4.3 Clasificación taxonómica y botánica………………………………………….. 4.4 Germinación de semillas de heliconias……………………………………….. 4.5 Cultivo in vitro de heliconias………………………………………………….. V. MATERIALES Y METODO………………………………………………….. 5.1 Sitios de estudio……………………………………………………………….. 5.2 Plantaciones de heliconias en estudio…………………………………………. 5.3 Toma de datos edafoclimáticos……………………………………………….. 5.4 Caracterización de las heliconias……………………………………………… 5.5 Manejo y tratamiento de semillas de heliconias……………………………… 5.6 Establecimiento aséptico del cultivo…………………………………………. 5.7 Medio de cultivo básico……………………………………………………….. 5.8 Determinación del porcentaje de germinación y contaminación de semillas…. 5.9 Diseño experimental y análisis estadístico de los datos………………………. VI. RESULTADOS……………………………………………………………….. 6.1 Condiciones del clima y el suelo durante el período de estudio………………. 6.2 Caracterización regional de cinco especies de heliconia…………..………….. 6.3 Escarificación y germinación in vitro de semillas de heliconias……………… 6.3.1 H. bourgaeana Petersen………………………………………………… Pág. iii iv 1 2 3 3 3 5 5 9 10 12 13 16 16 17 17 18 19 19 20 20 20 21 21 23 31 31
  • 3. 6.3.2 H. latispatha Bentham…………………………………………………... 6.3.3 H. psittacorum L. f……………………………………………………… 6.3.4 H. rostrata Ruiz y Pavón…..……………………………………………. 6.3.5 H. spissa Griggs ……….………………………………………………... 6.4 Presencia de hongos, bacterias y necrosis en semillas de heliconias germinadas in vitro………………………………………………………………. VII. CONCLUSIONES…………………………………………………………… VIII. LITERATURA CITADA…………………………………………………… IX. ANEXOS……………………………………………………………………… 33 35 37 38 39 43 45 50
  • 4. Índice de cuadros Cuadro 1. Tratamientos de escarificación de semillas de heliconias……………... Cuadro 2. Caracterización del suelo del primer sitio de estudio donde se encuentra establecida la plantación de heliconias en el Campus Córdoba... Cuadro 3. Caracterización del suelo del segundo sitio de estudio donde se encuentra establecida la plantación de heliconias en Tropical World…….. Cuadro 4. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia bourgaeana Petersen…………………………………………... Cuadro 5. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia latispatha Bentham…………………………………………….. Cuadro 6. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia psittacorum L. f………………………………………………… Cuadro 7. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia rostrata Ruiz y Pavón ………………………………………… Cuadro 8. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia spissa Griggs ………………………………………….. Cuadro 9. Porcentaje de presencia de hongos, bacterias y necrosis en semillas de heliconias germinadas in vitro…………………………………………….. Pag. 19 23 23 24 25 26 27 28 40
  • 5. Índice de figuras Figura 1. Regiones biogeográficas de México……………………………………. Figura 2. Especies de heliconias nativas del estado de Veracruz ………………… Figura 3. Clasificación del orden Zingiberales, que comprende las familias Heliconeaceae, Strelitziaceae, Musaceae, Costaceae, Lowiaceae, Marantaceae, Zingiberaceae y Cannaceae………………………………… Figura 4. Diagrama de localización del Campus Córdoba ……………………….. Figura 5. Temperatura y precipitación media anual registradas en el primer sitio de la zona de estudio durante 2006 (Mpio. Amatlán de los Reyes, Veracruz)………………………………………………………………….. Figura 6. Temperatura y precipitación media anual registradas en el segundo sitio de la zona de estudio durante 2006 (Mpio. Fortín de las Flores, Veracruz). Figura 7. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. bourgaeana Petersen en respuesta a diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min; 3: H2SO4 100 min; 4: remoción del opérculo; 5: extracción del embrión…………………………………………………. Figura 8. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. latispatha Bentham en respuesta a diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min; 3: H2SO4 100 min; 4: remoción del opérculo; 5: extracción del embrión…………………………………………………. Figura 9. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. psittacorum L. f. en respuesta a diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min; 3: H2SO4 100 min; 4: remoción del opérculo; 5: extracción del embrión……………………………………………………. Figura 10. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. rostrata Ruiz y Pavón en respuesta a diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min; 3: H2SO4 100 min; 4: remoción del opérculo; 5: extracción del embrión……………………………………………………. Figura 11. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. spissa Griggs en respuesta a diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min; 3: H2SO4 100 min; 4: remoción del opérculo; 5: extracción del embrión……………………………………………………………………. Pag. 6 8 11 16 21 22 29 31 33 35 36
  • 6. 1. Introducción Las heliconias son especies neotropicales, distribuidas desde México hasta Argentina y algunas islas del Pacífico Sur. Debido al crecimiento abundante de sus vástagos y al desarrollo extenso de sus rizomas, las heliconias desempeñan una función muy importante en la estabilidad de los ecosistemas tropicales donde se presentan fuertes precipitaciones, al evitar la erosión de los suelos y mantener la humedad de los mismos. Muchas de ellas son aprovechadas para producir insumos útiles en la preparación de alimentos y en la construcción de viviendas, o cultivadas como ornamentales (para flor de corte, producción de follaje, plantas de macetas o de jardín). Al mismo tiempo las inflorescencias mantienen una fauna muy rica, que contribuye a su polinización. Las heliconias pertenecen al género Heliconia, el cual incluye aproximadamente 200 especies de plantas monocotiledóneas de tamaño medio a grande. El género Heliconia es el único de la familia Heliconiacea, la cual se encuentra en el orden de los Zingiberales. A nivel comercial, las heliconias son apreciadas por sus inflorescencias de vistosos colores en los mercados tanto nacionales como internacionales. En poco tiempo la producción y comercialización de las inflorescencias de estas especies se ha convertido en una actividad muy rentable. El auge de las economías globalizadas, el incremento de los costos de producción y la aplicación de políticas de cuidado al medio ambiente, han originado la búsqueda de nuevas formas de producción de especies ornamentales. De estas nuevas formas que apoyan el desarrollo de la floricultura, la biotecnología ocupa un lugar preponderante, ya que por medio de herramientas biotecnológicas como el cultivo in vitro es posible reproducir muchas plantas en pequeños espacios y conservar la pureza genética y la sanidad de las especies que así se cultivan. La diversidad de las condiciones edafoclimáticas de nuestro país posibilitan el desarrollo de una floricultura de excelencia. Las heliconias, especies que producen inflorescencias exóticas que pueden tener una vida de florero moderada, constituyen una excelente oportunidad para potenciar el desarrollo de una floricultura innovadora, capaz de ofrecer a los mercados un producto alternativo con mucha posibilidad de crecimiento y expansión.
  • 7. 2. Situación problemática La creciente demanda de flores exóticas como las heliconias ha provocado que las plantaciones comerciales no sean suficientes para abastecer el mercado, por lo que las poblaciones naturales están siendo perturbadas. Año con año son extraídos miles de rizomas para su comercialización, y debido a que la forma común de reproducción de estas especies es vegetativa a través de la emisión de rizomas, las poblaciones naturales se ven seriamente disminuidas, con las consecuentes repercusiones en la estabilidad de sus hábitats. Ante esta problemática es necesario desarrollar nuevas formas de propagación de estas especies, siendo la propagación por semillas una alternativa viable. Las semillas de las heliconias sin embargo presentan un bajo porcentaje de germinación, larga latencia y dureza de la testa. Además, las plantas obtenidas por semilla son de lento crecimiento y presentan gran variabilidad aún cuando provienen de un mismo lote. A pesar de ello, las plantas obtenidas por semillas son sanas y genéticamente puras, y pueden mejorar su desempeño si se les ofrecen las condiciones óptimas para su crecimiento y desarrollo. La biotecnología, a través del cultivo in vitro, representa una alternativa para mejorar el crecimiento y producir plántulas sanas y vigorosas, ya que ofrece las condiciones nutritivas y ambientales ideales para ello. Las investigaciones básicas y aplicadas sobre la conservación y el aprovechamiento de heliconias en nuestro país son escasas, por lo que existe la necesidad de generar información que pueda ser útil para la toma de decisiones en torno a la producción de estas especies. Con este trabajo de tesis de licenciatura se busca generar datos importantes en el ámbito de la caracterización local de cinco especies de heliconias que se producen en la zona Córdoba- Fortín, en el estado de Veracruz, y hacer uso del cultivo in vitro para germinar semillas escarificadas que puedan ofrecer un mayor número de nuevas plantas sanas en un menor tiempo, con la finalidad sentar las bases para desarrollar una tecnología que en un corto plazo pueda ser útil para abastecer un mercado creciente y demandante de nuevos productos. Para ello se ha realizado una descripción exomorfológica regional de diferentes especies de heliconias y se han evaluado métodos físicos y químicos de escarificación de semillas que permitan romper la latencia de las mismas para su posterior germinación in vitro.
  • 8. 3. Objetivos 3.1 Objetivo General Hacer una descripción exomorfológica regional de diferentes especies de heliconias y mejorar el porcentaje de germinación in vitro de sus semillas utilizando diferentes métodos de escarificación. 3.1.1Objetivos Particulares ▪ Hacer una descripción exomorfológica general de plantas, inflorescencias, frutos y semillas de Heliconia bourgeana Petersen, Heliconia latispatha Bentham, Heliconia psittacorum L. f., Heliconia rostrata Ruiz y Pavón, y Heliconia spissa Griggs, que crecen en plantaciones comerciales de la zona central del estado de Veracruz. ▪ Analizar el crecimiento que alcanzan plantas, inflorescencias, frutos y semillas de Heliconia bourgeana Petersen, Heliconia latispatha Bentham, Heliconia psittacorum L. f., Heliconia rostrata Ruiz y Pavón, y Heliconia spissa Griggs bajo las condiciones de estudio. ▪ Evaluar el efecto de diferentes métodos de escarificación de semillas de Heliconia bourgeana Petersen, Heliconia latispatha Bentham, Heliconia psittacorum L. f., Heliconia rostrata Ruiz y Pavón, y Heliconia spissa Griggs en la germinación in vitro de las mismas.
  • 9. Hipótesis Los caracteres exomorfológicos y de crecimiento de diferentes especies de heliconias son afectados por el medio donde se desarrollan y el porcentaje de germinación in vitro de sus semillas mejora con la escarificación.
  • 10. 4. Revisión de literatura 4.1 Distribución geográfica de las heliconias El total de la flora fanerogámica de México se calcula aproximadamente en 220 familias, 2,410 géneros y 26,000 especies, lo cual representa cerca del 10 % de las plantas vasculares del planeta (Mittermeier et al., 1997). La mayor concentración de la diversidad se encuentra en Chiapas, Oaxaca y se prolonga por un lado al centro de Veracruz y por el otro a Sinaloa y Durango. El bosque mesófilo y el bosque tropical perennifolio son los más diversos por unidad de superficie. La proporción de taxa endémicos de México se aproxima a 10 % en el caso de géneros y a 52 % en especies. Las cifras anteriores indican que el territorio nacional ha sido el sitio de origen y de evolución de un gran número de linajes vegetales (Rzesowski, 1998; Vázquez-García, 2005). Entre las causas que hacen de México un país de alta diversidad biológica están la topografía, la variedad de climas y una compleja historia, tanto geológica y biológica como cultural. Estos factores han contribuido a formar un mosaico de condiciones ambientales y microambientales que promueven una gran variedad de hábitats y de formas de vida (Sarukhán et al., 1996). México tiene un accidentado relieve con una compleja topografía; más del 65 % del área del país se encuentra por encima de los mil metros sobre el nivel del mar y cerca del 47 % de la superficie tiene pendientes superiores a 27 %. Estas variaciones altitudinales, junto con otros factores como la situación latitudinal del país con relación a los grandes cinturones de vientos y los regímenes térmicos de las corrientes marinas que bañan las costas mexicanas, traen consigo variaciones climáticas. Esto hace que el país contenga prácticamente todos los grupos y subgrupos de climas posibles, y que existan variaciones de climas secos a húmedos en distancias de pocos kilómetros (Conabio, 1998). Aunado a las características anteriormente señaladas, México se caracteriza por su ubicación en dos de las principales regiones biogeográficas del planeta, la Neártica (característica de Norteamérica) y la Neotropical (característica de Centro y Sudamérica), las cuales hicieron contacto hace aproximadamente seis millones de años. Estas dos regiones biogeográficas comprenden 23 provincias (Figura 1) (Smith, 1941; Morrone, 2005). La zona en la que se unen ambas regiones biogeográficas corresponde, en forma amplia, al Istmo de Tehuantepec, donde se encuentran flora y fauna del norte y el sur de América,
  • 11. así como elementos de la biota endémicos que sólo se encuentra en esta zona de transición (Mittermeier y Goettsch, 1992). Figura 1. Regiones biogeográficas de México (Smith, 1941; Morrone, 2005). México se ubica entre dos zonas biogeográficas: la Neártica al norte y la Neotropical al sur. La línea festoneada indica el límite entre las regiones Neártica y Neotropical. Estas dos regiones comprenden 23 provincias biogeográficas: A, Guerrerense; AC, Austro-Central; AOC, Austro-Occidental; AOR, Austro-Oriental; AP, Apachiana; ARIZ, Arizoniana; C, del Cabo de Baja California; CHI, Chihuahuense; CP, de la Altiplanicie Chiapaneca; D, Durangueña; HID, Hidalguense; LB, del Balsas Inferior; OH, de la Altiplanicie Oaxaqueña; P, del Petén; PEN, Peninsular; SD, Sandieguina; SIN, Sinaloense; TAM, Tamaulipeca; TAP, Tapachulteca; TEH, Tehuana; UB, del Balsas Superior; VC, Veracruzana; YUC, Yucateca. Esta variedad de condiciones ambientales permiten que México cuente con una riqueza florística que le ubica como el quinto país megadiverso del planeta (Ramamoarthy et al. 1998; Toledo, 1988; Villaseñor, 1991). En particular, el estado de Veracruz tiene de 8,000 a 9,000 especies de plantas vasculares (Toledo, 1988). Dentro de este gran número de especies, existen muchas con potencial ornamental como las heliconias (flor de corte, follaje, en maceta o jardinería), las cuales después de ser estudiadas, pueden ser introducidas al mercado para su comercialización.
  • 12. Las heliconias pertenecen al género Heliconia. Este género tiene el 98 % de sus especies distribuidas en Centro, Sudamérica, y el Caribe. El resto de las especies se ubican en islas del Pacífico Sur como Samoa y la isla Indonesia de Sulawesi (también conocida como Célebes). Con 93 especies registradas, Colombia ocupa el primer lugar en diversidad de heliconias en el mundo, seguida de Brasil con 45, Perú con 35, Ecuador con 32, Venezuela con 30 y Bolivia con 20 (Hoyos, 1986; Madriz et al., 1991; Kress et al., 2004; Kress et al., 2005). En México existen 16 especies de este género, las cuales incluyen Heliconia adflexa (Griggs) Standl., H. aurantiaca Ghiesbr., H. bihai L., H. bourgaeana Petersen, H. champneiana Griggs, H. collisiana Griggs, H. latispatha Bentham, H. librata Griggs, H. mariae J. D. Hooker, H. mooreana R. R. Smith, H. schiedeana Klotzsch, H. spissa Griggs, H. tortuosa Griggs, H. uxpanapensis C. Gutiérrez-Báez y H. wagneriana Petersen (Gutiérrez-Báez, 2000). Con nueve especies nativas del estado, Veracruz ocupa el primer lugar a nivel nacional en número de especies de este género incluyendo Heliconia adflexa (Griggs) Standl., H. bourgaeana Petersen, H. collisiana Griggs, H. latispatha Bentham, H. librata Griggs, H. schiedeana Klotzsch, H. spissa Griggs, H. uxpanapensis Gutiérrez-Báez y H. wagneriana Petersen (Figura 2) (Gutiérrez-Báez, 2000; Acosta, 2002). El hábitat de estas especies es variado. Pueden crecer en regiones húmedas y secas. En su mayoría se desarrollan en climas húmedos y calidos, entre 200 y 2000 msnm; sin embargo, la altitud ideal es de 1500 m, con temperaturas de 23 a 30 ºC. Toleran una precipitación de entre 1500 y 2000 mm, distribuidos de 120 a 200 mm al mes. En cuanto a luminosidad necesitan entre 30 y 40 % de sombra y humedad relativa de 60 a 80 % (Atehortúa, 1998; Maza y Builes, 2000). Los suelos aptos para su cultivo deben ser profundos, húmedos, ricos en materia orgánica, protegidos de radiaciones fuertes (Hoyos, 1999), con temperaturas de 18 a 23 ºC, ubicados en zonas planas con texturas francas; el pH ideal es de 4.5 a 6.5 y se ha reportado que las heliconias no toleran suelos básicos, ni mal drenados (Atehortúa, 1998), Betancur y Kress, 1993). Especies nativas como introducidas están siendo establecidas en plantaciones comerciales en el estado de Veracruz. En la zona Córdoba–Orizaba existen diversos viveros, jardines y huertos donde son producidas flores de corte y plantas de ornato de numerosas especies de heliconias.
  • 13. H. adflexa (Griggs) Standl. H. bourgaeana Petersen. H. collinsiana Griggs. H. latispatha Bentham. H. librata Griggs. H. schiedeana Klotzsch. H. spissa Griggs. H. uxpanapensis Gutiérrez- Báez. H. wagneriana Petersen. Figura 2. Especies de heliconias nativas del estado de Veracruz. Los ejemplares de herbario han sido tomados de Muestras Neotropicales de Herbario en el sitio The Field Museum disponible en Internet en la dirección www.fieldmuseum.org/.
  • 14. 4.2 Importancia de las heliconias En la actualidad, la demanda de las inflorescencias de estas especies se ha incrementado notablemente en los mercados nacionales e internacionales, y sin duda su cultivo se ha convertido en un importante detonante de la economía agrícola de numerosos países (Castañeda, 2002). Paralelamente, la producción de rizomas y semillas se ha convertido también en una actividad muy remunerativa. En este contexto, los productores se están enfocando a la certificación de sus sistemas de producción tanto de semilla agronómica como de semilla botánica, además de que cada vez se requiere mayor información para producir más y mejores inflorescencias. Como flores tropicales, las heliconias contribuyen de manera importante en el mercado florícola a escala global. Se calcula que la floricultura tropical cubre más del 4 % del mercado de las flores en el mundo, con una tendencia a incrementarse gradualmente (Pizano, 2005). Sin embargo, es necesario considerar que como flores tropicales de corte las heliconias representan ciertos problemas en cuanto a producción y comercialización, incluyendo su peso y tamaño, lo que hace más caro su empaque y más difícil el manejo para el consumidor final; la temperatura de almacenamiento difiere de la que se usa para otras especies, lo que hace necesario poner en operación procedimientos especiales de transporte y manejo postcosecha; y retos que debe enfrentar el productor en cuanto a propagación, florecimiento, y vida de florero, entre otros. En el estado de Veracruz existen importantes centros de producción y comercialización de plantas ornamentales y flores de corte. Ciudades como Xalapa, Fortín de las Flores y Córdoba cuentan con ferias de la flor y centros de acopio, distribución y comercialización de flores tropicales. Como estado que concentra la mayor cantidad de especies de heliconias en México, Veracruz tiene un gran potencial para desarrollar una excelente plataforma de producción y comercialización de estas especies apoyado en el desarrollo científico y tecnológico en apoyo de esta actividad. Así mismo, de especial importancia resulta el hecho de que las heliconias desempeñan una importante función en el equilibrio de los ecosistemas donde se desarrollan, ya que debido a su crecimiento rizomatoso son aptas para contrarrestar los movimientos del suelo en laderas y permiten conservar la humedad. Con su néctar alimentan a insectos benéficos, colibríes y murciélagos. Estos últimos, además de desempeñar una
  • 15. importante función en la polinización de estas y otras especies, contribuyen a la estabilidad de las poblaciones de algunos insectos y arañas plaga pues se alimenta de ellos. Las heliconias protegen las fuentes de agua y son imprescindibles en la reforestación (Burna, et al, 2004; Kepler, 1989). En cuanto a sus usos alternativos, el rizoma o tubérculo de algunas especies es comestible asado o hervido, como es el caso de la Heliconia hirsuta, conocida como isira o bijao (Wikipedia, 2006). Las hojas se usan para envolver alimentos como quesos y carnes, ya que estas mantienen la humedad y frescura. También se utilizan en construcción de palapas (Burna et al., 2004; Kepler, 1989). A pesar de su importancia tanto ecológica como económica, existe escasa investigación que apoye el mejor aprovechamiento de estas plantas. Con excepción de algunas tesis de investigación etnobotánica y biológica sobre especies en el estado, solo el Instituto de Ecología, A. C. (http://www.ecologia.edu.mx) cuenta con un fascículo sobre la familia Heliconiaceae dentro de la serie Flora de Veracruz (Gutiérrez-Báez, 2000), por lo que es evidente la necesidad de realizar un mayor número de estudios que permitan un conocimiento pleno de estas especies para su mejor manejo y aprovechamiento. 4.3 Clasificación taxonómica y descripción botánica Heliconias, aves del paraíso, achiras, gingers, bilbos y otras plantas conocidas como platanillos están agrupadas botánicamente en el orden Zingiberales. Este orden se compone de ocho familias: Heliconeaceae, Strelitziaceae, Musaceae, Costaceae, Lowiaceae, Marantaceae, Zingiberaceae y Cannaceae (Figura 3). La familia Heliconiaceae sólo está representada por el género Heliconia, con más de 250 especies distribuidas principalmente en el centro y sur de América y en el Caribe. Las heliconias son plantas herbáceas perennes cuya altura varía desde 70 cm. hasta 10 m. Presentan raíces adventicias y fasciculadas. El pseudotallo está formado por la superposición de las vainas de las hojas y se origina desde el sitio de crecimiento del rizoma hasta donde brotan los pecíolos de las hojas, dándole sostén a las mismas, el cual asciende por su interior en épocas reproductivas. El pecíolo puede tener colores diferentes. Teniendo en cuenta la distribución de las hojas en el pseudotallo y la longitud del pecíolo, se diferencían tres hábitos de crecimiento: Musoide, con pecíolos largos y hojas en posición vertical u oblicuas; Canoide, con peciolos cortos y hojas en
  • 16. posición oblicua; y Zingiberoide, con hojas sin pecíolos o con pecíolos cortos en posición horizontal (Maza y Builes, 2000). Figura 3. Clasificación del orden Zingiberales, que comprende las familias Heliconeaceae, Strelitziaceae, Musaceae, Costaceae, Lowiaceae, Marantaceae, Zingiberaceae y Cannaceae (Berry y Kress, 1991). La inflorescencia puede ser erecta, con brácteas dispuestas hacia arriba, o péndula, con brácteas dispuestas hacia abajo. La inflorescencia generalmente brota en forma terminal, al final del pseudotallo. En algunas especies ocasionalmente brota del rizoma en un tallo sin hojas. Las brácteas son los órganos más vistosos de una heliconia, generalmente de colores primarios o mezclados. Éstas se conectan con el raquis que continua del pedúnculo de la inflorescencia, el cual puede ser rígido o flexible (Berry y Kress, 1991). Cada flor está rodeada y protegida por una bráctea floral individual que protege al ovario. Estas brácteas son opacas y coriáceas. Otras especies presentan brácteas transparentes que se descomponen después de la apertura de la flor; la flor posee seis estambres, cinco fértiles y uno estaminodio. El ovario es amarillo, verde o blanco, generalmente liso o pubescente en algunas especies; al ser fecundado aumenta de volumen, iniciándose la formación del fruto (drupa), que contiene entre una y tres
  • 17. semillas. Cuando el fruto madura generalmente se torna azul oscuro o violeta. La semilla es pequeña (6 a 10 mm) y de testa dura y rugosa. Luego de la fecundación, el pedicelo se elonga exponiendo el fruto maduro a los dispersores de semillas (Kress et al., 1999). 4.4 Germinación de semillas de heliconias Las semillas son óvulos maduros que se forman en el ovario, el cual se desarrolla para formar el fruto. En heliconias, el fruto es una drupa, la cual puede contener de 1 a 3 semillas. La semilla consta de una cubierta o testa, material alimenticio almacenado y un embrión. La testa puede tener muy distintas texturas y apariencias. Generalmente es dura y está formada por una capa interna y una externa de cutícula y, una o más capas de tejido grueso que sirve de protección. Estas características le confieren a la testa cierto grado de impermeabilidad al agua y a los gases. Ello le permite ejercer una influencia reguladora sobre el metabolismo y crecimiento de la semilla (Kozlowski et al., 1972), por lo que con frecuencia estas semillas presentan latencia o dormancia. La latencia o dormancia es el estado en el cual una semilla viable no germina aún en condiciones de humedad, temperatura y concentración de oxígeno idóneas para hacerlo. Así, las semillas pueden mantener su viabilidad durante largos períodos de tiempo. Esta es una de las propiedades adaptativas más importantes que poseen los vegetales. Debido a ello, las semillas sobreviven en condiciones desfavorables y adversas, aunque no indefinidamente. En condiciones adecuadas, las semillas inician su germinación y necesitan de un medio nutritivo rico en nutrimentos para poder desarrollar la nueva plántula. Las semillas de heliconias presentan un bajo porcentaje de germinación y larga latencia (Montgomery, 1986). Cuando logran germinar, el proceso es muy similar al de la orquídea (Pierik, 1995). En este proceso, lo primero que ocurre es que el embrión absorbe agua a través de la testa, hay hinchazón del endospermo, aumentando el volumen. Después, se inicia la división celular, y el embrión rompe la cubierta seminal. Se forma una estructura de tipo protocormo, a partir del agregado de células y sobre el cual puede distinguirse un meristemo del vástago. Rápidamente, se inicia la diferenciación de órganos del vástago en un lado y rizoides en el opuesto. Si el protocormo está a la luz, adquiere el color verde y al mismo tiempo se forman las hojas.
  • 18. Al final, tiene lugar la formación de clorofila por lo que la planta se vuelve autótrofa, formándose las primeras raíces auténticas, por lo que el protocormo y los rizoides pierden su misión de nutrir y desaparecen (Berry y Kress, 1991). Para romper la latencia de semillas de heliconias es posible utilizar varios métodos de escarificación, que básicamente se pueden agrupar como húmedos (ácidos, álcalis, solventes, alcoholes) o secos (microondas, impacto, remoción manual o mecánica de la testa o parte de ella) (Doran et al., 1983).Cualquiera de estos tratamientos acelera el proceso de germinación, lo cual dependerá de la especie, la técnica empleada, origen de la semilla, época de cosecha y tiempo de almacenamiento (Cruz y Takaki, 1983; Corral et al., 1990; Sanabria et al., 1997). De todos ellos, los que se utilizan con mayor frecuencia son los ácidos que pueden ser sulfúrico o clorhídrico y las bases como el hidróxido de sodio. Una vez escarificadas y limpias, las semillas pueden ser establecidas en medios óptimos para su germinación. 4.5 Cultivo in vitro de heliconias El cultivo in vitro se define como el cultivo en un medio nutritivo, en condiciones asépticas y estériles, de plantas, semillas, órganos, explantes, tejidos, células y protoplastos de plantas superiores, que asegura la obtención de plantas libres de patógenos y con pureza genética. El enorme potencial que posee esta técnica ha propiciado que en los últimos años se haya incrementado la producción comercial de plantas ornamentales y frutales, lo que ha sido una alternativa viable en sus programas de producción dado que permite germinar semillas que en condiciones in vivo serían difíciles de obtener (Pierik, 1990). La propagación in vitro de especies del género Heliconia ha sido escasamente abordada por lo que se encuentran muy pocos trabajos con esta temática en la literatura. Nathan et al. (1992), propagaron H. psittacorum a través del cultivo de yemas. Estos autores emplearon antibiótico Rocefín® (Ceftrioxona, 0.2 g L-1 ) para controlar la contaminación y antioxidantes como polivinilpirrolidona (PVP) y combinaciones de ácido cítrico y ácido ascórbico en concentraciones de 1 g L-1 cada uno, reportados con éxito.
  • 19. Goh et al. (1995), emplearon organogénesis directa en la propagación de H. psittacorum L. en el medio de cultivo de Murashige y Skoog (MS). Recientemente se evaluó la combinación de los reguladores de crecimiento 6- bencilaminopurina y ácido 3-indolacético (6-BAP y AIA, respectivamente) en la multiplicación de H. standleyi a partir de explantes (Sosa, 2004). Marulanda e Isaza (2004) evaluaron métodos de desinfección de explantes en heliconia, con fines de reproducción masiva. Emplearon para ello, el medio MS a la mitad de su concentración, siguiendo las recomendaciones de Nathan et al. (1992). Viegas (2005) reporta establecimiento in vitro de Heliconia rauliniana a partir de yemas laterales, empleando el medio MS, suplementado con fitagel (2 g L-1 ), vitaminas de Morel, sucrosa (30 g L-1 ) y 6-BA (3.5 mg L-1 ) y el pH ajustado a 5.8. Existió alta incidencia de contaminación en los cultivos con la presencia de bacterias de los géneros Pseudomonas y Klebsiella. La germinación de semillas en medio estéril es una de las posibles vías para la obtención de plántulas in vitro que servirían como punto de partida (fase de establecimiento) para protocolos de micropropagación, inducción de callos y cultivo de suspensiones celulares, o simplemente para obtener plantas sanas. Castañeda (2002) reportó con éxito la germinación in vitro de semillas escarificadas y de embriones extraídos de la especie H. collinsiana en medio MS al 50 %. Pierik (1990) indica que en el cultivo de embriones no existen problemas de infección. Las semillas maduras se encuentran desinfectadas en su exterior, a partir de ellas se obtienen los embriones abriendo la cubierta seminal. Si las semillas están todavía inmaduras, el fruto aún cerrado permanece estéril, y al abrirlo se obtienen los óvulos totalmente desinfectados. Las principales razones de una baja viabilidad se deben a pérdidas por infección, embriones demasiado pequeños en el momento de aislamiento, interrupción del desarrollo embrionario, daños físicos a los tejidos y condiciones desfavorables del medio nutritivo (pH, desbalance iónico y hormonal) entre otros (Pierik, 1990).
  • 20. Como conclusión, es sabido que debido a la recalcitrancia de las semillas de heliconias, la germinación es muy escasa, por lo que existe una creciente perturbación y saqueo de rizomas de estas especies de sus hábitats naturales. A fin de reducir este saqueo y contribuir a un mejor aprovechamiento de las mismas, en este estudio se han descrito algunas características de las plantas, inflorescencias, flores, frutos y semillas de diferentes especies del género Heliconia, a fin de establecer las bases para el desarrollo de futuras investigaciones que contribuyan a un mejor aprovechamiento de estas especies. De manera paralela se han evaluado diferentes métodos de escarificación de semillas con la finalidad de mejorar su porcentaje de germinación in vitro.
  • 21. 5. Materiales y método 5.1 Sitios de estudio La investigación se desarrolló en cuatro etapas: 1) descripción de los caracteres exomorfológicos y de crecimiento de cinco especies de heliconias; 2) evaluación de los diferentes métodos de escarificación para romper la dormancia; 3) establecimiento del cultivo aséptico de semillas de heliconias; y 4) evaluación del porcentaje de germinación de las semillas de heliconia de cada especie. El primer sitio de estudio se ubica en el Colegio de Postgraduados Campus Córdoba (Figura 4), el cual se localiza a 646 msnm, a 96º 51' de latitud norte y a 18º 51' de longitud oeste. El clima de la zona es templado húmedo regular con una temperatura media anual de 20 ºC, con una máxima de 36 ºC y una mínima de 12 ºC. Se presentan lluvias abundantes en verano y principios de otoño y lloviznas en invierno que provocan descensos en la temperatura. La precipitación media anual asciende a los 1807 mm. Los suelos del sitio son ácidos, con valores de pH que varían de 4 a 6. Figura 4. Diagrama de localización del Campus Córdoba. El Campus Córdoba se localiza en el Km. 3+480 de la Carretera Federal Córdoba - Veracruz, Mpio. de Amatlán de los Reyes, Veracruz.
  • 22. El segundo sitio de estudio se ubica en el Tropical World, el cual se localiza en el Municipio de Fortín de las Flores, Veracruz, a 1010 msnm, a 96º 57' de latitud norte y a 18º 58' de longitud oeste. El clima de la zona es templado-húmedo-regular con una temperatura media anual de 19 ºC, con una máxima de 35 ºC y una mínima de 10 ºC. Se presentan lluvias abundantes en verano y principios de otoño y lloviznas en invierno que provocan descensos en la temperatura. La precipitación media anual asciende a los 2100 mm. Los suelos del sitio son ácidos, con valores de pH que varían de 5 a 6. 5.2 Plantaciones de heliconias en estudio En el primer sitio de estudio, la plantación inicial de heliconias compuesta por las especies H. collinsiana, H. latispatha y H. psittacorum, fue establecida entre 1994 y 1995 en el Campus Córdoba. Gradualmente se fueron incorporando nuevas especies; las más recientes (H. rostrata, H. stricta, y H. wagneriana) fueron plantadas en 2000. De cada especie, la plantación cuenta con al menos dos surcos de 50 m de longitud, con separaciones de 2 m por surco. Aunque las plantas reciben un manejo en cuanto a podas y control mecánico de vegetación no deseada, desde hace 4 años a la fecha no se ha aplicado ningún riego, fertilizante o producto fitosanitario para el control de plagas y enfermedades, por lo que durante este período las plantas se han desarrollado de acuerdo a su potencial y a las condiciones naturales en las cuales están establecidas, lo cual es de suma importancia para efectos de este estudio, pues los resultados que se reportan son efecto únicamente del ambiente natural y no de un manejo agronómico integral. En el Tropical World, segundo sitio de estudio, se encuentran más de 10 especies de heliconias plantadas desde hace 12 años o más. Algunas plantaciones están en surcos, mientras que otras se encuentran dispersas en el medio de la vegetación, sin recibir ningún tratamiento de fertilizantes o productos fitosanitarios. El único manejo que reciben estas plantas es la poda cada dos a tres años. 5.3 Toma de datos edafoclimáticos Datos meteorológicos Los datos meteorológicos correspondientes al año de estudio (2006) se tomaron de las estaciones meteorológicas del mismo Campus Córdoba y se compararon con las
  • 23. reportadas por los municipios de Córdoba, Amatlán de los Reyes y Fortín de las Flores. Los datos incluyen temperatura y precipitación media anual, los cuales fueron graficados con los promedios mensuales obtenidos de las estaciones meteorológicas. Datos edafológicos Se tomaron tres puntos de muestreo en cada sitio de estudio de la plantación de heliconias, a una profundidad de 30 cm., al lado del surco, con una distancia de 15 cm. Las muestras fueron homogeneizadas y posteriormente se eliminó parte de esta muestra conjunta por el método del cuarteo hasta quedar únicamente 1 Kg. de suelo. El suelo fue caracterizado física y químicamente en el Laboratorio Salvador Alcalde Blanco del Área de Nutrición Vegetal en el Campus Montecillo del Colegio de Postgraduados. 5.4 Caracterización de las heliconias Plantas Se describió el hábito de crecimiento y la altura que alcanzan las plantas desde el nivel del suelo hasta la hoja más alta del pseudotallo, usando un flexómetro. Inflorescencias Se describió el hábito y la orientación de la inflorescencia, la producción de inflorescencias planta-1 año-1 , el peso fresco de la inflorescencia, el número de brácteas por inflorescencia, el color y la vida de florero de la inflorescencia. Frutos Del fruto se describió su color, su peso fresco y el número de semillas que produce. Semillas De la semilla se midió el diámetro y la longitud con un vernier, y se determinó el peso de la biomasa seca de éstas después de 3 días de secado a 72 ºC en estufa de aire forzado.
  • 24. 5.5 Manejo y tratamiento de semillas de heliconias Semillas de cinco especies de heliconias fueron colectadas en ambos sitios de estudio. Para la eliminación de la pulpa que envuelve la semilla, éstas fueron lavadas con agua destilada y detergente por 20 minutos en agitación previa, para eliminación de residuos. Posteriormente se trataron con fungicida (Captan al 18 %) para evitar la proliferación de hongos. Para incrementar el porcentaje de germinación se probaron cuatro tratamientos (dos químicos y dos mecánicos) y se compararon contra un tratamiento testigo en el cual se conservaron las semillas intactas. El tratamiento T1 fue el testigo. En los tratamientos T2 y T3 se probaron dos tiempos de inmersión (90 y 100 minutos) en ácido sulfúrico (H2SO4) al 98 %. Los tratamientos T4 y T5 comprendieron la remoción del opérculo (T4) y la extracción de embriones (T5). Para cada tratamiento se utilizaron 50 semillas (Cuadro 1). Los experimentos fueron repetidos 3 veces. Cuadro 1. Tratamientos de escarificación de semillas de heliconias. Tratamiento Método de Escarificación No. de semillas tratadas T1 Testigo 50 T2 H2SO4 al 98 %, 90 minutos 50 T3 H2SO4 al 98 %, 100 minutos 50 T4 Remoción del opérculo 50 T5 Extracción de embriones 50 5.6 Establecimiento aséptico del cultivo Posterior a los tratamientos de escarificación, las semillas fueron nuevamente sometidas a un proceso de desinfección. Todas las semillas fueron lavadas con una solución a base de Captan al 18 % en un periodo de 20 minutos. En seguida se lavaron con agua estéril, continuando con un lavado con hipoclorito de sodio al 30 %, con un tiempo de inmersión de 20 minutos. Para el caso de los embriones, el tiempo de inmersión fue de 10 minutos.
  • 25. 5.7 Medio de cultivo básico El medio de cultivo utilizado para la germinación de las semillas fue el MS (Murashige y Skoog, 1962) (Anexo 1). Después de los tratamientos de escarificación y de asepsia, las semillas fueron depositadas en frascos de 20 mL, conteniendo 4 mL de medio de cultivo cada uno y fueron puestos bajo condiciones controladas en un cuarto de crecimiento a una temperatura de 25 + 2 ºC, a una densidad de flujo fotosintético de fotones (PPFD) de 25 μmol m-2 s-1 y un fotoperíodo de 16 h de luz día-1 . 5.8 Determinación del porcentaje de germinación y contaminación de semillas El porcentaje de germinación se determinó por número de semillas germinadas de cada especie y tratamiento realizado. Así mismo se evaluó el número de semillas contaminadas para establecer el porcentaje de contaminación (por hongos y/o bacterias) y dañadas (por necrosis o fenolización), así como el número de semillas latentes (no germinadas). 5.9 Diseño experimental y análisis estadístico de los datos Cada tratamiento constó de 25 frascos con dos semillas o embriones depositados en cada uno. El diseño fue completamente al azar con cinco tratamientos. Los resultados obtenidos en cada uno de los experimentos fueron analizados estadísticamente utilizando la prueba de comparación de medias t de Student (* p ≤ 0.05; ** p ≤ 0.01), empleando el paquete estadístico SAS (Statistical análisis System, 2000). En todos los casos se comparó cada tratamiento contra el testigo (semillas sin escarificar).
  • 26. 6. Resultados 6.1 Condiciones del clima y el suelo durante el período de estudio En el primer sitio de estudio, durante la fase de medición de variables de campo (enero a diciembre de 2006) se tuvo una precipitación media anual de 1,727 mm, y una temperatura media en el año de 21.2 ºC. La humedad relativa osciló entre 68 y 80 % (valores para los meses de mayo y noviembre, respectivamente), con una media anual de 76.2 %, lo cual indica que 2006 fue un año que registró las condiciones climatológicas normales de la zona (Figura 5). Figura 5. Temperatura y precipitación media anual registradas en el primer sitio de la zona de estudio durante 2006 (Mpio. Amatlán de los Reyes, Veracruz). En el segundo sitio de estudio, durante la fase de medición de variables de campo (enero a diciembre de 2006) se tuvo una precipitación media anual de 2216 mm, y una temperatura media en el año de 20.2 ºC. La humedad relativa osciló entre 72 y 85 % (valores para los meses de mayo y noviembre, respectivamente), con una media anual de 78 % (Figura 6). Con estos datos es posible observar que la temperatura media fue 1 °C menor en el segundo sitio de muestreo ubicado en Tropical World, mientras que la precipitación fue 489 mm mayor que en el primer sitio de estudio ubicado en el Campus Córdoba. Estos sitios de estudio se ubican en la zona de transición ecológica entre el clima intermedio 0 50 100 150 200 250 300 E F M A M J J A S O N D Meses del año (2006) Precipitación,mm 0 5 10 15 20 25 30 Temperatura,°C Precipitación Temperatura
  • 27. de las estribaciones de la Sierra Madre Oriental y el cálido húmedo y subhúmedo de la Llanura Costera del Golfo de México, representados en la clasificación de climas de García (1981) como A (C)f, Am y Aw2. En esta zona de transición ecológica hay una amplia diversidad biológica, que de acuerdo a las condiciones geológicas, edafológicas, hidrográficas, climáticas y de vegetación presenta características que explican y favorecen la biodiversidad y riqueza en recursos hídricos, edáficos y bióticos. Figura 6. Temperatura y precipitación media anual registradas en el segundo sitio de la zona de estudio durante 2006 (Mpio. Fortín de las Flores, Veracruz). En el Cuadro 2 se presentan los análisis del suelo del primer sitio de estudio. El suelo es de textura franco arcillosa con una densidad real y aparente de 2.5 y 1.5 g cm-3 , respectivamente. El valor de pH es de 5.5, y presenta una conductividad eléctrica de 0.5 dS m-1 . El contenido de materia orgánica es del 3 %. Los niveles de nitrógeno total son del orden de 0.15 %, mientras que los de fósforo extractable ascienden a 15.8 ppm y los de potasio intercambiable a 0.15 cmol kg-1 , todo lo cual define al suelo con una fertilidad media. Suelos con buena fertilidad deben tener un pH mayor a 5.5, un contenido de materia orgánica mayor al 4 %, al menos 15 ppm de fósforo extractable, y 0.2 cmol kg-1 de potasio intercambiable y de 0.4 a 0.5 % de nitrógeno total (Vega, 2005). 0 50 100 150 200 250 300 E F M A M J J A S O N D Meses del año (2006) Precipitación,mm 0 5 10 15 20 25 30 Temperatura,°C Precipitación Temperatura |
  • 28. En el Cuadro 3 se presentan los análisis del suelo del primer sitio de estudio. El suelo es de textura franco arcillosa con una densidad real y aparente de 2.4 y 1.4 g cm-3 , respectivamente. El valor de pH es de 5.7, y presenta una conductividad eléctrica de 0.7 dS m-1 . El contenido de materia orgánica es del 3 %. Los niveles de nitrógeno total son del orden de 0.35 %, mientras que los de fósforo extractable ascienden a 18.8 ppm y los de potasio intercambiable a 0.19 cmol kg-1 . Cuadro 2. Caracterización del suelo del primer sitio de estudio donde se encuentra establecida la plantación de heliconias en el Campus Córdoba. Variable Valor Textura Franco arenoso (38 % arena, 28 % limo y 34 % arcilla) Densidad real 2.5 g cm-3 Densidad aparente 1.5 g cm-3 pH 5.5 CE 0.5 dS m-1 Materia orgánica 3 % Nitrógeno total 0.15 % Fósforo 15.8 ppm Potasio 0.2 cmol kg-1 1 Datos reportados por el Laboratorio Salvador Alcalde Blanco de una muestra compuesta de suelo. Cuadro 3. Caracterización del suelo del segundo sitio de estudio donde se encuentra establecida la plantación de heliconias en Tropical World. Variable Valor Textura Franco arenoso (40 % arena, 30 % limo y 30 % arcilla) Densidad real 2.4 g cm-3 Densidad aparente 1.4 g cm-3 pH 5.7 CE 0.7 dS m-1 Materia orgánica 4 % Nitrógeno total 0.35 % Fósforo 18.8 ppm Potasio 0.19 cmol kg-1 1 Datos reportados por el Laboratorio Salvador Alcalde Blanco de una muestra compuesta de suelo. 6.2 Caracterización regional de cinco especies de heliconia A continuación se presentan cinco cuadros que resumen las características de las plantas, las inflorescencias, los frutos y las semillas de seis especies de heliconias establecidas en el Campus Córdoba y en el Tropical World, estudiadas durante 2006.
  • 29. Cuadro 4. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia bourgaeana Petersen. Planta Hábito musóide Altura 4.33 metros Inflorescencia Hábito Orientación Erecto Dística Producción 25 inflorescencias planta-1 año-1 PF* de la inflorescencia 360 g Número de brácteas 8 a 15 Color rojo Vida de florero 15 días Fruto y semilla Fruto drupa color azul marino PF* del fruto 0.57 mg Número de semillas fruto-1 2 a 3 Tamaño de la semilla ancho: 0.81 cm largo: 1.07 cm PS de la semilla 0.070 mg * PF: peso fresco; PS: peso seco. Los centros de diversidad genética de H. bourgaeana se localizan en México, Costa Rica y Brasil. En México se distribuye en los estados de Puebla, Oaxaca, Tabasco, Veracruz, siendo éste último el centro de origen en México (Gutiérrez-Báez, 2000). Es una especie que puede prosperar bajo la luz directa del sol o con hasta un 50 % de sombreado. En el Tropical World esta especie puede lograr una altura hasta de 5 m, produciendo de 8 a 15 brácteas por inflorescencia y una vida de florero de hasta 15 días. En el Campus Córdoba no se cuenta con ejemplares de esta especie. En la parte central del estado de Veracruz es la especie que más se utiliza como ornamental por el colorido y tamaño de su inflorescencia. ® Solís-Tlazalo ® Gómez-Merino ® Solís-Tlazalo
  • 30. Cuadro 5. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia latispatha Bentham. Planta Hábito musóide Altura 1.02 metros Inflorescencia Hábito Orientación Erecto espiral Número de inflorescencias 50 planta-1 año-1 PF* de la inflorescencia 80 g Tamaño de la inflorescencia 25 a 30 cm Número de brácteas 4 a 7 Color amarillo y naranja Vida de florero 7 días Fruto y semilla Fruto Drupa color negro PF* del fruto 0.75 mg Número de semillas fruto-1 3 Tamaño de la semilla Ancho: 0.50 cm largo: 0.83 cm PS* de la semilla 0.087 mg * PF: peso fresco; PS: peso seco. En México, Veracruz figura como centro de diversidad genética de esta especie, que se distribuye desde el sureste de la República hasta Colombia y Venezuela. Se describen al menos tres cultivares: Orange Gyro, Red Yellow Gyro y Distance. La altura de estos cultivares oscila entre 1.2 y 2.5 m (Berry y Kress, 1991). Según Gutiérrez-Báez (2000), en Veracruz esta especie puede alcanzar hasta 1.3 m de altura y contener de 6 a 12 brácteas por inflorescencia, la cual puede alcanzar un tamaño hasta de 30 cm. En las condiciones de producción del Campus Córdoba, esta especie puede producir de 4 a 7 brácteas por inflorescencia, lo cual está por debajo del promedio reportado en la literatura. Es importante destacar que la vida de florero de esta inflorescencia es de hasta siete días. ® Solís-Tlazalo ® s- ® Solis-Tlazalo
  • 31. Cuadro 6. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia psittacorum L. f. Planta Hábito musóide Altura 1.18 metros Inflorescencia Hábito Orientación Erecto Dística Número de inflorescencias 150 planta-1 año-1 PF* de la inflorescencia 30 g Tamaño de la inflorescencia 10 a 15 cm Número de brácteas 5 a 7 Color Naranja Vida de florero 5 días Fruto y semilla Fruto drupa color negro PF* del fruto 0.55 mg Número de semillas fruto-1 3 Tamaño de la semilla ancho: 0.35 cm largo: 0.85 cm PS* de la semilla 0.078 mg * PF: peso fresco; PS: peso seco. Originaria de la Amazonía en Sudamérica, H. psittacorum es ampliamente cultivada México. Se reportan al menos 17 cultivares e híbridos de esta especie. En el Campus Córdoba se produce el cv. Andromeda, el cual produce de 3 a 5 brácteas por inflorescencia. Aunque su vida de florero es muy corta (de apenas cinco días), esta especie logra producir hasta 150 inflorescencias por planta al año y florece durante todo el año, lo que implica un bajo costo de producción. Adicionalmente es la especie de cultivo más fácil. Puede prosperar a sol abierto pero produce mejor bajo la sombra. Se utiliza para producir flor de corte para eventos de corta duración, para proteger fuentes de agua, para diseños paisajistas y como planta ornamental. En el parque Tropical World no se reportan ejemplares de esta especie. ® Solis-Tlazalo ® Solís-Tlazalo
  • 32. Cuadro 7. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia rostrata Ruiz y Pavón. Planta Hábito musóide Altura 5.80 metros Inflorescencia Hábito Orientación colgante dística Número de inflorescencias 50 planta-1 año-1 PF* de la inflorescencia 385 g Tamaño de la inflorescencia 50 a 70 cm. Número de brácteas 11 a 25 Color amarillo y rojo Vida de florero 12 días Fruto y semilla Fruto drupa color azul marino PF* del fruto 0.78 mg Número de semillas fruto-1 3 Tamaño de la semilla Ancho: 0.76 cm. largo: 1.15 cm. PS* de la semilla 0.086 mg Nativa de Perú y Ecuador, H. rostrata produce una de las inflorescencias colgantes más vistosas y no se describen cultivares. Esta especie puede lograr una altura hasta de 6 m (Berry y Kress, 1991). En el estado de Veracruz se encuentra ampliamente distribuida (Alejandro et al., 2005; Acosta, 2002) y en condiciones de cultivo logra producir hasta 50 inflorescencias planta-1 año-1 . Cada inflorescencia produce de 11 a 25 brácteas. La inflorescencia tiene una vida de florero de hasta 12 días. Es importante destacar que el bajo pH del suelo (menor a 5.5), la luz directa del sol, los períodos prolongados de sequía y deficiente fertilidad de los suelos afectan significativamente el crecimiento tanto de la planta como de la inflorescencia. Así, mientras en el parque Tropical World logra crecer hasta 4.5 m y producir inflorescencias de hasta 1 m de largo, en el Campus Córdoba esta especie crece hasta 1.5 m y sus inflorescencias miden 30 cm. ® Solís- Tlazalo ® Solís-Tlazalo ® Solís-Tlazalo
  • 33. Cuadro 8. Descripción de planta, inflorescencia, fruto y semilla de la especie Heliconia spissa Griggs. Planta Hábito musóide Altura 3.63 metros Inflorescencia Hábito Orientación erecto helicoidal Número de inflorescencias 10 planta-1 año-1 PF* de la inflorescencia 250 g Tamaño de la inflorescencia 16.5 a 45 cm. Número de brácteas 7 a 19 Color rojo - verde Vida de florero 14 días Fruto y semilla Fruto drupa color azul marino PF* del fruto 0.60 mg Número de semillas por fruto 3 Tamaño de la semilla Ancho: 0.48 cm. largo: 0.82 cm. PS* de la semilla 0.11 mg * PF: peso fresco; PS: peso seco. El centro de diversidad genética de H. spissa se localiza en México y Guatemala. En México esta especie se distribuye en los estados de Nayarit, Veracruz, Tabasco, Oaxaca y Chiapas (Gutiérrez-Báez, 2000). Es una de las especies que producen las inflorescencias mas apreciadas debido a sus vistosos colores y a su larga vida de florero que logra ser hasta de hasta 14 días. En el parque Tropical World cada planta logra producir hasta 10 inflorescencias por año. Cada inflorescencia puede producir de 7 a 19 brácteas. Es una de las especies más resistentes a la exposición directa de la luz del sol y al viento. Además de sus inflorescencias, su follaje es también mus apreciado como ® Solís-Tlazalo ® Solis-Tlazalo
  • 34. ornato en el mercado. No se reportan ejemplares de esta especie en la colección del Campus Córdoba. De esta caracterización se puede observar que tres de las especies estudiadas (i. e. H. bourgaeana, H. latispatha y H. spissa) son nativas de Veracruz, mientras que dos (H. psittacorum y H. rostrata) son nativas de América Tropical y se encuentran distribuidas en el estado. Aunque ubicados en la misma región, los dos sitios de estudio (parque Tropical World en el Mpio. de Fortín de las Flores y el Campus Córdoba en el Mpio. de Amatlán de los Reyes) presentan diferencias biofísicas que hacen también diferentes las respuestas de crecimiento y desarrollo de las especies en estudio. En el caso particular de la especie H. bourgaeana que se desarrolla en el Tropical World logra crecer hasta 4 m y produce inflorescencias de hasta 80 cm. de longitud con hasta 15 brácteas. En la literatura se establece que esta especie puede alcanzar hasta 5 m de altura y producir hasta 17 brácteas por inflorescencia (Berry y Kress, 1991; Gutiérrez- Báez, 2000; Acosta, 2002; Alejandro et al., 2005). En el Campus Córdoba no se produce esta especie, por lo que no existen indicaciones que permitan comparar el desempeño de ésta de un sitio a otro. La especie H. latispatha logra crecer hasta 2.5 m en las condiciones de cultivo del Campus Córdoba. Su inflorescencia puede desarrollar hasta 12 brácteas, lo cual es un indicador de la rusticidad y la adaptación de esta especie en particular a las condiciones edafoclimáticas del sitio. En la literatura se reporta que esta especie puede alcanzar hasta 2 m, pero el número de brácteas por inflorescencia reportado en la literatura (hasta 5 brácteas por inflorescencia) (Berry y Kress, 1991; Gutiérrez-Báez, 2000; Acosta, 2002; Alejandro et al., 2005) es mucho menor al encontrado en este estudio. En el parque Tropical World no se encontraron ejemplares de esta especie, por lo que no se pudieron establecer comparaciones entre ambos sitios. En el caso de H. psittacorum cv. Andrómeda que se cultiva en el Campus Córdoba, logra alcanzar una altura de hasta 1.5 m y sus inflorescencias de 15 cm. de longitud logran desarrollar hasta siete brácteas cada una. Tanto altura de planta como longitud de inflorescencia son muy congruentes con lo encontrado en la literatura (Berry y Kress, 1991; Gutiérrez-Báez, 2000; Acosta, 2002; Alejandro et al., 2005), no así el número de brácteas, ya que normalmente logran desarrollar hasta cuatro y en nuestro caso se pudieron desarrollar hasta siete. Esta especie no es reportada en el Tropical World.
  • 35. Para el caso de H. rostrata, las condiciones ambientales y de manejo que predominan en el parque Tropical World permiten que esta especie crezca y se desarrolle de una manera muy similar a lo reportado en la literatura (Berry y Kress, 1991; Gutiérrez-Báez, 2000; Acosta, 2002; Alejandro et al., 2005). Sin embargo, en las condiciones del Campus Córdoba, estos indicadores fisiológicos se ven afectados severamente, pues las plantas escasamente logran 1.5 m de altura y las inflorescencias alcanzan unos 30 cm. de longitud en promedio, ambos por debajo de lo que se reporta, pues la planta puede crecer hasta 4.5 m de altura y producir inflorescencias de más de 1 m de longitud (Gutiérrez-Báez, 2000). Por último, la especie H. spissa, puede alcanzar hasta 4 m en las condiciones del parque Tropical World, lo cual es congruente con lo que reporta la literatura (Berry y Kress, 1991; Gutiérrez-Báez, 2000; Acosta, 2002; Alejandro et al., 2005). En los resultados obtenidos en la medición de las semillas de Heliconia bourgaeana Petersen se reporta un ancho de 0.81 cm. y largo 1.07 cm. lo que representa estar dentro del rango de lo reportado por Berry y Kress (1991) ancho de 0.89 cm., largo de 1.10 cm. y Gutiérrez-Báez (2000) ancho de 0.6 cm. y largo 1.2 cm. conteniendo de 2 a 3 semillas por drupa, lo que indica no haber diferencias muy marcadas. Para la especie Heliconia latispatha Bentham se reporta un número de 3 semillas por drupa con medidas de ancho 0.50 cm. y largo 0.83 cm. encontrando similitud en lo reportado en la literatura (Berry y Kress, 1991; Gutiérrez-Báez, 2000). La especie Heliconia psittacorum L. f. presentó datos de 3 semillas por drupa con un ancho de 0.35 cm. y largo de 0.85 cm. que de acuerdo con Berry y Kress (1991), esta dentro del rango de lo reportado en la literatura, Gutiérrez-Báez (2000), no reporta esta especie. Heliconia rostrata Ruiz y Pavón presento 3 semillas por drupa con una ancho de 0.76 cm. y un largo de 1.15 cm. coincidiendo marcadamente con lo reportado en la literatura consultada (Berry y Kress, 1991), no encontrando reportes de la especie con Gutiérrez- Báez (2000). Por ultimo la especie Heliconia spissa Griggs reporta resultados en sus mediciones de ancho y largo 0.48 cm. y 0.82 cm. respectivamente con 3 semillas por drupa, que de
  • 36. acuerdo a Gutiérrez-Báez (2000) y Berry y Kress (1991), las diferencias encontradas están dentro del rango de lo reportado por ellos. 6.3 Escarificación y germinación in vitro de semillas de heliconias 6.3.1 H. bourgaeana Petersen En la figura 7 se presentan los resultados del porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. bourgaeana Petersen sometidas a diferentes tratamientos de escarificación. Se observa que esta especie logra un porcentaje de germinación superior al 90 % cuando las semillas son expuestas a ácido sulfúrico concentrado por 100 minutos (T3). Una exposición más corta (T2) de las semillas al agente químico ocasiona que la germinación sea del 70 %. La sola remoción del opérculo (T4) o la extracción de embriones de las semillas (T5) no tienen el mismo efecto benéfico en la germinación, pues en ninguno de los dos casos se logran porcentajes de germinación superiores a 26 %. Es importante notar que las semillas testigo no germinaron, por lo que se hace evidente que las semillas de esta especie necesitan ser tratadas para germinar y que el ácido sulfúrico tiene un efecto positivo sobre dicha variable respuesta. Figura 7. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. bourgaeana Petersen en respuesta a diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min.; 3: H2SO4 100 min.; 4: remoción del opérculo; 5: extracción del embrión. Letras distintas sobre las columnas indican diferencias 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 Tratamientos Porcentajedegerminación A B C C D
  • 37. significativas entre tratamientos (p ≤ 0.05). Barras sobre las columnas indican desviación estándar. Las medias son el resultado de tres experimentos independientes. El análisis estadístico de los datos demuestra que existen diferencias significativas entre tratamientos ((p ≤ 0.05), observándose cuatro grupos de respuestas. En el primer grupo se ubican los resultados de germinación del tratamiento de escarificación con ácido sulfúrico al 98 % por 100 minutos (T3), que alcanzó el 91.07 % de germinación. En seguida se ubican los resultados de semillas tratadas con ácido sulfúrico al 98 % por 90 minutos (T2), en el que el porcentaje de germinación disminuyó al 64.64 %. El un tercer grupo se encuentran los datos correspondientes al tratamiento T4 (remoción del opérculo) y T5 (extracción del embrión), con promedios de germinación de 28.21 y 26.07, respectivamente. El tratamiento testigo (T1) mostró el porcentaje más bajo de germinación, inferior al 1 %. Estos resultados indican que la sola escarificación química de semillas de H. bourgaeana por 100 minutos es suficiente para lograr porcentajes de germinación mayores al 90 %, y muy superiores a los que podrían alcanzar las semillas que de manera natural se desprenden de la infrutescencia para caer al suelo y tratar de germinar, que en este experimento serían equiparables al 0.7 % del tratamiento testigo. Por otro lado, con la disminución de 10 minutos en la exposición al agente químico utilizado en este experimento, el porcentaje de geminación disminuye drásticamente, lo cual es indicador de la dureza y la composición de la testa de la semilla. Los tratamientos físicos de remoción del opérculo y extracción del embrión aumentan el porcentaje de germinación respecto al testigo, pero fueron muy inferiores a los niveles que alcanzan cuando las semillas son tratadas con ácido sulfúrico. Para el caso de la remoción del opérculo, el porcentaje de geminación observado posiblemente sea indicador de que dicho tratamiento no logró hacer que el agua y los gases alcanzaran el embrión para que éste germinara. En el caso de la extracción del embrión, posiblemente haya habido un daño físico de éste órgano, lo cual haya impedido que más semillas germinaran. Pierik (1990) menciona que las principales razones de una baja germinación de embriones se deben a pérdidas por infección, embriones demasiado pequeños en el momento de aislamiento,
  • 38. interrupción del desarrollo embrionario, daños físicos a los tejidos y condiciones desfavorables del medio nutritivo (pH, desbalance iónico y hormonal) entre otros. Sobre H. bourgaeana no existen reportes en la literatura que analicen el efecto de la escarificación sobre la germinación de semillas. En el caso de H. collinsiana, Vidal-Morales (2007) reporta resultados favorables en el porcentaje de germinación cuando se extraen los embriones, lo cual podría ser debido al tipo de manejo al momento de la extracción. De ahí que será necesario hacer estudios más profundos sobre la micromorfología de la semilla de las distintas especies de heliconias con la finalidad de hacer un manejo más adecuado de los embriones. 6.3.2 H. latispatha Bentham En la figura 8 se presentan los resultados del porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. latispatha Bentham sometidas a diferentes tratamientos de escarificación. Se observa que esta especie logra un porcentaje de germinación de superior al 30 % cuando las semillas son expuestas a ácido sulfúrico concentrado por 90 minutos (T2). Una exposición más prolongada (T3) de las semillas al agente químico ocasiona que diminuya la germinación a 22 %. La sola remoción del opérculo (T4) o la extracción de embriones de las semillas (T5) no tienen el mismo efecto benéfico en la germinación, pues en ninguno de los dos casos se logran porcentajes de germinación superiores a 12 %. Es importante notar que las semillas testigo no germinaron, por lo que se hace evidente que las semillas de esta especie necesitan ser tratadas para germinar y que el ácido sulfúrico tiene un efecto significativo sobre dicha respuesta. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 Tratamientos Porcentajedegerminación D A C B C
  • 39. Figura 8. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. latispatha Bentham en respuesta a diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min.; 3: H2SO4 100 min.; 4: remoción del opérculo; 5: extracción del embrión. Letras distintas sobre las columnas indican diferencias significativas entre tratamientos (p ≤ 0.05). Barras sobre las columnas indican desviación estándar. Las medias son el resultado de tres experimentos independientes. El análisis estadístico obtenido en esta especie muestra que existen diferencias significativas entre tratamientos (p ≤ 0.05), destacando al igual que en caso anterior, cuatro grupos de respuestas. En el primer caso se encuentran los resultados de germinación del tratamiento de escarificación con acido sulfúrico al 98 % por 90 minutos (T2) donde se obtuvo el 30.85 % de germinación. A continuación se ubica las semillas tratadas con acido sulfúrico al 98 % por 100 minutos (T3) en el cual es porcentaje de germinación disminuyo al 22.07%. En seguida se encuentran los datos del tratamiento T4 (remoción de opérculo) y del T5 (extracción de embriones) con 12.42% y 12.28% de germinación. El tratamiento Testigo (T1) mostró un porcentaje de germinación nulo. En este caso la escarificación química de semillas de H. latispatha por un tiempo de 90 minutos es suficiente para elevar el porcentajes de germinación. Al aumentar el tiempo de exposición de las semillas a este el ácido, el porcentaje de germinación disminuye, posiblemente debido a la rápida desintegración de la testa de la semilla. Lo contrario ocurre en el caso de semillas de H. bourgaeana donde la exposición de las semillas a 100 minutos con acido sulfúrico produjo que germinara en un 90 % de germinación como porcentaje máximo. Los tratamientos físicos de remoción de opérculo y extracción de embrión en H. latispatha son mayores con respecto al testigo, pero muy inferiores a las obtenidas en los tratamientos con acido sulfúrico. A este respecto Vidal-Morales (2007) encontró que cuando las semillas de H. latispatha son depositadas en medio MS sin recibir tratamiento alguno de escarificación, estas semillas no logran germinar, lo cual coincide con lo encontrado en la presente investigación. Sin embargo, la misma autora reporta que cuando los embriones de semillas de esta misma especie son extraídos y depositados en medio MS el porcentaje de germinación asciende a 23.5 %, lo cual fue muy superior a lo encontrado en esta investigación, pues el porcentaje máximo promedio para este tratamiento fue de tan solo
  • 40. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 Tratamientos Pordentajedegerminación 12.5 %. Este contraste puede ser atribuido a las condiciones climatológicas imperantes durante el año de estudios (2005) de Vidal-Morales (2007) que fueron más favorables a las reportadas en esta investigación y que pudieron haber producido embriones más viables para el caso de la autora. 6.3.3 H. psittacorum L. f En la figura 9 se presentan los resultados del porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. psittacorum L. f. sometidas a diferentes tratamientos de escarificación. Se observa que esta especie logra un porcentaje de germinación cercano al 22 % cuando las semillas son expuestas a la extracción de embriones (T5), mientras que la exposición de las semillas al ácido sulfúrico al 98 % por 90 minutos produce un porcentaje de germinación de cercano al 18 % (T2) y por 100 minutos disminuye a 14.3 % (T3); la remoción del opérculo (T4) genera el 14 % de semillas germinada, mientras que las semillas testigo no germinaron, sucediendo lo mismo que las otras especies ya mencionadas. Figura 9. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. psittacorum L. f. en respuesta a diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min.; 3: H2SO4 100 min.; 4: remoción del opérculo; 5: extracción del embrión. Letras distintas sobre las columnas indican diferencias significativas entre tratamientos (p ≤ 0.05). Barras sobre las columnas indican desviación estándar. Las medias son el resultado de tres experimentos independientes. C A B AB AB
  • 41. El análisis estadístico de los datos obtenidos en esta especie muestra que existen tres grupos de respuestas significativamente diferentes (p ≤ 0.05). En primer grupo respuesta se ubican los datos de los tratamientos T5, T2 y T3, con los porcentajes de germinación más altos. Luego se distingue un segundo grupo de datos estadísticamente similares entre si compuestos por las medias de los tratamientos T2, T3 y T4. Con esto es importante destacar que el tratamiento T5 es estadísticamente similar (p > 0.05) al T2 y al T3, mientras que el tratamiento T4 es estadísticamente similar (p > 0.05) al T2 y al T3. Los tratamientos T5 y T4 son estadísticamente diferentes (p ≤ 0.05). El último grupo respuesta está representado por el tratamiento testigo T1 con porcentajes nulos de germinación, que le ubican en un tercer grupo estadísticamente diferente (p ≤ 0.05) a los demás. Estos resultados indican que la extracción de embriones de H. psittacorum es importante para obtener porcentajes de germinación, ya que en todos los tratamientos aplicados en esta especie fue superior. Resulta importante mencionar que en las cinco especies estudiadas en esta investigación, H. psittacorum en particular mostró mejor respuesta de germinación al extraer los embriones directamente. Para el caso de H. collinsiana y H. latispatha Vidal-Morales (2007) reporta un incremento en el porcentaje de germinación cuando se extraen los embriones, en comparación con otros tratamientos físicos de escarificación. Sin embargo, en el caso de H. psittacorum la misma autora reporta porcentajes de germinación muy marginales, inferiores incluso al 2 % con cualquier tratamiento de escarificación física probado. En cuanto a los tratamientos donde se aplicó acido sulfúrico, el mayor tiempo de exposición generó posiblemente mayor daño al embrión, lo que se reflejó en un menor porcentaje de germinación. Se observa que el tratamiento testigo no presento germinación como en las otras especies por lo que es necesario de aplicar distintos tratamientos a las semillas para incrementar la germinación.
  • 42. 6.3.4 H. rostrata Ruiz y Pavón En la figura 10 se presentan los resultados del porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. rostrata Ruiz y Pavón sometidas a diferentes tratamientos de escarificación. Se observa que esta especie logra un porcentaje de germinación de 29.78 % cuando las semillas son expuestas a ácido sulfúrico concentrado por 100 minutos (T3). Una exposición más corta (T2) de las semillas al agente químico ocasiona que la germinación sea del 24.42 %. La sola remoción del opérculo (T4) presenta un porcentaje de 29.71 % y la extracción de embriones de las semillas (T5) presenta un 11.07 %. Las semillas testigo no germinaron. Del análisis estadístico de los datos se desprende que los tratamientos T3 y T4 son estadísticamente similares entre si, pero diferentes a los demás, y muestran los porcentajes más altos de germinación. El tratamiento T2 forma un grupo respuesta aparte estadísticamente diferente a los demás, con un porcentaje intermedio de germinación. El tratamiento T5 muestra los porcentajes más bajos de las semillas germinadas y forma un tercer grupo respuesta. En el tratamiento testigo T1 no se observa germinación de semillas y forma en si un cuarto grupo respuesta estadísticamente diferente s los demás. Figura 10. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. rostrata Ruiz y Pavón en respuesta a diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min.; 3: H2SO4 100 min.; 4: remoción 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 Tratamientos Porcentajedegerminación D A A B C
  • 43. del opérculo; 5: extracción del embrión. Letras distintas sobre las columnas indican diferencias significativas entre tratamientos (p ≤ 0.05). Barras sobre las columnas indican desviación estándar. Las medias son el resultado de tres experimentos independientes. 6.3.5 H. spissa Griggs En la figura 11 se presentan los resultados del porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. spissa Griggs sometidas a diferentes tratamientos de escarificación. Esta especie presenta un porcentaje de germinación de 32.07 % cuando las semillas son expuestas a una concentración de ácido sulfúrico al 98 % por un periodo de 100 minutos (T3). En los tratamientos T2 y T4 se observa un porcentaje similar de 15.57 % en exposición en ácido sulfúrico por 90 minutos y remoción de opérculo, respectivamente. La extracción de embrión (T5) ocasiona apenas 4 % de semillas germinadas. Finalmente en el tratamiento testigo (T1) no hubo germinación, lo que indica que el ácido sulfúrico presenta un efecto positivo en la escarificación de las semillas. Figura 11. Porcentaje de germinación in vitro de semillas de H. spissa Griggs en respuesta a diferentes tratamientos de escarificación. 1: Testigo; 2: H2SO4 90 min.; 3: H2SO4 100 min.; 4: remoción del opérculo; 5: extracción del embrión. Letras distintas sobre las columnas indican diferencias significativas entre tratamientos (p ≤ 0.05). Barras sobre las columnas indican desviación estándar. Las medias son el resultado de tres experimentos independientes. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 Tratamientos Porcentajedegerminación A B B C C
  • 44. En esta especie el análisis estadístico demuestra que existen diferencias significativas entre tratamientos (p ≤0.05) observándose las siguientes respuestas. Con la utilización de ácido sulfúrico al 98 % por 100 minutos (T3) en semillas de H. spissa se observa una germinación del 32 %. En el caso de la exposición de las semillas en ácido sulfúrico por 90 minutos (T2), este agente químico solo pudo remover el opérculo sin afectar la consistencia de la semilla, lo que ocasionó un porcentaje de germinación del orden 15.57, resultado estadísticamente similar (p > 0.05) al observado en semillas sometidas al tratamiento de remoción de opérculo (T4). En el tratamiento de extracción de embrión (T5) se observa un porcentaje de germinación bajo, posiblemente debido a un daño físico del órgano, o a una baja viabilidad de las semillas utilizadas. En un estudio similar, Vidal-Morales (2007) encuentra que la escarificación física puede mejorar el porcentaje de germinación de H. collinsiana y H. latispatha, mientras que H. psittacorum y H. bihai no aumentan su germinación con ningún tratamiento evaluado y su germinación es en si muy marginal. En esta investigación es posible aseverar que en general los tratamientos químicos y algunos físicos mejoran la germinación en cinco especies de heliconias y que sin tratamientos de escarificación la germinación de estas especies puede ser nula. 6.4 Presencia de hongos, bacterias y necrosis en semillas germinadas in vitro En el cuadro 9 están representados los porcentajes de contaminación por hongos (H), por bacterias (B) y la presencia de necrosis (N) en tejidos. Por lo que respecta a la especie H. bourgaeana Petersen se observa que solo ocurrió contaminación por hongo y bacteria en el tratamiento testigo con un porcentaje de 28.57% y 21.42 %, respectivamente, posiblemente debido al tipo de manejo durante la fase de establecimiento aséptico. En la fase de desarrollo del experimento esta contaminación se fue evidente a partir de las dos primeras semanas después de establecidos los ensayos. No hubo presencia de necrosis en ninguno de los tratamientos ensayados. Para la especie H. latispatha Bentham hubo presencia de contaminación por hongo en el tratamiento testigo con un porcentaje de 21.42, ocurriendo algo muy parecido en el caso de la H. bourgaeana Petersen donde hubo mayor proliferación de hongos en
  • 45. semillas y por lo consiguiente en el medio de cultivo, por lo que la semilla posiblemente provenía de lotes contaminados en campo, a los que fue difícil remover el patógeno. La contaminación por bacterias fue evidente en el tratamiento testigo con 14.28 % y en el tratamiento donde se aplico acido sulfúrico al 98 % con un tiempo de 100 min. (T3) alcanzando 1.78%, se muestra que a pesar de que las semillas sufrieron un proceso de escarificación bastante marcado, al haber una remoción de la cubierta de la testa, no fue suficiente para eliminar presencia de hongos en semillas. La necrosis en tejidos se presentó en los tratamientos con acido sulfúrico al 98 % con un tiempo de 90 min. (T2) y con un tiempo de 100 min. (T3) con un porcentaje de 5.35 y 3.57. Esta respuesta negativa posiblemente se deba a que durante la exposición al ácido estos tejidos murieron y no fue posible que los mecanismos de recuperación de las células de la semilla permitieran regenerar dichos tejidos evitando así la pérdida de la plántula. Cuadro 9. Porcentaje de presencia de hongos, bacterias y necrosis en semillas de heliconias germinadas in vitro. Especie: Tratamientos Testigo H2SO4 98 % 90 min. H2SO4 98 % 100 min. Remoción de opérculo Extracción de embrión H. bourgaeana H: 28.57 % B: 21.42 % N: 0 % H: 0 % B: 0 % N: 0 % H: 0 % B: 0 % N: 0 % H: 0 % B: 0 % N: 0 % H: 0 % B: 0 % N: 0 % H. latispatha H: 21.42 % B:14.28 % N: 0 % H: 0 % B: 0 % N: 5.35 % H: 0 % B: 1.78 % N: 3.57 % H: 0 % B: 0 % N: 0 % H: 0 % B: 0 % N: 0 % H. psittacorum H: 35.71 % B: 0 % N: 0 % H: 0 % B: 0 % N: 5.35 % H: 23.21 % B: 0 % N: 0 % H: 21.43 % B: 0 % N: 0 % H: 0 % B: 0 % N: 0 % H. rostrata H: 0 % B: 21.42 % N: 0 % H: 1.78 % B: 0 % N: 0 % H: 1.78 % B: 0 % N: 0 % H: 0 % B: 14.28 % N: 5.35 % H: 0 % B: 0 % N: 0 % H. spissa H: 14.28 % B: 14.28 % N: 0 % H: 0 % B: 0 % N: 0 % H: 0 % B: 0 % N: 1.78 % H: 14.28 % B: 0 % N: 0 % H: 0 % B: 0 % N: 0 % H: Hongo; B: Bacteria; N: Necrosis.
  • 46. Para el caso de H. psittacorum el mayor porcentaje de contaminación por hongo se encuentra en el tratamiento testigo (T1) con 35.71 %; en segundo lugar las semillas tratadas con acido sulfúrico al 98% con un tiempo de 100 min. (T3) con 23.21 %; en tercer lugar se encuentra el tratamiento de remoción de opérculo (T4) con 21.43 %. El tratamiento con acido sulfúrico al 98 % con un tiempo de 90 min. (T2) resultó en un 5.35 % de semillas con daño por necrosis. Como puede observarse la contaminación por hongo se presento en tratamientos donde la semilla sufrió un daño físico y estuvo en exposición con el medio de cultivo, lo que generó que las condiciones de humedad favorecieran el desarrollo del hongo, que posiblemente venga en asociación simbiótica con el endospermo de la semilla, pues esta presencia de hongo se presentó a partir de los 5 días a su establecimiento. En H. spissa el tratamiento testigo condujo a presencia de hongos y bacterias en poco más del 14 % de las semillas. De manera similar, la extracción del opérculo ocasionó un 14.28 % de semillas contaminadas por hongos. La presencia de necrosis en semillas de esta especie fue evidente en semillas tratadas con ácido sulfúrico por 100 min., lo que representó el 1.78 % de las semillas sembradas. La presencia de hongo y bacteria en los tratamientos antes mencionados probablemente se deba a un uso de semillas muy contaminadas o al tipo de establecimiento aséptico. Pos su parte la necrosis presentada pudo ser ocasionada por un agotamiento de las cantidades de oxigeno contenidas dentro del frasco o un agotamiento rápido de nutrientes en el medio de cultivo, así como a los posibles daños sufridos durante su manipulación. La especie H. rostrata presenta contaminación por bacterias en los tratamientos testigo (T1) con 21.42 %, seguido de un 14.28 % en el tratamiento de remoción de opérculo (T4). Los hongos se hicieron presentes en 1.78 % de las semillas cuando éstas fueron sometidas a tratamientos con ácido sulfúrico, a ambos tiempos de exposición (T2 y T3). La presencia de necrosis se observó en un 5.35 % de las semillas a las que se les removió el opérculo (T4). En el tratamiento de extracción de embriones no se observaron daños por patógenos ni presencia de necrosis. De esta manera se puede concluir que la presencia de hongos fue más evidente en el tratamiento testigo las especies H. psittacorum, H. bourgaeana, H. latispatha y H. spissa en ese orden. Las bacterias estuvieron más presentes en los tratamientos testigo
  • 47. de las especies H. bourgaeana, H. rostrata, H. latispatha y H. spissa, en ese orden. La presencia de necrosis fue evidente en porcentajes menores al 6 % en todos los casos y su presencia fue independiente a los tratamientos. La única especie cuyas semillas estuvieron libres de necrosis una vez establecidas en el medio de cultivo fue H. bourgaeana.
  • 48. 7. CONCLUSIONES Con esta información es posible concluir que durante 2006 existieron condiciones muy favorables para el crecimiento, desarrollo y producción del cultivo de heliconias en el Campus Córdoba. La lámina de lluvia alcanzó los 1,700 mm, mientras que la temperatura media fue de aproximadamente 24 ºC, con máximas y mínimas aún dentro del intervalo de adaptación de estas especies. No obstante, en las especies H. latispatha, H. rostrata, y H. psittacorum, se observan alturas menores a las potenciales, encontradas en la literatura. Las condiciones de suelo podrían considerarse limitativas, pues los bajos valores en pH, materia orgánica y macronutrimentos ocasionan que la fertilidad del suelo sea media. Aún con estas condiciones de fertilidad, las plantas logran producir buena cantidad de flores, frutos y semillas, rendimiento que es posible elevar si se pone en marcha un manejo integrado del cultivo en cuanto a riegos durante los meses más secos y de fertilización. Un aspecto importante en el estudio de la nutrición de especies ornamentales es la relación que mantiene el estatus nutrimental con la vida de florero de sus productos. Por lo tanto, en futuras investigaciones es pertinente que se aborde por ejemplo, la relación entre los niveles de calcio y potasio en el suelo, su asimilación en planta, y los efectos en diferentes variables de calidad de las inflorescencias, incluyendo firmeza del tallo floral, proceso de senescencia de la inflorescencia, contenido de azúcares totales y de clorofilas, como indicadores importantes, pues existe evidencia de que estos elementos ejercen un efecto importante en la calidad de las flores en otros cultivos ornamentales. En lo que ha exomorfología respecta, se observan únicamente que el número de brácteas en las especies H. latispatha y H. psittacorum es menor en el Campus Córdoba a las reportadas en la literatura; en el caso de la primera, el número es menor casi 50 %. Las semillas de heliconia respondieron de manera favorable cuando fueron tratadas con acido sulfúrico como método de escarificación química. En el caso de escarificación física sobresale la remoción de opérculo sobre la extracción de embriones; éste ultimo presentando los porcentajes de germinación más bajos, pero por arriba del testigo que generó una respuesta inferior al 1 % (H. bourgaeana), o incluso nula germinación en algunas especies (i. e. H. latispatha, H. psittacorum, H. rostrata y H. spissa).
  • 49. No obstante que en la mayoría de los casos el tiempo de exposición de las semillas ante el acido sulfúrico al 98 % de 100 minutos (T3) fue determinante, para el caso de H. bourgaeana la germinación fue de mas del 90 %, sucediendo algo muy similar en la especie H. spissa al tener un porcentaje de 32 y para H. rostrata con un porcentaje de 29.78 utilizando el mismo tratamiento (T3). Para el caso de H. latispatha sucede lo contrario al incrementarse el tiempo de exposición ante el agente químico disminuye el porcentaje de germinación, por lo consiguiente el mejor tratamiento para esta especie en particular es el ácido sulfúrico al 98% a 90 min. (T2), generando que sea determinante el intervalo de tiempo a emplear. La especie H. psittacorum fue la única que obtuvo respuesta mediante la extracción directa de los embriones con un 21 % de germinación, mientras que los tratamientos con ácido sulfúrico al 98 % por 90 min. (T2) y por 100 min. (T3) ocasionaron porcentajes de germinación del orden de 17 y 14.28 respectivamente. Para reducir los niveles de contaminación por hongos y bacterias es pertinente realizar un riguroso control de las semillas antes y durante la fase de establecimiento. Por los resultados obtenidos en el experimento la hipótesis planteada se acepta puesto que los puntos ahí establecidos se cumplen satisfactoriamente.
  • 50. 8. LITERATURA CITADA Acosta R., I. 2002. Vegetación y flora del municipio de Xico, Veracruz, México. Tesis de Licenciatura. Facultad de Biología. Universidad Veracruzana. Xalapa, Veracruz. 150 p. Alejandro M., S. J., Adame G., J y Viveros C., G. 2005. Inventario etnobotánico de las especies de heliconias (HELICONIACEAE) en la localidad de Xico, Municipio de Xico, Veracruz. In: Memoria del Primer Foro Nacional de Ciencia y Tecnología 2005. Tantoyuca, Veracruz, México. Información electrónica disponible en CD. Atehortúa, L. 1998. Aves del paraíso, strelitzia, gingers Alpinia y heliconias. Ediciones Hortitecnia. 50 p. Berry, F. and Kress, W. J. 1991. Heliconia: an identification guide. Smithsonian Istitutuion Press. Washington. 334 p. Betancur, J. y Krees, W. 1993. Distribución natural de las heliconias de Colombia. In: Memorias del primer seminario nacional de heliconias y plantas afines. Manizales, Colombia. 50 p. Bruna, E. M. Kress, W. J. M, F, Da Silva, F. 2004. Heliconia acuminata reproductive success is independent of local floral density. Acta Amazonica. 34 (3): 467-471. Castañeda, C. O. 2002. Germinación in vitro de heliconias (Heliconia collinsiana Griggs. Var. Collinsiana). Tesis de Licenciatura. Universidad Veracruzana. 7-31 p. Colaboradores de Wikipedia. Heliconia [en línea]. Wikipedia, La enciclopedia libre, 2006 [fecha de consulta: 25 de agosto del 2006]. Disponible en: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Heliconia&oldid=4434036 Conabio. 1998. La diversidad biológica de México: Estudio de país, 1998. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad. México. 341 p. Corral, R., Pita, J. M., and Pérez-García, F. 1990. Some aspects of seed germination in four species of Cistus L. Seed Science and Technology. 18 (2): 321-325.
  • 51. Cruz, M. S., and Takaki, M. 1983. Dormancy and germination of seed of Cloris urthonothon. Seed Science and Technology. 11 (2): 323-329. Doran, J. C., Boland, D. J., Turnbull, J. W., y Gunn, B. V. 1983. Una guía para la cosecha, extracción, limpieza, almacenamiento de la semilla y para el tratamiento que estimule la germinación de las acacias de la zona seca. FAO. 122 p. Gutiérrez-Báez, C. 2000. Heliconiaceae. In: V. Sosa y A. Gómez-Pompa (Eds.). Flora de Veracruz. Fascículo 118. Instituto de Ecología - Universidad de California. Xalapa, Veracruz. 30 p. Goh CJ, Nathan MJ, Kumar PP (1995). Direct organogenesis and induction of morphogenic callus through thin section culture of Heliconia psittacorum. Sci Hort. 62:113-120. Hoyos, J. F. 1986. Plantas ornamentales de Venezuela. Ed. Sociedad de Ciencias Naturales La Salle. Caracas, Venezuela. 551 pp. Hoyos, J. 1999. Plantas tropicales ornamentales de tallo herbáceo. Sociedad de Ciencias naturales. La Salle Monografía N° 46. Caracas; 46: 592 pp. Kepler, K. A. 1989. Exotic Tropicals of Hawai: Heliconias, Gingers, Anthuriums & Decorative Foliage. Press Pacifica, LTD. Kailua Hawaii. Printed in Australia. Pag 11 Kozlowski, T. T. y Gunn, C. R. 1972. "Importance and Characteristics of Seeds", en T. T. Kozlowski (compilador), Seed Biology, Academic Press, Nueva York, vol. 1, pp. 1-21. Kress, W. Betancur, J. y Echeverri, B. 1999. Heliconias llamaradas de la selva Colombiana. Ed. Cristina Uribe. Bogotá Colombia. Pág. 47 Kress, W. J., Betancur, J. y Echeverri, B. 2004. Heliconias: Llamaradas de la selva colombiana. Cristina Uribe Editores. Bogotá Colombia. 200 p. Kress, W. J., Foster, R. B., y Meza, V. K. 2005. Guía práctica de las especies Comunes. Heliconias del Perú. Web versión No. 2.
  • 52. Madriz, R., Smits, B. G. y Noguera, R. 1991. Principales hongos patógenos que afectan algunas especies ornamentales del género Heliconia. Agronomía Tropical. Universidad Central de Venezuela. Caracas, Venezuela. 41(5-6): 265-274. Marulanda, M. L. e Isaza V., L. 2004. Establecimiento in vitro de heliconias con fines de reproducción masiva. Scientia e Técnica. Año X, No. Universidad Tecnológica de Pereira. Colombia. 26. Pp193-196. Maza, V. y Builes, J. 2000. Heliconias de Antioquia guía de identificación y cultivo. Ed. Gráficas Ltda. Medellín, Colombia. Pp. 32-51 Mittermeier, R. y Goettsch, C. 1992. La importancia de la diversidad biológica de México, pp. 57-62. In: México ante los retos de la biodiversidad. Conabio, México. Mittermeier, R. A., Goettsch, C. y Robles-Gill, P. 1997. Megadiversidad. Los países biológicamente más ricos del Mundo. CEMEX - México. 501 p. Montgomery R (1986) Propagation of Heliconia from seeds. Bull. Heliconia. Soc. Inter. Brazil. 1: 6-7. Morrone, J. J. 2005. Hacia una síntesis biogeográfica de México. Rev. Mex. Biodiv. UNAM. México. 76 (2): 207-252. Murashige, T. and Skoog, F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco cultures. Physiologia Plantarum 15: 473-497. Nathan, M. Goh, C. y Kumar, P. 1992. In vitro propagation of Heliconia psittacorum by bud culture. Hort Science. Nacional University, Dep. botany. Singapore. Pp. 450-4 Pierik RLM. 1990 El cultivo de tejidos en las plantas superiores: micropropagación. UACH, AMEHOAC. Ed. Mundi Prensa. España. 26 p. Pizano, M. 2005. International market trends-tropical flowers. Acta Hort. (ISHS). Bogotá Colombia. 683: 79-86. Ramamoarthy, T. P., Bye, R. Lot, A., y Fa, J. 1998. Diversidad biológica de México: orígenes y distribución. Ed. Instituto de Biología-UNAM. 812 p.
  • 53. Ramírez Martínez, M. 2006. Evaluación de mezclas de sustratos y de relaciones K+/Ca2+ en la solución nutritive en la producción hidropónica de tulipán. Tesis de Maestro en Ciencias. Campus Montecillo, Colegio de Postgraduados. 182 p. Rzedowski, J. 1998. Diversidad y orígenes de la flora fanerogámica de México. In: Diversidad biológica de México: orígenes y distribución. Ed. Instituto de Biología - UNAM. pp. 129–145. Sanabria, V. D., Silva-Acuña, R., Alfaro C., y Oliveros, M. 1997. Escarificación térmica de semillas de tres accesiones de Leucaena leucocephala. Zootecnia Tropical. Monagas, Venezuela.15 (2): 67-80 Sarukhán, J., Soberón, J. y Larson-Guerra, J. 1996. Biological conservation in a high beta-diversity country. In: Biodiversity, Science and Development: Towards a New Partnership. F. di Castri and T. Youngs (Eds.), IUBS/CAB International, Paris. pp. 246-263. SAS, 2000. SAS´s users guide: Statistics. Versión 8.1. Statistics Analysis System Institute Inc. Cary, N. C., USA. 1290 p. Smith, H. M. 1941. Las provincias bióticas de México, según la distribución geográfica de las lagartijas del género Sceloporus. Anales de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (2): 103-110. Sosa R., F. M. 2004. Propagación in vitro de Heliconia standleyi Macbride. Tesis de Master en Ciencias Agrícolas. Universidad Agraria de la Habana “Fructuoso Rodríguez Pérez”. Cienfuegos, Cuba. 79 p. Toledo, V. M. 1988. La riqueza biológica de México. Ciencia y Desarrollo. CONACYT. México. 81: 17–30. Vázquez-García, L. M. 2005. Recursos genéticos ornamentales de México (avances), Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas (SNICS- SAGARPA) y Universidad Autónoma del Estado de México, México. 109 p. Vega C., E. J. 2005. Manejo de suelos ácidos del trópico húmedo de Nicaragua. Gobierno de Nicaragua. Instituto Nicaragüense de Tecnología Agropecuaria. Hipertexto disponible en Internet en la dirección http://infoagro.net/shared/docs/a2/central/Módulo%20de%20Manejo%20de%20 Suelos%20ácidos.pdf
  • 54. Vidal-Morales, B. 2007. Germinación in vitro y nutrición de heliconias. Tesis de Maestría en Ciencias. Campus Montecillo. Colegio de Postgraduados. 133 p. Viegas R., P. H. 2005. In vitro establishment on Heliconia rauliniana (Heliconiacea) Sci. Agric. Piricicaba, Brasil. 62 (1): 69-71 Villaseñor, J. L. 1991. Las Heliantheae endémicas de México: una guía hacia la conservación. Acta Botánica. México. 15: 29–46.
  • 55. 9. Anexos Anexo1. Composición del medio de cultivo MS (Murashigue y Skoog, 1962). Componentes MS (1962) Composición NH4NO3 KNO3 CaCl2.2H2O CaCl2 MgSO4.7H2O KH2PO4 K2SO4 (NH4)2SO4 Ca(NO3)2.4 H2O NaNO3 Na2SO4 NaH2PO2.H2O KCl Kl H3BO3 MnSO4.4H2O MnSO4.H2O ZnSO4.7H2O ZnSO4.4H2O Zn.Na2.EDTA Na2MoO4.2H2O MoO3 CuSO4.5H2O CoCl2.6H2O CoSO4.7H2O AlCl3 NiCl2.6H2O FeCl3.6H2O FeSO4.7H2O Na2.EDTA.2H2O Sequestrene 330 Fe Inositol Ácido Nicotínico Piridoxina HCl Tiamina HCl Glycina Ácido Fólico Biotina Sacarosa D-Manitol 1.650 1.900 440 - 370 170 - - - - - - - 0,83 6,20 22,30 - 8,6 - - 0,25 - 0,025 0,025 - - - - 27,8 37,3 - 100 0,5 0,5 0,1 2 - - 3% - Anexo2. Imágenes de germinación in vitro de heliconias.
  • 57. Heliconia psittacorum L.f. Heliconia rostrata Ruiz & Pavón.
  • 58. Anexo 3. Análisis estadístico Heliconia Bourgaeana Petersen Procedimiento ANOVA Información de nivel de clase Clase Niveles Valores TRAT 5 AS100 AS90 EE RO Test Número de observaciones leídas 70 Número de observaciones usadas 70 Procedimiento ANOVA Variable dependiente: SNG Suma de Cuadrado de Fuente DF cuadrados la media F-Valor Pr > F Modelo 4 70881.22857 17720.30714 107.11 <.0001 Error 65 10753.35714 165.43626 Total correcto 69 81634.58571 R-cuadrado Coef Var Raiz MSE SNG Media 0.868274 22.24745 12.86220 57.81429 Cuadrado de Fuente DF Anova SS la media F-Valor Pr > F TRAT 4 70881.22857 17720.30714 107.11 <.0001 Procedimiento ANOVA Variable dependiente: SG Suma de Cuadrado de Fuente DF cuadrados la media F-Valor Pr > F Modelo 4 70964.28571 17741.07143 107.13 <.0001 Error 65 10764.28571 165.60440 Total correcto 69 81728.57143 R-cuadrado Coef Var Raiz MSE SG Media Heliconia spissa Griggs.
  • 59. 0.868292 30.53599 12.86874 42.14286 Cuadrado de Fuente DF Anova SS la media F-Valor Pr > F TRAT 4 70964.28571 17741.07143 107.13 <.0001 Procedimiento ANOVA Variable dependiente: H Suma de Cuadrado de Fuente DF cuadrados la media F-Valor Pr > F Modelo 4 9142.85714 2285.71429 5.20 0.0011 Error 65 28571.42857 439.56044 Total correcto 69 37714.28571 R-cuadrado Coef Var Raiz MSE H Media 0.242424 366.8997 20.96570 5.714286 Cuadrado de Fuente DF Anova SS la media F-Valor Pr > F TRAT 4 9142.857143 2285.714286 5.20 0.0011 Procedimiento ANOVA Variable dependiente: B Suma de Cuadrado de Fuente DF cuadrados la media F-Valor Pr > F Modelo 4 5142.85714 1285.71429 3.55 0.0112 Error 65 23571.42857 362.63736 Total correcto 69 28714.28571 R-cuadrado Coef Var Raiz MSE B Media 0.179104 444.3376 19.04304 4.285714 Cuadrado de Fuente DF Anova SS la media F-Valor Pr > F TRAT 4 5142.857143 1285.714286 3.55 0.0112 Procedimiento ANOVA Variable dependiente: N Suma de Cuadrado de Fuente DF cuadrados la media F-Valor Pr > F Modelo 4 0 0 . . Error 65 0 0 Total correcto 69 0 R-cuadrado Coef Var Raiz MSE N Media 0.000000 . 0 0 Cuadrado de Fuente DF Anova SS la media F-Valor Pr > F TRAT 4 0 0 . . Procedimiento ANOVA Prueba del rango estudentizado de Tukey (HSD) para SNG NOTA: Este test controla el índice de error experimentwise de tipo I, pero normalmente tiene un índice de error de tipo II más elevado que REGWQ. Alfa 0.05 Error de grados de libertad 65 Error de cuadrado medio 165.4363 Valor crítico del rango estudentizado 3.96804 Diferencia significativa mínima 13.64 Medias con la misma letra no son significativamente diferentes. Número de Tukey Agrupamiento Media observaciones TRAT A 99.286 14 Test B 73.929 14 EE B 71.571 14 RO C 35.357 14 AS90 D 8.929 14 AS100