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1Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
Universidad De Ciencias Y
Artes De Chiapas
Facultad de Ciencias Biológicas
MORFOFISIOLOGÍA VEGETAL I
Presenta:
“Germinación en semillas de Zea Mayz y Vicia faba bajo efectos
de presión osmótica.”
Por:
Ángeles Fragoso Cristian
SÉPTIMO SEMESTRE
Grupo “B”
Tuxtla Gutiérrez, Chiapas a octubre 25 del 2010.
2Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
MorfofisiologíaVegetalI
Índice.
Marco teórico.
Planteamiento del problema.
Justificación.
Antecedentes.
Hipótesis.
Objetivos de la investigación.
Generales.
Específicos.
Metodología.
Área de estudio.
Características de la especie.
Materiales y métodos.
Cronograma de actividades.
Fuentes de información
3Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
MorfofisiologíaVegetalI
Marco Teórico.
Las semillas proceden de los primordios o rudimentos seminales de la flor, una vez
fecundados y maduros. Su función es la de dar lugar a un nuevo individuo, perpetuando y
multiplicando la especies a la que pertenece. La semilla consta esencialmente de un
embrión (formado por un eje embrionario y uno, dos o varios cotiledones), una provisión de
reservas nutritivas, que pueden almacenarse en un tejido especializado (albumen o
endospermo) o en el propio embrión, y una cubierta seminal que recubre y protege a ambos.
Las semillas son la unidad de reproducción sexual de las plantas y tienen la función de
multiplicar y perpetuar la especie a la que pertenecen. Además, es uno de los elementos
más eficaces para que la especie se disperse, tanto en el tiempo como en el espacio
(Eichhorn, et al, 1992).
Para que el proceso de germinación, es decir, la recuperación de la actividad
biológica por parte de la semilla, tenga lugar, es necesario que se den una serie de
condiciones ambientales favorables como son: un sustrato húmedo, suficiente disponibilidad
de oxígeno que permita la respiración aerobia y, una temperatura adecuada para los
distintos procesos metabólicos y para el desarrollo de la plántula (García, et al, 2003;
Eichhorn, et al, 1992). La absorción de agua por la semilla desencadena una secuencia de
cambios metabólicos, que incluyen la respiración, la síntesis proteica y la movilización de
reservas. A su vez la división y el alargamiento celular en el embrión provocan la rotura de
las cubiertas seminales, que generalmente se produce por la emergencia de la radícula. Sin
embargo, las semillas de muchas especies son incapaces de germinar, incluso cuando se
encuentran en condiciones favorables. Esto es debido a que las semillas se encuentran en
estado de latencia (García, et al, 2003).
Por ello, mientras no se den las condiciones adecuadas para la germinación, la
semilla se mantendrá latente durante un tiempo variable, dependiendo de la especie, hasta
que llegado un momento, pierda su capacidad de germinar. Cuando una semilla germina, la
primera estructura que emerge, de la mayoría de las especies, después de la rehidratación
de los diferentes tejidos es la radícula (Fuentes, 2001; García, et al, 2003).
En aquellas semillas, en las que la radícula no es el primer acontecimiento
morfológico, se consideran otros criterios para definir la germinación como: la emergencia
del coleoptilo en granos de cereales; la obtención de plantas normales; o el aumento de la
actividad enzimática, tras la rehidratación de los tejidos (García, et al, 2003).
4Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
MorfofisiologíaVegetalI
En el proceso de germinación podemos distinguir tres fases:
• Fase de hidratación: La absorción de agua es el primer paso de la germinación, sin
el cual el proceso no puede darse. Durante esta fase se produce una intensa
absorción de agua por parte de los distintos tejidos que forman la semilla. Dicho
incremento va acompañado de un aumento proporcional en la actividad respiratoria.
• Fase de germinación: Representa el verdadero proceso de la germinación. En ella se
producen las transformaciones metabólicas, necesarias para el correcto desarrollo
de la plántula. En esta fase la absorción de agua se reduce considerablemente,
llegando incluso a detenerse.
• Fase de crecimiento: Es la última fase de la germinación y se asocia con la
emergencia de la radícula (cambio morfológico visible). Esta fase se caracteriza
porque la absorción de agua vuelve a aumentar, así como la actividad respiratoria.
La duración de cada una de estas fases depende de ciertas propiedades de las semillas,
como su contenido en compuestos hidratables y la permeabilidad de las cubiertas al agua y
al oxígeno. Estas fases también están afectadas por las condiciones del medio, como el
nivel de humedad, las características y composición del sustrato, la temperatura, etc. Otro
aspecto interesante es la relación de estas fases con el metabolismo de la semilla. La
primera fase se produce tanto en semillas vivas y muertas y, por tanto, es independiente de
la actividad metabólica de la semilla. Sin embargo, en las semillas viables, su metabolismo
se activa por la hidratación. La segunda fase constituye un período de metabolismo activo
previo a la germinación en las semillas viables o de inicio en las semillas muertas. La tercera
fase se produce sólo en las semillas que germinan y obviamente se asocia a una fuerte
actividad metabólica que comprende el inicio del crecimiento de la plántula y la movilización
de las reservas. Por tanto los factores externos que activan el metabolismo, como la
temperatura, tienen un efecto estimulante en la última fase (Fuentes, 2001; García, et al,
2003).
En las dos primeras fases de la germinación los procesos son reversibles, a partir de
la fase de crecimiento se entra en una situación fisiológica irreversible. La semilla que haya
superado la fase de germinación tendrá que pasar a la fase de crecimiento y originar una
plántula, o por el contrario morir.
Los factores que afectan a la germinación los podemos dividir en dos tipos:
• Factores internos (intrínsecos): propios de la semilla; madurez y viabilidad de las
semillas.
• Factores externos (extrínsecos): dependen del ambiente; agua, temperatura y gases.
5Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
MorfofisiologíaVegetalI
Decimos que una semilla es madura cuando ha alcanzado su completo desarrollo
tanto desde el punto de vista morfológico como fisiológico. La madurez morfológica se
consigue cuando las distintas estructuras de la semilla han completado su desarrollo,
dándose por finalizada cuando el embrión ha alcanzado su máximo desarrollo. También, se
la relaciona con la deshidratación de los diferentes tejidos que forman la semilla.
La madurez se suele alcanzar sobre la misma planta, sin embargo, existen algunas
especies que diseminan sus semillas antes de que se alcance. Aunque la semilla sea
morfológicamente madura, muchas de ellas pueden seguir siendo incapaces de germinar
porque necesitan experimentar aún una serie de transformaciones fisiológicas. Lo normal es
que requieran la pérdida de sustancias inhibidoras de la germinación o la acumulación de
sustancias promotoras. En general, necesitan reajustes en el equilibrio hormonal de la
semilla y/o en la sensibilidad de sus tejidos para las distintas sustancias activas. La madurez
fisiológica se alcanza al mismo tiempo que la morfológica, como en la mayoría de las
especies cultivadas; o bien puede haber una diferencia de semanas, meses y hasta años
entre ambas (Eichhorn, et al, 1992).
La viabilidad de las semillas es el período de tiempo durante el cual las semillas
conservan su capacidad para germinar. Es un período variable y depende del tipo de semilla
y de las condiciones de almacenamiento. Atendiendo a la longevidad de las semillas, es
decir, el tiempo que las semillas permanecen viables, pueden haber semillas que germinan,
todavía, después de decenas o centenas de años; se da en semillas con una cubierta
seminal dura como las leguminosas (Fuentes, 2001).
Entre los factores ambientales más importantes que inciden en el proceso de
germinación destacamos: humedad, temperatura y gases.
• Humedad. La absorción de agua es el primer paso, y el más importante, que tiene
lugar durante la germinación; porque para que la semilla recupere su metabolismo es
necesaria la rehidratación de sus tejidos.
La entrada de agua en el interior de la semilla se debe exclusivamente a una diferencia
de potencial hídrico entre la semilla y el medio que le rodea. En condiciones normales, este
potencial hídrico es menor en las semillas secas que en el medio exterior. Por ello, hasta
6Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
MorfofisiologíaVegetalI
que emerge la radícula, el agua llega al embrión a través de las paredes celulares de la
cubierta seminal; siempre a favor de un gradiente de potencial hídrico.
Aunque es necesaria el agua para la rehidratación de las semillas, un exceso de la
misma actuaría desfavorablemente para la germinación, pues dificultaría la llegada de
oxígeno al embrión (García, et al, 2003).
• Temperatura. La temperatura es un factor decisivo en el proceso de la germinación,
ya que influye sobre las enzimas que regulan la velocidad de las reacciones
bioquímicas que ocurren en la semilla después de la rehidratación.
La actividad de cada enzima tiene lugar entre un máximo y un mínimo de temperatura,
existiendo un óptimo intermedio. Del mismo modo, en el proceso de germinación pueden
establecerse unos límites similares. Por ello, las semillas sólo germinan dentro de un cierto
margen de temperatura. Si la temperatura es muy alta o muy baja, la geminación no tiene
lugar aunque las demás condiciones sean favorables. La temperatura mínima sería aquella
por debajo de la cual la germinación no se produce, y la máxima aquella por encima de la
cual se anula igualmente el proceso. La temperatura óptima, intermedia entre ambas, puede
definirse como la más adecuada para conseguir el mayor porcentaje de germinación en el
menor tiempo posible. Las temperaturas compatibles con la germinación varían mucho de
unas especies a otras (Fuentes, 2001).
Sus límites suelen ser muy estrechos en semillas de especies adaptadas a hábitats muy
concretos, y más amplios en semillas de especies de amplia distribución. Por otra parte, se
sabe que la alternancia de las temperaturas entre el día-noche actúan positivamente sobre
las etapas de la germinación. Por lo que el óptimo térmico de la fase de germinación y el de
la fase de crecimiento no tienen por que coincidir. Así, unas temperaturas estimularían la
fase de germinación y otras la fase de crecimiento (García, et al, 2003).
• Gases. La mayor parte de las semillas requieren para su germinación un medio
suficientemente aireado que permita una adecuada disponibilidad de O2 y CO2. De
esta forma el embrión obtiene la energía imprescindible para mantener sus
actividades metabólicas.
La mayoría de las semillas germinan bien en atmósfera normal con 21% de O2 y un
0.03% de CO2. Sin embargo, existen algunas semillas que aumentan su porcentaje de
germinación al disminuir el contenido de O2 por debajo del 20%. Para que la germinación
tenga éxito, el O2 disuelto en el agua de imbibición debe poder llegar hasta el embrión. A
7Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
MorfofisiologíaVegetalI
veces, algunos elementos presentes en la cubierta seminal como compuestos fenólicos,
capas de mucílago, macroesclereidas, etc. pueden obstaculizar la germinación de la semilla
por que reducen la difusión del O2 desde el exterior hacia el embrión (Fuentes, 2001).
8Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
MorfofisiologíaVegetalI
Planteamiento del problema.
En la germinación de semillas bajo presión osmótica se usan solutos como el
cloruro de sodio, sacarosa o azúcar, manitol y polietilen glicol (Espinosa & Solano,
1992). Los genotipos que sus semillas logran un mayor porcentaje de germinación
bajo estas condiciones se consideran tolerantes. En el estado de Chiapas no se
dispone de equipo para medir el potencial osmótico de las soluciones, por lo que se
debe trabajar en término de sus concentraciones (%).
Es así como se pretende estudiar la velocidad de germinación y el vigor de la
plántula respecto a los efectos correspondientes al someterse a distintas soluciones
y concentraciones de manitol, cloruro de sodio y sacarosa, cuya investigación aporte
información útil para la germinación de semillas en distintos sustratos con
condiciones adversas (alta o baja mineralización) y así mismo la producción de las
mismas bajo cualidades tolerantes a ciertos factores que afecten el proceso natural
de la geminación de la semilla. Tomaremos en cuenta que el vigor es una
característica genética de la planta expresada a nivel de semilla, que es afectada por
factores exógenos como la nutrición de la planta madre, daños mecánicos
ocasionados durante la cosecha, el procesamiento y el almacenamiento (McDonald
1998).
Justificación.
Entre las variables ambientales que afectan el crecimiento y el desarrollo de
las plantas, la deficiencia de agua o tensión hídrica es una de las más importantes,
ya que en alguna parte de su ciclo están expuestas a desecación.
El objetivo del presente trabajo es evaluar la influencia de diferentes potenciales
osmóticos sobre la germinación de semillas y vigor de plántulas en semillas de Vicia
faba y Zea mays. Tomando interés particular de estas especies por su potencial uso
alimenticio y nutricional en la población.
9Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
MorfofisiologíaVegetalI
Antecedentes.
A nivel de semilla, una de las mejores pruebas para identificar variedades
tolerantes a sequía es determinar el porcentaje de germinación a diferentes
potenciales osmóticos con manitol, ya que esta sustancia química, al igual que otras,
como sacarosa y polietilen-glicol, han mostrado simular satisfactoriamente un efecto
de sequía durante la germinación y emergencia de la semilla (Wiggins y Gardner,
1959; Jackson, 1962; Parmar y Moore, 1968; Espinoza y Kuruvadi, 1985). También
se ha demostrado que existe una correlación alta y positiva entre la tasa de
germinación en soluciones osmóticas y la tasa de emergencia en el campo,
indicando que estas pruebas tienen valor predictivo (Kuruvadi, 1988). Al respecto, de
acuerdo con Blum (1979), existe una estrecha asociación entre la fase de sequía y
un mecanismo dado de resistencia a sequía, puesto que una prueba de respuesta a
sequía estuvo relacionada en realidad a un evento de sequía. Por ejemplo, la
emergencia de la semilla en una solución de manitol puede revelar tolerancia al
estrés osmótico en semillas y plántulas; aún así una correlación con el rendimiento
podría ser una coincidencia, a menos que se coloque éste como factor en ensayos
de rendimiento.
Existen tratamiento de pregerminación que aumentan la velocidad de
germinación y también pueden inducir aumento en tolerancia a salinidad
(Mauromicale, 1996) (Cayuela, 1995). Estos tratamientos consisten en preincubar
las semillas en soluciones de sustancias que disminuyen el potencial agua de la
solución de preincubación (osmopriming). Las sustancias más comúnmente usadas
son el polietilenglicol, manitol, fosfato tripotásico y cloruro de sodio (Dhillon, 1995),
(Bolarin, 1996), (Bliss, 1986), (Haridi, 1985). Se ha demostrado la disminución
paulatina del potencial fisiológico de las semillas de maíz (Zea mays L.), ocasionada
por el envejecimiento natural, y misma que merma progresivamente la capacidad
germinativa, la velocidad de crecimiento inicial de la plántula y la tolerancia a
condiciones adversas (Marcos-Filho & McDonald 1998; McDonald 1999). Tales
efectos están asociados con alteraciones bioquímicas evidenciadas durante las
primeras horas de imbibición de los tejidos seminales (Cruz et al. 1995), y se
expresan primero como reducciones en el desempeño germinativo y en el vigor de
las semillas y, posteriormente, al nivel del ADN (Marcos-Filho & McDonald 1998).
10Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
MorfofisiologíaVegetalI
Hipótesis.
Consideramos que en la realización del proyecto, al manejar un 100 % de
semillas viables (tras análisis e inspección de semillas sin daños mecánicos
mediante tinción de “verde rápido”), los resultados obtenidos demostrarán que todas
las semillas tendrán éxito de germinación. Entonces, trabajando a temperatura
ambiente (media anual) de 24,5 °C, los resultados estarán dados fundamentalmente
por factores controlados por la concentración del soluto (manitol, sacarosa, cloruro
de sodio y agua destilada) en nuestras muestras, de las cuales:
• El grupo de semillas testigo obtendrá un 100 % de éxito en la germinación
con agua destilada a tiempos relativos (respecto a las semillas bajo efectos
de concentraciones osmóticas inducidas en “muestras prueba”).
• El grupo de las semillas tratadas bajo las distintas concentraciones de manitol
obtendrá mayor éxito germinativo entre más baja sea su concentración en la
solución, y viceversa.
• El grupo de las semillas expuestas a solución salina (NaCl) en sus distintas
concentraciones tendrá siempre un potencial de germinación muy bajo o nulo
debido, hipotéticamente, a la inducción del 100 % del potencial osmótico en
las semillas.
11Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
MorfofisiologíaVegetalI
Objetivo de la Investigación.
General
• Observar la velocidad y porcentaje de germinación en semillas de Zea mays
(Poaceae) y Vicia faba (Fabaceae) bajo efectos de presión osmótica en soluciones
de sacarosa, cloruro de sodio y manitol.
Particular
• Cuantificar el efecto de diferentes soluciones osmóticas sobre la germinación de
semillas (Vicia faba; Zea mays) así como el vigor en las plántulas.
Metodología.
Área de estudio.
El municipio de Tuxtla
Gutiérrez está ubicado en la
Depresión Central de Chiapas, que
está compuesta por el Valle de
Tuxtla (Fig. 1), localizado casi en su
extremo noroeste, y zonas de
relieve montañoso tanto al sur
como al norte del municipio. La
altitud del valle oscila entre 520 y
600 metros sobre el nivel del mar;
en éste se encuentra gran parte de
la ciudad de Tuxtla Gutiérrez. Los
extremos del municipio se ubican
en las coordenadas 16°38' y 16°51'
de latitud norte; y en las
coordenadas 93°02' y 94°15' de
longitud oeste (INEGI, 2010).
Fig. 1. Fotografía Vía satélite de Tuxtla Gutiérrez y
alrededores. Cortesía. Google Earth, 2010.
12Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
MorfofisiologíaVegetalI
Los climas existentes en el municipio son: A(w0), cálido subhúmedo con lluvias en el
verano, de menor humedad, que abarca el 99,71% de la superficie municipal; y A(w1),
cálido subhúmedo con lluvias en el verano, de mediana humedad, que abarca el 0,29% de
la superficie municipal. La temperatura media anual es de 25,4 °C. La temporada cálida dura
desde mediados de febrero hasta septiembre. El período más caluroso del año es desde
abril hasta la segunda semana de mayo. La temporada fresca dura desde mediados de
noviembre hasta inicios de febrero. El período más frío del año es el mes de diciembre
cuando la temperatura puede llegar a descender hasta 12 °C (SMN, 2010).
Característica de la especie.
Vicia faba, el haba, es una planta trepadora
herbácea, anual, de tallos semi-erectos que se enredan;
es cultivada en todo el globo por sus semillas, las cuales
son empleadas en gastronomía. Da su nombre a la familia
de las fabáceas, de la cual es la especie tipo. El peso de
una semilla es de uno a dos gramos. El poder germinativo
dura de 4 a 6 años.
En la semilla comercial el porcentaje mínimo de germinación es del 90 por
100 y la pureza mínima del 99 por 100; prefiere un pH entre 6 y 7,5. Requiere
bastante humedad y no es particularmente fotófila, y al ser tolerante a las heladas en
su desarrollo temprano se adapta a las condiciones de las zonas de montaña. La
temperatura óptima está en torno a los 15°C.
Zea mayz, recibe también en español otros
nombres, como danza, millo, mijo, oroña, o panizo en
español europeo, y en español americano choclo, elote,
jojoto, sara o zara; es una planta monoica. El maíz es una
planta de noches largas y florece con un cierto número de
días grados > 10 °C (50 °F) en el ambiente al cual se
adaptó. Esa magnitud de la influencia de las noches
largas hace que el número de días que deben pasar antes
que florezca está genéticamente prescripto y regulado por
el sistema-fitocromo.
13Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
MorfofisiologíaVegetalI
Materiales y métodos.
Cantidad Artículo Cantidad Artículo
Material Soluciones / reactivos
1 Vaso de precipitados 250 mL 10 L Agua destilada
2 Vaso de precipitados 500 mL 0,25 g Verde rápido (1 %)
2 Agitador de cristal 1 L Manitol (5, 10, 15 %)
1 Probeta graduada 500 mL 1 L Sacarosa (5, 10, 15 %)
1 Espátula de porcelana 1 L NaCl (5, 10, 15 %)
1 Pipeta Pasteur con bulbo Equipo
1 Matraz aforado 250 mL 1 Estereoscopio
3 Matraz aforado 500 mL 1 Balanza analítica
Para el proceso de experimentación en la germinación de semillas bajo los
efectos de presión osmótica, utilizaremos como ejemplares de prueba semillas de
Vicia faba (Magnoliópsida) y Zea mayz (Liliópsida); Se tratarán 500 semillas por
cada especie, las cuales se dispondrán bajo los efectos osmóticos de soluciones
que contendrán Manitol, sacarosa y cloruro de sodio a concentraciones de 5, 10 y 15
% respectivamente, las cuales serán comparadas con semillas germinadas con agua
destilada (sin efecto de reactivos). Se dispondrán 50 semillas para cada solución en
su concentración correspondiente, así mismo 50 semillas germinadas con agua
destilada (muestra testigo).
Antes de la germinación procederemos a la selección de semillas viables
mediante la prueba de Fast green (Verde rápido). La Prueba de Fast Green es una
prueba rápida usada para revelar daños al pericarpio en semillas y granos. La
prueba se utiliza primariamente para identificar fuentes de daño mecánico durante el
acondicionamiento. El Fast green usado en bajas concentraciones no es tóxico para
embriones y pequeñas plántulas. Por lo tanto las semillas teñidas pueden germinar y
producir plántulas normales y/o anormales (de semillas ya seleccionadas con o sin
daños) y se puede observar la naturaleza del daño.
14Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
MorfofisiologíaVegetalI
Para la tinción de Fast green (Verde rápido).
1. Se prepara una solución de fast green a 0.1 %, para ello se pesa 0.1 gramo
del soluto (colorante) y se la disuelve en 100 ml de agua, o 1 gr en 1000 ml.
2. Se utilizan 2 repeticiones de 500 semillas seleccionadas al azar de la muestra
problema (con el fin de obtener el 100 % de semillas con el menor daño
posible y desechar las semillas dañadas que intervengan con los resultados
esperados).
3. Las semillas se colocan en un recipiente de 250 ml.
4. Se sumergen las semillas en suficiente cantidad de solución de fast green
para que todas las semillas queden cubiertas y agitar delicadamente durante
60 segundos.
5. Se retiran las semillas de la solución de fast green y se enjuagan con
abundante agua corriente. La solución de fast green se puede reutilizar.
6. Las semillas de cada repetición se esparcen sobre papel toalla absorbente
para permitir que se sequen al aire por ½ a 1 hora.
7. Se procede a la observación visual y a la categorización de las semillas en 3
clases de acuerdo a la intensidad de daño presente.
8. Pondremos por separado las semillas intactas o con daños leves para obtener
el 100 % de semillas sanas y viables para la germinación.
Germinación.
Para iniciar el proceso de germinación, una vez seleccionadas nuestras
semillas, dispondremos diez apartados de 50 semillas cada uno. Nueve de los diez
apartados serán colocados en contenedores especiales de unicel sobre papel filtro
humedecido con 50 ml de solución (manitol, sacarosa, Nacl) a su concentración
correspondiente (5, 10, 15 %), y el apartado restante será sometido a germinación
con agua destilada (muestra testigo) bajo el mismo proceso que las muestras
anteriores, todas a temperatura ambiente (promedio anual 24,5 °C para la ciudad de
Tuxtla Gutiérrez) a periodos naturales de luz y oscuridad. Se harán chequeos diarios
15Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
MorfofisiologíaVegetalI
por diez días en los cuales se registrará el número de semillas germinadas por día
(la primera manifestación de la germinación exitosa estará definida por la
emergencia de la radícula). Así como el tipo de solución en la que fue sometida. Los
datos serán sometidos a análisis estadísticos.
16Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
Las actividades se desarrollarán en el periodo comprendido entre la tercera semana del mes de octubre y la segunda
semana del mes de noviembre del año en curso. Culminando en la presentación y exposición del presente el día 15 de noviembre
del 2010.
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
17Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
Literatura citada.
• Blum, A. 1979. Genetic improvement of drought resistance in crop plants:
a case for sorghum. pp. 429-445. In: Mussel, H. (ed.). Stress physiology in
crop plants. John Wiley. New York, NY, USA.
• Bolarín, M. C. 1996. Priming of seeds with NaCl induces physiological
changes in tomato plants grown under salt stress. Physiologia Plantarum
96: 231-236.
• Cayuela, E., Pérez-Alfocea, F., Caro, M. and Bolarín, M. C. 1995. Priming
of seeds with NaCl induces physiological changes in tomato plants grown
under salt stress. Physiologia Plantarum 96: 231-236.
• Cruz, G. F.; González-H, V. A.: Molina-M.,J.; Vásquez-R., J.M. 1995.
Seed deterioration and respiration as related to DNA metabolism in
germinating maize. Seed Science and Technology 23:477-486.
• Dhillon, N.P.S. 1995. Seed priming of male sterile muskmelon (Cucumis
melo L.) for low temperature germination. Seed Sci.& Technol. 23, 881-
884.
• Eichhorn Susan E., Ray F. Evert y Peter Hamilton Raven. 1992. Biología
de las plantas (Traducido por Sergi Santamaría del Campo, Francisco
ACTIVIDADES A REALIZAR
OCTUBRE 2010 NOVIEM
3a
SEMANA 4ª SEMANA 1ª SEMANA
D L M M J V D L M M J V D L M M J V
1.-Diseño del proyecto. X X X X
2.-Adquisición y selección de semillas. X X X
3.-Revisión del protocolo. X X
4.-Planeación de actividades a desarrollar. X X
5.-Desarrollo de actividades (Preparación de
soluciones).
X
6.-Desarrollo de las actividades en laboratorio
(Proceso de germinación de semillas bajo
efecto de soluciones). Revisión y
observación periódica de muestras.
X X X X X X X
7.-Germinación. Determinación y obtención de
datos observados.
X X
8.-Elaboración de informe y resultados del
proyecto. (% Germinación bajo presión
osmótica).
X
9.-Exposición y Evaluación del proyecto.
MorfofisiologíaVegetalI
18Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
MorfofisiologíaVegetalI
Lloret Maya, María Ángeles Cardona Florit). Edit. Reverte. Madrid,
España. Pág. 398 y 399.
• Espinosa P., N. y S. Solano H. 1992. Selección por tolerancia a presión
osmótica en semillas de trigo y maíz. Colegio de postgrados. Práctica de
laboratorio. Centro de genética. Montecillo, Edo. De México.
• Espinoza, Z. R. y S. Kuruvadi. 1985. Clasificación de colecciones de
zacate gigante (Leptochloa dubia HBK, Ness) por su grado de resistencia
a sequía en manitol. Agraria Revista Científica UAAAN 1(2): 142-152.
• Fuentes Yagüe José Luis. 2001. Iniciación a la botánica. Edit. Illustrated.
Madrid, España. Pag. 32 y 33.
• García Breijo Francisco José, Roselló Caselles Josefa, Santamarina
María Pilar Siurana. 2006. Introducción al funcionamiento de las plantas.
Ed. Univ. Politéc. Valencia. Pág. 69.
• Haridi, M.B. 1985. Effect of osmotic priming with polyethylene glycol on
germination of Pinus elliotti seeds. Seed Sci. & Tecnol., 13, 669-674.
• Jackson, W. T. 1962. Use of carbowaxes (polyethylene glycol) as osmotic
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• Marcos-Filho, J.; McDonald, M. B. 1998. Sensitivity of RAPD analysis,
germination and vigour test to detect the intensity of deterioration of
naturally and artificially aged soybean seeds. Seed Science and
Technology 26:141-157.
• Mauromicale, G. 1995. Effects of seed osmopriming on germination of
tomato at different water potential. Seed Sci. & Technol., 23, 393-403.
• McDonald, M. B. 1998. Seed quality assessment. Seed Science and
Technology 8:265-275.
• McDonald, M. B. 1999. Seed deterioration: physiology, repair, and
assessment. Seed Science and Technology 27:177-237.
• Parmar, M. T. y R. P. Moore. 1968. Carbowax 6000, mannitol and
sodiumchloride for simulating drought conditions in germination studies of
corn (Zea mays L.) of strong and weak vigor. Agron. J. 60: 192-195.
• SMN. 2010. Servicio Meteorológico Nacional. «Servicio Meteorológico
Nacional». http://smn.cna.gob.mx
19Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica.
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Protocolo Germinación Phaseolus vulgaris y vicia faba bajo gradientes osmóticos.

  • 1. 1Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. Universidad De Ciencias Y Artes De Chiapas Facultad de Ciencias Biológicas MORFOFISIOLOGÍA VEGETAL I Presenta: “Germinación en semillas de Zea Mayz y Vicia faba bajo efectos de presión osmótica.” Por: Ángeles Fragoso Cristian SÉPTIMO SEMESTRE Grupo “B” Tuxtla Gutiérrez, Chiapas a octubre 25 del 2010.
  • 2. 2Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. MorfofisiologíaVegetalI Índice. Marco teórico. Planteamiento del problema. Justificación. Antecedentes. Hipótesis. Objetivos de la investigación. Generales. Específicos. Metodología. Área de estudio. Características de la especie. Materiales y métodos. Cronograma de actividades. Fuentes de información
  • 3. 3Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. MorfofisiologíaVegetalI Marco Teórico. Las semillas proceden de los primordios o rudimentos seminales de la flor, una vez fecundados y maduros. Su función es la de dar lugar a un nuevo individuo, perpetuando y multiplicando la especies a la que pertenece. La semilla consta esencialmente de un embrión (formado por un eje embrionario y uno, dos o varios cotiledones), una provisión de reservas nutritivas, que pueden almacenarse en un tejido especializado (albumen o endospermo) o en el propio embrión, y una cubierta seminal que recubre y protege a ambos. Las semillas son la unidad de reproducción sexual de las plantas y tienen la función de multiplicar y perpetuar la especie a la que pertenecen. Además, es uno de los elementos más eficaces para que la especie se disperse, tanto en el tiempo como en el espacio (Eichhorn, et al, 1992). Para que el proceso de germinación, es decir, la recuperación de la actividad biológica por parte de la semilla, tenga lugar, es necesario que se den una serie de condiciones ambientales favorables como son: un sustrato húmedo, suficiente disponibilidad de oxígeno que permita la respiración aerobia y, una temperatura adecuada para los distintos procesos metabólicos y para el desarrollo de la plántula (García, et al, 2003; Eichhorn, et al, 1992). La absorción de agua por la semilla desencadena una secuencia de cambios metabólicos, que incluyen la respiración, la síntesis proteica y la movilización de reservas. A su vez la división y el alargamiento celular en el embrión provocan la rotura de las cubiertas seminales, que generalmente se produce por la emergencia de la radícula. Sin embargo, las semillas de muchas especies son incapaces de germinar, incluso cuando se encuentran en condiciones favorables. Esto es debido a que las semillas se encuentran en estado de latencia (García, et al, 2003). Por ello, mientras no se den las condiciones adecuadas para la germinación, la semilla se mantendrá latente durante un tiempo variable, dependiendo de la especie, hasta que llegado un momento, pierda su capacidad de germinar. Cuando una semilla germina, la primera estructura que emerge, de la mayoría de las especies, después de la rehidratación de los diferentes tejidos es la radícula (Fuentes, 2001; García, et al, 2003). En aquellas semillas, en las que la radícula no es el primer acontecimiento morfológico, se consideran otros criterios para definir la germinación como: la emergencia del coleoptilo en granos de cereales; la obtención de plantas normales; o el aumento de la actividad enzimática, tras la rehidratación de los tejidos (García, et al, 2003).
  • 4. 4Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. MorfofisiologíaVegetalI En el proceso de germinación podemos distinguir tres fases: • Fase de hidratación: La absorción de agua es el primer paso de la germinación, sin el cual el proceso no puede darse. Durante esta fase se produce una intensa absorción de agua por parte de los distintos tejidos que forman la semilla. Dicho incremento va acompañado de un aumento proporcional en la actividad respiratoria. • Fase de germinación: Representa el verdadero proceso de la germinación. En ella se producen las transformaciones metabólicas, necesarias para el correcto desarrollo de la plántula. En esta fase la absorción de agua se reduce considerablemente, llegando incluso a detenerse. • Fase de crecimiento: Es la última fase de la germinación y se asocia con la emergencia de la radícula (cambio morfológico visible). Esta fase se caracteriza porque la absorción de agua vuelve a aumentar, así como la actividad respiratoria. La duración de cada una de estas fases depende de ciertas propiedades de las semillas, como su contenido en compuestos hidratables y la permeabilidad de las cubiertas al agua y al oxígeno. Estas fases también están afectadas por las condiciones del medio, como el nivel de humedad, las características y composición del sustrato, la temperatura, etc. Otro aspecto interesante es la relación de estas fases con el metabolismo de la semilla. La primera fase se produce tanto en semillas vivas y muertas y, por tanto, es independiente de la actividad metabólica de la semilla. Sin embargo, en las semillas viables, su metabolismo se activa por la hidratación. La segunda fase constituye un período de metabolismo activo previo a la germinación en las semillas viables o de inicio en las semillas muertas. La tercera fase se produce sólo en las semillas que germinan y obviamente se asocia a una fuerte actividad metabólica que comprende el inicio del crecimiento de la plántula y la movilización de las reservas. Por tanto los factores externos que activan el metabolismo, como la temperatura, tienen un efecto estimulante en la última fase (Fuentes, 2001; García, et al, 2003). En las dos primeras fases de la germinación los procesos son reversibles, a partir de la fase de crecimiento se entra en una situación fisiológica irreversible. La semilla que haya superado la fase de germinación tendrá que pasar a la fase de crecimiento y originar una plántula, o por el contrario morir. Los factores que afectan a la germinación los podemos dividir en dos tipos: • Factores internos (intrínsecos): propios de la semilla; madurez y viabilidad de las semillas. • Factores externos (extrínsecos): dependen del ambiente; agua, temperatura y gases.
  • 5. 5Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. MorfofisiologíaVegetalI Decimos que una semilla es madura cuando ha alcanzado su completo desarrollo tanto desde el punto de vista morfológico como fisiológico. La madurez morfológica se consigue cuando las distintas estructuras de la semilla han completado su desarrollo, dándose por finalizada cuando el embrión ha alcanzado su máximo desarrollo. También, se la relaciona con la deshidratación de los diferentes tejidos que forman la semilla. La madurez se suele alcanzar sobre la misma planta, sin embargo, existen algunas especies que diseminan sus semillas antes de que se alcance. Aunque la semilla sea morfológicamente madura, muchas de ellas pueden seguir siendo incapaces de germinar porque necesitan experimentar aún una serie de transformaciones fisiológicas. Lo normal es que requieran la pérdida de sustancias inhibidoras de la germinación o la acumulación de sustancias promotoras. En general, necesitan reajustes en el equilibrio hormonal de la semilla y/o en la sensibilidad de sus tejidos para las distintas sustancias activas. La madurez fisiológica se alcanza al mismo tiempo que la morfológica, como en la mayoría de las especies cultivadas; o bien puede haber una diferencia de semanas, meses y hasta años entre ambas (Eichhorn, et al, 1992). La viabilidad de las semillas es el período de tiempo durante el cual las semillas conservan su capacidad para germinar. Es un período variable y depende del tipo de semilla y de las condiciones de almacenamiento. Atendiendo a la longevidad de las semillas, es decir, el tiempo que las semillas permanecen viables, pueden haber semillas que germinan, todavía, después de decenas o centenas de años; se da en semillas con una cubierta seminal dura como las leguminosas (Fuentes, 2001). Entre los factores ambientales más importantes que inciden en el proceso de germinación destacamos: humedad, temperatura y gases. • Humedad. La absorción de agua es el primer paso, y el más importante, que tiene lugar durante la germinación; porque para que la semilla recupere su metabolismo es necesaria la rehidratación de sus tejidos. La entrada de agua en el interior de la semilla se debe exclusivamente a una diferencia de potencial hídrico entre la semilla y el medio que le rodea. En condiciones normales, este potencial hídrico es menor en las semillas secas que en el medio exterior. Por ello, hasta
  • 6. 6Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. MorfofisiologíaVegetalI que emerge la radícula, el agua llega al embrión a través de las paredes celulares de la cubierta seminal; siempre a favor de un gradiente de potencial hídrico. Aunque es necesaria el agua para la rehidratación de las semillas, un exceso de la misma actuaría desfavorablemente para la germinación, pues dificultaría la llegada de oxígeno al embrión (García, et al, 2003). • Temperatura. La temperatura es un factor decisivo en el proceso de la germinación, ya que influye sobre las enzimas que regulan la velocidad de las reacciones bioquímicas que ocurren en la semilla después de la rehidratación. La actividad de cada enzima tiene lugar entre un máximo y un mínimo de temperatura, existiendo un óptimo intermedio. Del mismo modo, en el proceso de germinación pueden establecerse unos límites similares. Por ello, las semillas sólo germinan dentro de un cierto margen de temperatura. Si la temperatura es muy alta o muy baja, la geminación no tiene lugar aunque las demás condiciones sean favorables. La temperatura mínima sería aquella por debajo de la cual la germinación no se produce, y la máxima aquella por encima de la cual se anula igualmente el proceso. La temperatura óptima, intermedia entre ambas, puede definirse como la más adecuada para conseguir el mayor porcentaje de germinación en el menor tiempo posible. Las temperaturas compatibles con la germinación varían mucho de unas especies a otras (Fuentes, 2001). Sus límites suelen ser muy estrechos en semillas de especies adaptadas a hábitats muy concretos, y más amplios en semillas de especies de amplia distribución. Por otra parte, se sabe que la alternancia de las temperaturas entre el día-noche actúan positivamente sobre las etapas de la germinación. Por lo que el óptimo térmico de la fase de germinación y el de la fase de crecimiento no tienen por que coincidir. Así, unas temperaturas estimularían la fase de germinación y otras la fase de crecimiento (García, et al, 2003). • Gases. La mayor parte de las semillas requieren para su germinación un medio suficientemente aireado que permita una adecuada disponibilidad de O2 y CO2. De esta forma el embrión obtiene la energía imprescindible para mantener sus actividades metabólicas. La mayoría de las semillas germinan bien en atmósfera normal con 21% de O2 y un 0.03% de CO2. Sin embargo, existen algunas semillas que aumentan su porcentaje de germinación al disminuir el contenido de O2 por debajo del 20%. Para que la germinación tenga éxito, el O2 disuelto en el agua de imbibición debe poder llegar hasta el embrión. A
  • 7. 7Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. MorfofisiologíaVegetalI veces, algunos elementos presentes en la cubierta seminal como compuestos fenólicos, capas de mucílago, macroesclereidas, etc. pueden obstaculizar la germinación de la semilla por que reducen la difusión del O2 desde el exterior hacia el embrión (Fuentes, 2001).
  • 8. 8Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. MorfofisiologíaVegetalI Planteamiento del problema. En la germinación de semillas bajo presión osmótica se usan solutos como el cloruro de sodio, sacarosa o azúcar, manitol y polietilen glicol (Espinosa & Solano, 1992). Los genotipos que sus semillas logran un mayor porcentaje de germinación bajo estas condiciones se consideran tolerantes. En el estado de Chiapas no se dispone de equipo para medir el potencial osmótico de las soluciones, por lo que se debe trabajar en término de sus concentraciones (%). Es así como se pretende estudiar la velocidad de germinación y el vigor de la plántula respecto a los efectos correspondientes al someterse a distintas soluciones y concentraciones de manitol, cloruro de sodio y sacarosa, cuya investigación aporte información útil para la germinación de semillas en distintos sustratos con condiciones adversas (alta o baja mineralización) y así mismo la producción de las mismas bajo cualidades tolerantes a ciertos factores que afecten el proceso natural de la geminación de la semilla. Tomaremos en cuenta que el vigor es una característica genética de la planta expresada a nivel de semilla, que es afectada por factores exógenos como la nutrición de la planta madre, daños mecánicos ocasionados durante la cosecha, el procesamiento y el almacenamiento (McDonald 1998). Justificación. Entre las variables ambientales que afectan el crecimiento y el desarrollo de las plantas, la deficiencia de agua o tensión hídrica es una de las más importantes, ya que en alguna parte de su ciclo están expuestas a desecación. El objetivo del presente trabajo es evaluar la influencia de diferentes potenciales osmóticos sobre la germinación de semillas y vigor de plántulas en semillas de Vicia faba y Zea mays. Tomando interés particular de estas especies por su potencial uso alimenticio y nutricional en la población.
  • 9. 9Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. MorfofisiologíaVegetalI Antecedentes. A nivel de semilla, una de las mejores pruebas para identificar variedades tolerantes a sequía es determinar el porcentaje de germinación a diferentes potenciales osmóticos con manitol, ya que esta sustancia química, al igual que otras, como sacarosa y polietilen-glicol, han mostrado simular satisfactoriamente un efecto de sequía durante la germinación y emergencia de la semilla (Wiggins y Gardner, 1959; Jackson, 1962; Parmar y Moore, 1968; Espinoza y Kuruvadi, 1985). También se ha demostrado que existe una correlación alta y positiva entre la tasa de germinación en soluciones osmóticas y la tasa de emergencia en el campo, indicando que estas pruebas tienen valor predictivo (Kuruvadi, 1988). Al respecto, de acuerdo con Blum (1979), existe una estrecha asociación entre la fase de sequía y un mecanismo dado de resistencia a sequía, puesto que una prueba de respuesta a sequía estuvo relacionada en realidad a un evento de sequía. Por ejemplo, la emergencia de la semilla en una solución de manitol puede revelar tolerancia al estrés osmótico en semillas y plántulas; aún así una correlación con el rendimiento podría ser una coincidencia, a menos que se coloque éste como factor en ensayos de rendimiento. Existen tratamiento de pregerminación que aumentan la velocidad de germinación y también pueden inducir aumento en tolerancia a salinidad (Mauromicale, 1996) (Cayuela, 1995). Estos tratamientos consisten en preincubar las semillas en soluciones de sustancias que disminuyen el potencial agua de la solución de preincubación (osmopriming). Las sustancias más comúnmente usadas son el polietilenglicol, manitol, fosfato tripotásico y cloruro de sodio (Dhillon, 1995), (Bolarin, 1996), (Bliss, 1986), (Haridi, 1985). Se ha demostrado la disminución paulatina del potencial fisiológico de las semillas de maíz (Zea mays L.), ocasionada por el envejecimiento natural, y misma que merma progresivamente la capacidad germinativa, la velocidad de crecimiento inicial de la plántula y la tolerancia a condiciones adversas (Marcos-Filho & McDonald 1998; McDonald 1999). Tales efectos están asociados con alteraciones bioquímicas evidenciadas durante las primeras horas de imbibición de los tejidos seminales (Cruz et al. 1995), y se expresan primero como reducciones en el desempeño germinativo y en el vigor de las semillas y, posteriormente, al nivel del ADN (Marcos-Filho & McDonald 1998).
  • 10. 10Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. MorfofisiologíaVegetalI Hipótesis. Consideramos que en la realización del proyecto, al manejar un 100 % de semillas viables (tras análisis e inspección de semillas sin daños mecánicos mediante tinción de “verde rápido”), los resultados obtenidos demostrarán que todas las semillas tendrán éxito de germinación. Entonces, trabajando a temperatura ambiente (media anual) de 24,5 °C, los resultados estarán dados fundamentalmente por factores controlados por la concentración del soluto (manitol, sacarosa, cloruro de sodio y agua destilada) en nuestras muestras, de las cuales: • El grupo de semillas testigo obtendrá un 100 % de éxito en la germinación con agua destilada a tiempos relativos (respecto a las semillas bajo efectos de concentraciones osmóticas inducidas en “muestras prueba”). • El grupo de las semillas tratadas bajo las distintas concentraciones de manitol obtendrá mayor éxito germinativo entre más baja sea su concentración en la solución, y viceversa. • El grupo de las semillas expuestas a solución salina (NaCl) en sus distintas concentraciones tendrá siempre un potencial de germinación muy bajo o nulo debido, hipotéticamente, a la inducción del 100 % del potencial osmótico en las semillas.
  • 11. 11Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. MorfofisiologíaVegetalI Objetivo de la Investigación. General • Observar la velocidad y porcentaje de germinación en semillas de Zea mays (Poaceae) y Vicia faba (Fabaceae) bajo efectos de presión osmótica en soluciones de sacarosa, cloruro de sodio y manitol. Particular • Cuantificar el efecto de diferentes soluciones osmóticas sobre la germinación de semillas (Vicia faba; Zea mays) así como el vigor en las plántulas. Metodología. Área de estudio. El municipio de Tuxtla Gutiérrez está ubicado en la Depresión Central de Chiapas, que está compuesta por el Valle de Tuxtla (Fig. 1), localizado casi en su extremo noroeste, y zonas de relieve montañoso tanto al sur como al norte del municipio. La altitud del valle oscila entre 520 y 600 metros sobre el nivel del mar; en éste se encuentra gran parte de la ciudad de Tuxtla Gutiérrez. Los extremos del municipio se ubican en las coordenadas 16°38' y 16°51' de latitud norte; y en las coordenadas 93°02' y 94°15' de longitud oeste (INEGI, 2010). Fig. 1. Fotografía Vía satélite de Tuxtla Gutiérrez y alrededores. Cortesía. Google Earth, 2010.
  • 12. 12Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. MorfofisiologíaVegetalI Los climas existentes en el municipio son: A(w0), cálido subhúmedo con lluvias en el verano, de menor humedad, que abarca el 99,71% de la superficie municipal; y A(w1), cálido subhúmedo con lluvias en el verano, de mediana humedad, que abarca el 0,29% de la superficie municipal. La temperatura media anual es de 25,4 °C. La temporada cálida dura desde mediados de febrero hasta septiembre. El período más caluroso del año es desde abril hasta la segunda semana de mayo. La temporada fresca dura desde mediados de noviembre hasta inicios de febrero. El período más frío del año es el mes de diciembre cuando la temperatura puede llegar a descender hasta 12 °C (SMN, 2010). Característica de la especie. Vicia faba, el haba, es una planta trepadora herbácea, anual, de tallos semi-erectos que se enredan; es cultivada en todo el globo por sus semillas, las cuales son empleadas en gastronomía. Da su nombre a la familia de las fabáceas, de la cual es la especie tipo. El peso de una semilla es de uno a dos gramos. El poder germinativo dura de 4 a 6 años. En la semilla comercial el porcentaje mínimo de germinación es del 90 por 100 y la pureza mínima del 99 por 100; prefiere un pH entre 6 y 7,5. Requiere bastante humedad y no es particularmente fotófila, y al ser tolerante a las heladas en su desarrollo temprano se adapta a las condiciones de las zonas de montaña. La temperatura óptima está en torno a los 15°C. Zea mayz, recibe también en español otros nombres, como danza, millo, mijo, oroña, o panizo en español europeo, y en español americano choclo, elote, jojoto, sara o zara; es una planta monoica. El maíz es una planta de noches largas y florece con un cierto número de días grados > 10 °C (50 °F) en el ambiente al cual se adaptó. Esa magnitud de la influencia de las noches largas hace que el número de días que deben pasar antes que florezca está genéticamente prescripto y regulado por el sistema-fitocromo.
  • 13. 13Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. MorfofisiologíaVegetalI Materiales y métodos. Cantidad Artículo Cantidad Artículo Material Soluciones / reactivos 1 Vaso de precipitados 250 mL 10 L Agua destilada 2 Vaso de precipitados 500 mL 0,25 g Verde rápido (1 %) 2 Agitador de cristal 1 L Manitol (5, 10, 15 %) 1 Probeta graduada 500 mL 1 L Sacarosa (5, 10, 15 %) 1 Espátula de porcelana 1 L NaCl (5, 10, 15 %) 1 Pipeta Pasteur con bulbo Equipo 1 Matraz aforado 250 mL 1 Estereoscopio 3 Matraz aforado 500 mL 1 Balanza analítica Para el proceso de experimentación en la germinación de semillas bajo los efectos de presión osmótica, utilizaremos como ejemplares de prueba semillas de Vicia faba (Magnoliópsida) y Zea mayz (Liliópsida); Se tratarán 500 semillas por cada especie, las cuales se dispondrán bajo los efectos osmóticos de soluciones que contendrán Manitol, sacarosa y cloruro de sodio a concentraciones de 5, 10 y 15 % respectivamente, las cuales serán comparadas con semillas germinadas con agua destilada (sin efecto de reactivos). Se dispondrán 50 semillas para cada solución en su concentración correspondiente, así mismo 50 semillas germinadas con agua destilada (muestra testigo). Antes de la germinación procederemos a la selección de semillas viables mediante la prueba de Fast green (Verde rápido). La Prueba de Fast Green es una prueba rápida usada para revelar daños al pericarpio en semillas y granos. La prueba se utiliza primariamente para identificar fuentes de daño mecánico durante el acondicionamiento. El Fast green usado en bajas concentraciones no es tóxico para embriones y pequeñas plántulas. Por lo tanto las semillas teñidas pueden germinar y producir plántulas normales y/o anormales (de semillas ya seleccionadas con o sin daños) y se puede observar la naturaleza del daño.
  • 14. 14Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. MorfofisiologíaVegetalI Para la tinción de Fast green (Verde rápido). 1. Se prepara una solución de fast green a 0.1 %, para ello se pesa 0.1 gramo del soluto (colorante) y se la disuelve en 100 ml de agua, o 1 gr en 1000 ml. 2. Se utilizan 2 repeticiones de 500 semillas seleccionadas al azar de la muestra problema (con el fin de obtener el 100 % de semillas con el menor daño posible y desechar las semillas dañadas que intervengan con los resultados esperados). 3. Las semillas se colocan en un recipiente de 250 ml. 4. Se sumergen las semillas en suficiente cantidad de solución de fast green para que todas las semillas queden cubiertas y agitar delicadamente durante 60 segundos. 5. Se retiran las semillas de la solución de fast green y se enjuagan con abundante agua corriente. La solución de fast green se puede reutilizar. 6. Las semillas de cada repetición se esparcen sobre papel toalla absorbente para permitir que se sequen al aire por ½ a 1 hora. 7. Se procede a la observación visual y a la categorización de las semillas en 3 clases de acuerdo a la intensidad de daño presente. 8. Pondremos por separado las semillas intactas o con daños leves para obtener el 100 % de semillas sanas y viables para la germinación. Germinación. Para iniciar el proceso de germinación, una vez seleccionadas nuestras semillas, dispondremos diez apartados de 50 semillas cada uno. Nueve de los diez apartados serán colocados en contenedores especiales de unicel sobre papel filtro humedecido con 50 ml de solución (manitol, sacarosa, Nacl) a su concentración correspondiente (5, 10, 15 %), y el apartado restante será sometido a germinación con agua destilada (muestra testigo) bajo el mismo proceso que las muestras anteriores, todas a temperatura ambiente (promedio anual 24,5 °C para la ciudad de Tuxtla Gutiérrez) a periodos naturales de luz y oscuridad. Se harán chequeos diarios
  • 15. 15Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. MorfofisiologíaVegetalI por diez días en los cuales se registrará el número de semillas germinadas por día (la primera manifestación de la germinación exitosa estará definida por la emergencia de la radícula). Así como el tipo de solución en la que fue sometida. Los datos serán sometidos a análisis estadísticos.
  • 16. 16Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. Las actividades se desarrollarán en el periodo comprendido entre la tercera semana del mes de octubre y la segunda semana del mes de noviembre del año en curso. Culminando en la presentación y exposición del presente el día 15 de noviembre del 2010. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
  • 17. 17Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. Literatura citada. • Blum, A. 1979. Genetic improvement of drought resistance in crop plants: a case for sorghum. pp. 429-445. In: Mussel, H. (ed.). Stress physiology in crop plants. John Wiley. New York, NY, USA. • Bolarín, M. C. 1996. Priming of seeds with NaCl induces physiological changes in tomato plants grown under salt stress. Physiologia Plantarum 96: 231-236. • Cayuela, E., Pérez-Alfocea, F., Caro, M. and Bolarín, M. C. 1995. Priming of seeds with NaCl induces physiological changes in tomato plants grown under salt stress. Physiologia Plantarum 96: 231-236. • Cruz, G. F.; González-H, V. A.: Molina-M.,J.; Vásquez-R., J.M. 1995. Seed deterioration and respiration as related to DNA metabolism in germinating maize. Seed Science and Technology 23:477-486. • Dhillon, N.P.S. 1995. Seed priming of male sterile muskmelon (Cucumis melo L.) for low temperature germination. Seed Sci.& Technol. 23, 881- 884. • Eichhorn Susan E., Ray F. Evert y Peter Hamilton Raven. 1992. Biología de las plantas (Traducido por Sergi Santamaría del Campo, Francisco ACTIVIDADES A REALIZAR OCTUBRE 2010 NOVIEM 3a SEMANA 4ª SEMANA 1ª SEMANA D L M M J V D L M M J V D L M M J V 1.-Diseño del proyecto. X X X X 2.-Adquisición y selección de semillas. X X X 3.-Revisión del protocolo. X X 4.-Planeación de actividades a desarrollar. X X 5.-Desarrollo de actividades (Preparación de soluciones). X 6.-Desarrollo de las actividades en laboratorio (Proceso de germinación de semillas bajo efecto de soluciones). Revisión y observación periódica de muestras. X X X X X X X 7.-Germinación. Determinación y obtención de datos observados. X X 8.-Elaboración de informe y resultados del proyecto. (% Germinación bajo presión osmótica). X 9.-Exposición y Evaluación del proyecto. MorfofisiologíaVegetalI
  • 18. 18Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. MorfofisiologíaVegetalI Lloret Maya, María Ángeles Cardona Florit). Edit. Reverte. Madrid, España. Pág. 398 y 399. • Espinosa P., N. y S. Solano H. 1992. Selección por tolerancia a presión osmótica en semillas de trigo y maíz. Colegio de postgrados. Práctica de laboratorio. Centro de genética. Montecillo, Edo. De México. • Espinoza, Z. R. y S. Kuruvadi. 1985. Clasificación de colecciones de zacate gigante (Leptochloa dubia HBK, Ness) por su grado de resistencia a sequía en manitol. Agraria Revista Científica UAAAN 1(2): 142-152. • Fuentes Yagüe José Luis. 2001. Iniciación a la botánica. Edit. Illustrated. Madrid, España. Pag. 32 y 33. • García Breijo Francisco José, Roselló Caselles Josefa, Santamarina María Pilar Siurana. 2006. Introducción al funcionamiento de las plantas. Ed. Univ. Politéc. Valencia. Pág. 69. • Haridi, M.B. 1985. Effect of osmotic priming with polyethylene glycol on germination of Pinus elliotti seeds. Seed Sci. & Tecnol., 13, 669-674. • Jackson, W. T. 1962. Use of carbowaxes (polyethylene glycol) as osmotic agents. Plant Physiol. 37: 513-518. • Marcos-Filho, J.; McDonald, M. B. 1998. Sensitivity of RAPD analysis, germination and vigour test to detect the intensity of deterioration of naturally and artificially aged soybean seeds. Seed Science and Technology 26:141-157. • Mauromicale, G. 1995. Effects of seed osmopriming on germination of tomato at different water potential. Seed Sci. & Technol., 23, 393-403. • McDonald, M. B. 1998. Seed quality assessment. Seed Science and Technology 8:265-275. • McDonald, M. B. 1999. Seed deterioration: physiology, repair, and assessment. Seed Science and Technology 27:177-237. • Parmar, M. T. y R. P. Moore. 1968. Carbowax 6000, mannitol and sodiumchloride for simulating drought conditions in germination studies of corn (Zea mays L.) of strong and weak vigor. Agron. J. 60: 192-195. • SMN. 2010. Servicio Meteorológico Nacional. «Servicio Meteorológico Nacional». http://smn.cna.gob.mx
  • 19. 19Germinación en semillas de Zea mayz y Phaseolus vulgaris bajo efectos de presión osmótica. MorfofisiologíaVegetalI • Wiggins, S. C. y F. P. Gardner. 1959. Effectiveness of various solutions for simulating drought conditions as measured by germination and seedling growth. Agron. J. 51: 315-318.