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CUANTIFICACIÓN DE NÉCTAR EXTRAFLORAL DEL FRIJOL LIMA
(PHASEOLUS LUNATUS)
Durán Flores F. de D.(1); Heil M.(2); Adame Álvarez R. M.(2)
(1)
Facultad de Química
Universidad Autónoma de Querétaro
(2)
Departamento de Ingeniería Genética
CINVESTAV unidad Irapuato
RESUMEN
En las plantas existen dos tipos de defensas; directas e indirectas. Las primeras
permiten que la planta obtenga una mayor resistencia contra ataques de herbívoros por medio
de liberación de alguna sustancia tóxica como ácido cianhídrico (HCN), espinas, etc. El
segundo tipo utiliza otros medios para defenderse, externos a la misma planta, por ejemplo:
emisión de compuestos orgánicos volátiles o néctar extrafloral para atraer depredadores y
parasitoides que defenderán la planta de los herbívoros.
El Frijol Lima (Phaseolus lunatus) responde al daño causado por herbívoros
incrementando su producción normal de néctar extrafloral (NEF) y de compuestos orgánicos
volátiles (COVs), los cuáles utiliza como medio de defensa indirecta.
La inducción de la producción de COVs en el Frijol Lima es posible aplicando
ácido jasmónico (AJ), una fitohormona involucrada en mecanismos de defensa indirecta de
plantas (Ballhorn et al, 2008).
INTRODUCCIÓN
En la naturaleza, la interacción entre
plantas y otros seres vivos es muy común.
Algunas plantas responden a daños
ocasionados por herbívoros produciendo
compuestos orgánicos volátiles (COVs) y/o
incrementando la producción normal de néctar
extrafloral (NEF) el cuál es una solución
acuosa de azúcares y aminoácidos, secretada
por órganos no reproductores (nectarios) de la
planta (ambos utilizados como defensa
indirecta contra los herbívoros depredadores
(Radhika y col, 2008; Kost y Heil 2007).
El néctar extrafloral sirve como fuente
de alimento a artrópodos benéficos, los cuáles
defenderán a la planta de depredadores herbívoros (Heil, Lion y Boland 2008), ésta es la
razón por la que la producción de néctar extrafloral es llamada defensa indirecta.
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En estudios anteriores se ha comprobado que algunas plantas responden a la inducción
con ácido jasmónico, una fitohormona que está involucrada en rutas metabólicas de algunas
plantas, produciendo mayor cantidad de compuestos orgánicos volátiles y/o néctar (Kost y
Heil, 2007).
En éste experimento tratamos la planta del frijol-lima (Phaseolus lunatus) con ácido
jasmónico para cuantificar el néctar producido por frijol-lima de diferentes líneas, unas
cultivadas y otras silvestres, (cada línea es la misma especie de planta, sólo difiere en la
región donde fue colectada) y evaluar la diferencia de secreción de néctar entre plantas de
frijol-lima inducidas y no inducidas con éste ácido bajo condiciones de un invernadero.
MATERIALES Y MÉTODOS
La cuantificación de néctar se realizó mediante un refractómetro manual ATAGO®Master 20 M en al menos 4 plantas de la misma línea asperjadas con ácido jasmónico 1 mM,
4 con ácido jasmónico 0.25 mM y en otras 4 plantas de la misma línea que no fueron
inducidas (controles).
Las plantas que fueron asperjadas se lavaron alrededor de las 9 de la mañana con agua
destilada y luego fueron asperjadas con el ácido fuera del invernadero, luego de 1 hr se
metieron y se colocaron lo más alejado posible de nuestras plantas control. Después de 24 hrs
se extrajo el néctar producido por los nectáreos lavando varias veces con aproximadamente 10
µl de agua destilada (porque los azúcares que forman el néctar son solubles en agua) cada uno
de los nectáreos de una hoja trifoliar (ésto se hizo en las 7 hojas trifoliares más jóvenes de la
guía más larga de cada planta) con una micropipeta para extraer todo el néctar. Mediante el
refractómetro se cuantificaron los azúcares, en grados Brix (%), contenidos en un volumen. El
volumen se midió en capilares (RINGCAPS®) de 5 µl, recogiendo, por capilaridad, la
solución de néctar puesta en el refractómetro.
Para obtener el valor de la cuantificación total de néctar (azúcares) en la planta, en mg
se multiplicaron los grados Brix obtenidos de los nectareos de cada hoja por el volumen
medido con el capilar, luego se sumó el producto de las 7 hojas de cada planta y se dividió
entre 100 para eliminar el %, por último se y se obtuvo el promedio de contenido de azúcares
para cada línea.
RESULTADOS
Los resultados obtenidos muestran una diferencia entre la producción de néctar
extrafloral secretado por las plantas control y las inducidas. La secreción más elevada de
néctar la tienen todas las plantas que fueron asperjadas con ácido jasmónico 0.25 mM. sin
embargo, en la mayoría de las líneas tomadas para el experimento, las plantas que fueron
rociadas con ácido jasmónico 1 mM tuvieron una menor secreción que las plantas control, a
excepción de la línea silvestre WT-Lima. Los mismos resultados son observamos en las líneas
cultivadas (CV) y en las silvestres (WT). La gráfica siguiente muestra la cantidad de néctar
extrafloral promedio para cada línea de frijol-lima
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Figura 2. Cantidad promedio de néctar extrafloral extraído en cada una de las líneas de FrijolLima: cultivadas (CV) y silvestres (WT). Comparación entre tratamiento con ácido jasmónico 1
mM, 0.25 mM y tratamiento control (sin tratamiento con ácido jasmónico, bajo las mismas
condiciones).
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Debido a que nuestro interés es conocer el efecto que tiene la aplicación del ácido
jasmónico en diferentes líneas de frijol-lima bajo condiciones de invernadero sólo se realizó
una comparación entre las plantas seleccionadas como controles y las inducidas con dicho
ácido.
Los resultados obtenidos no fueron los esperados ya que en experimentos anteriores
se comprobó que el ácido jasmónico incrementa la producción de néctar extrafloral en el
frijol-lima (Kost y Heil, 2007) por lo que era de esperar que nuestras plantas control tuvieran
una menor producción de néctar que las inducidas con ácido jasmónico 1 mM. Sin embargo,
no fue así y sólo con la concentración de 0.25 mM aumentó la producción de NEF. De
acuerdo a los datos observados en la figura 2 parece ser que el ácido jasmónico actúa de una
manera tal que impide o disminuye la producción de néctar extrafloral. La razón de ésto
puede deberse a diferentes factores o condiciones en las cuales se llevó a cabo el
experimento, desde que las plantas crecieron dentro de un invernadero y no a campo abierto
como las que fueron estudiadas en experimentos anteriores hasta las condiciones de luz solar
y de temperatura, pues en la mayoría de los días en los que las plantas de frijol-lima fueron
inducidas el clima estuvo cambiando constantemente, lo que tal vez pudo afectar la eficiencia
del ácido jasmónico o actuar directamente en las plantas.
Otro de los factores que probablemente influyó en los datos obtenidos es la
concentración de ácido jasmónico utilizada, pues se ha comprobado que aplicando una
concentración muy alta de ácido jasmónico inhibe la producción de néctar extrafloral de la
planta (Radhika, Kost, Bartram, Heil, Boland 2008).
CONCLUSIONES
De acuerdo a datos obtenidos en experimentos anteriores nuestros resultados no fueron
los esperados en cuanto a la utilización de ácido jasmónico 1 m M, así que lo que se puede
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concluir hasta ahora es que las condiciones en las que se realizamos los experimentos no
fueron las mismas que en estudios anteriores por lo que las plantas pueden cambiar su
comportamiento o respuesta al ácido jasmónico. Sin embargo, bajo nuestras condiciones,
tenemos una respuesta positiva del frijol-lima al ácido jasmónico 0.25 mM. Debido a que o
todos los factores externos pueden ser controlados se puede probar con diferentes
concentraciones de ácido jasmónico, mayores o menores a 1 mM hasta encontrar la
concentración adecuada para una producción óptima de néctar extrafloral del frijol-lima.
Aplicar ácido jasmónico al Frijol Lima silvestre o cultivado en la concentración
adecuada hará que la planta secrete mayor cantidad de néctar y por lo tanto tendrá mayor
probabilidad de atraer a artrópodos benéficos que la defenderán.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Heil M., Lion U., Boland W. “Defense-Inducing Volatiles: In search of the Active Motif”.
Chem Ecol 34:601-604. 2008
Heil M. “Induction of two indirect defences benefits Lima bean (Phaseolus lunatus,
Fabaceae) in nature”. Journal of Ecology 92: 527-536. 2004
Heil M. “Transley review. Indirect defence via tritrophic interactions”. New Phytologist. 178:
41-61. 2007
Kost C., Heil M. The Defensive Role of Volatile Emission and Extrafloral Nectar Secretion
for Lima Bean in Nature. Chem Ecol 34:2-13. 2008
Radhika V., Kost C., Bartram S., Heil M., Boland W. “Testing the optimal defence
hypothesis for two indirect defences: Extrafloral nectar and volatile organic compounds. Open
Acces. 2008
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