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Biologia floral de la Annona muricata L. en el Estado Lara, Venezuela

Publicado: 29 de octubre de 2008
Por: Miguel Arizaleta-Castillo y Jorge Parés-Martínez. Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado (UCLA). Venezuela.
RESUMEN
Con el fin de contribuir con el estudio de la biología floral del guanábano (Annona muricata L.) en el estado Lara, se caracterizó el período desde la emergencia del botónfloral hasta la antesis durante el año 2003. Se determinó además la germinabilidad yviabilidad in vitro de los granos de polen. La antesis se caracterizó medianteobservaciones directas en campo, seleccionando flores al azar. Para la germinabilidadse utilizaron dos medios artificiales de incubación: 1. solución de sacarosa al 5 % y 2.0,2 g/L de H BO ; 1,0 g/L de Ca (NO) .4H y 50,0 g/L de sacarosa. La viabilidad fue 3 3 3 2 2determinada utilizando como colorante azul de anilina en lactofenol al 1%. El períododesde la emergencia del botón floral hasta la antesis se extendió 40,04 ± 2,75 días, ypresentó una secuencia sincronizada en cinco fases. El medio 2 proporcionó las mejorescondiciones para la germinación in vitro del polen, y los granos obtenidos de las fasesIV y V presentaron mayor germinación (90,50 y 81,04 % respectivamente). Las fasesde apertura floral afectaron la viabilidad del polen. El porcentaje de granos de polenviables fue significativamente mayor (97,75 %) en la fase V, seguido de 90,50 % en lafase IV.
Palabras clave: antesis, germinabilidad de los granos de polen, viabilidad de los granos de polen, guanábano, Venezuela.
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ABSTRACT
In order to contribute to the knowledge about floral biology of soursop (Annona muricata L.) in Lara state, the period from the emergency of the floral button to theanthesis was studied in 2003. In addition, it was determined the pollen grainsgerminability and viability. Anthesis was evaluated by direct observations in field, selecting flowers at random. For the germinability two artificial medium of incubationwere used: 1. saccharose solution to 5 %, and 2. 0.2 g/L of H BO ; 1,0 g/L de 3 3Ca(NO ) .4H and 50.0 g/L of saccharose. Viability was determined using aniline blue in 3 2 2lactophenol at 1 % as dry. The period from the emergency of the floral button to theanthesis lasted 40.04 ± 2.75 days, and it ocurred in five phases. The grain of pollenshowed better in vitro germination. Pollen germination was higher in the phases IV and V with 90.50 and 81.04 %, respectively. Pollen viability was affected by floral phases. Pollen viability was higher in the phase V (97.75 %), followed of 90.50 % by phase IV.
Key words: anthesis, pollen grains germinability, pollen grains viability, soursop, Venezuela.
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INTRODUCCIÓN
La familia Annonaceae incluye aproximadamente 120 géneros los cuales están distribuidos en las áreas tropicales y subtropicales del mundo. El género Annona es el más importante con alrededor de 50 especies. Sus representantes son plantas leñosas de porte arbustivo o arbóreo (Kiill y da Costa 2003).
El guanábano (Annona muricata L.), desde el punto de vista comercial esel principal miembro de esta familia. Sus frutos son utilizados tanto para el consumo fresco como para el procesamiento agroindustrial (Nobre etal. 2003). En países como Venezuela, Brasil, Colombia y Costa Rica, entre otros, ha tomado importancia económica por la alta demanda de sus frutos, tanto para el consumo fresco, como para el procesamiento agroindustrial. Sin embargo, su consumo como fruta fresca es limitado, principalmente por la mala presentación comercial de los frutos, los cuales exhiben formas asimétricas y poseen corta vida postcosecha (Avilán et al. 1992, Rebouças et al. 2000).
Los procesos de polinización y fecundación de flores de A. muricata son limitados por fenómenos particulares. Las estructuras reproductivas presentan el fenómeno de heterostilia (Pinto y Genú 1984). La apertura floral puede prolongarse por más de 130 horas (Escobar et al. 1986, Guzmán 1994), existe falta de sincronización en la maduración de los antófilos y son femeninos los primeros que maduran (Pinto y Ramos 1997). A pesar de que tal estrategia de dicogamia protogínica favorece la polinización cruzada, la flor se presenta en preantesis y antesis temprana como una estructura morfológicamente cerrada, lo cualdificulta la polinización por el viento e insectos (Figueroa 1978, Worrell et al. 1994). Todos estos aspectos constituyen un obstáculo para que los granos de polen viables lleguen a los estigmas cuando éstos aún se encuentran receptivos, lo que afecta la calidad de los frutos y el rendimiento de las plantas (Guzmán 1994, Pinto y Ramos 1997).
Escobar et al. (1986) señalaron que en Colombia (Valle del Cauca) las yemas florales tardan entre 60 y 82 días para completar su desarrollo, mientras que en la zona de Armero, 97,50 % de las yemas inició su apertura entre 56 y 60 días de edad del botón floral. La apertura floral si bien puede diferir por condiciones de clima u otros factores no determinados presenta una secuencia más o menos definida y sincronizada en varias etapas (Guzmán 1994).
Escobar et al. (1986) señalaron que la mayor secreción y receptividad estigmática ocurre entre 72 y 82 horas de iniciada la antesis. Mientras que Guzmán (1994), reportó mayor receptividad del estigma entre 120 y 147 horas de iniciada la apertura floral, diferencias debidas posiblemente en denominación de los estados de apertura floral o en el método de conteo de la horas acumuladas.
Esta particularidad floral determina que A. muricata, al igual que otras anonáceas, presenten bajo cuajado de frutos (Lederman y Bezerra 1997, Pinto y Ramos 1997), lo que ha limitado en gran parte la expansión del cultivo. Sin embargo, la polinización artificial es una técnica que se ha utilizado parasolventar esta problemática y actualmente es una práctica agrícola común en países como Brasil, EE.UU, España, Chile, Nueva Zelanda, entre otros. (Rosell et al. 1999, Rebouças etal. 2000).
El éxito de la polinización manual para incrementar la fijación de los frutos es variable, debido a que la polinización artificial es altamente dependiente de la viabilidad y germinabilidad de los granos de polen (Rosell et al. 1999).
En varias especies de plantas se han encontrado diversos métodos para determinar la germinabilidad de los granos de polen tanto “in vitro” como “in vivo” (Shivanna y Heslop – Harrison 1981). Sin embargo, se han señalado evidentes diferencias relacionadas con los requerimientos de los medios de germinación, debido a las distintas sustancias ofrecidas por la superficie estigmática activa de cada especie en particular (Rosell et al. 1999) y al estado en que son liberados los granos de polen (Brewbaker 1957).
Se han realizado estudios para determinar la germinación de los granos de polen de varias especies de Annona. Sin embargo, estos ensayos han arrojado resultados poco consistentes, aunque no está claro si ellos fueron originados por un inadecuado comportamiento de los granos de polen debido a la acción de las condiciones climáticas, o a la carencia de un adecuado medio de germinación. (Kumar et al. 1977, Rosell et al. 1999).
En consideración de la problemática planteada y la escasa información disponible en Venezuela sobre la biología floral del guanábano, se planteó en esta investigación caracterizar el período desde la emergencia del botón floral hasta la antesis, y además, determinar la viabilidad y la germinabilidad “invitro” de los granos de polen.
MATERIALES Y MÉTODOS
Esta investigación fue conducida durante el año 2003 en una plantación de guanábano localizada en Tarabana, municipio Palavecino, estado Lara, Venezuela: latitud 10º 1´ 25” N, longitud 69º 17´ W, 510 msnm. La precipitación promedio alcanza 870 mm/ año. La medi a anua l de temperatura es 25,2 °C y la evaporación duplica el valor de la precipitación.
Las plantas evaluadas crecieron libremente hasta alcanzar un metro de altura y posteriormente fueron sometidas a una primera poda de formación. Esta última consistió en el corte del eje principal a una altura de 60 cm del suelo y la eliminación de las ramas, dejando cuatro de éstas ubicadas entre 30 y 60 cm desde el suelo según lo señalado por Sacramento y Vieira (1997). Cuatro meses después se despuntaron las ramas de primer orden.
El tiempo promedio transcurrido desde la emergencia del botón floral a la antesis se determinó marcando un botón floral visible (4 mm de longitudaproximadamente). Para ello, se seleccionaron al azar 50 flores (cinco por planta). Para la caracterización de las diferentes fases de apertura floral se marcaron igualmente 50 botones florales (cinco por planta) de 30 mm de diámetro aproximadamente, los cuales se observaron in situ tres veces al día.
La germinabilidad de los granos de polen in vitro se determinó utilizando 10 flores de cada uno de los estados florales descritos en esta investigación. Las flores se colectaron intactas y se llevaron al laboratorio en bolsas de papel perforadas. Allí, se les desprendieron las anteras y éstas se colocaron en una piedra de toque. Para lograr la germinación de los granos de polen fueron usados dos medios artificiales de incubación: 1. solución de sacarosa al 5 % (Rosell et al. 1999) y 2. 0,2 g/L de H BO , 1 g/L de Ca(NO ) .4H 3 3 3 2 2 y 50 g/L de sacarosa (Da Silva et al. 1999).
Las anteras se distribuyeron uniformemente en la solución azucarada, y con unas pinzas se extrajeron los granos de polen. Luego, con una pipeta Pasteur se tomó una alícuota de cada solución y se colocó sobre un porta-objeto el cual estaba dentro de una cápsula de Petri que contenía papel de filtro humedecido. Las cápsulas se mantuvieron atemperatura ambiente (24 ± 2°C). A partir de la primera hora de incubación se comenzaron a realizar observaciones cada media hora hasta que el porcentaje de germinación fuese constante, los granos de polen germinados y nogerminados se observaron y contaron empleando un microscopio óptico (Parés et al. 2001).
Los porcentajes de germinación fueron calculados contando aproximadamente 100 granos al azar en undeterminado campo óptico, utilizando al menos cinco campos ópticos por muestra. El procedimiento se repitió 10 veces para cada fase floral descrita en esta investigación. Se empleó un diseño experimental completamente aleatorizado, previa comprobación de los supuestos del análisis de la varianza, en arreglo factorial 5x2 (cinco fases florales y dos medios de incubación), para un total de 10 tratamientos.
Para estimar la viabilidad de los granos de polen por flor se utilizó la metodología señalada por Parés et al. (2001). Bajo la lupa estereoscópica y con ayuda de dos agujas de disección se procedió a abrir las anteras sobre una piedra de toque. Luego, se agregó 0,1 ml de azul de anilina en lactofenol al 1%, el cual coloreó los granos de polen viables. Se verificó que todos los granos de polen quedaran libres de las anteras y éstas fueron retiradas del líquido. La mezcla se agitó bien con una aguja, y se transfirió una gota de ésta usando una pipeta Pasteur a una lámina portaobjeto. En cada medición se contaron los granos de polen viables y no viables (no coloreados y deformes) usando el microscopio óptico.
La viabilidad fue determinada contando aproximadamente 100 granos al azar en un campo óptico aumentado 400 veces, utilizando cinco campos por muestra. El procedimiento se repitió 10 veces para cada fase floral descrita en esta investigación. Esta variable por no cumplir los supuestos para el análisis de la varianza fue analizada por vía no paramétrica (Rangos de media de Kruskal-Wallis).
Los datos obtenidos fueron analizados utilizando el programa Statistic Analisys System 6.12 (1996).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El desarrollo floral, incluida la floración, se presentó siguiendo una secuencia definida y sincronizada por cinco fases, y tardó 40,04 ± 2,75 días. En la Tabla 1 se describen los cambios más notorios ocurridos durante el proceso.
Según los resultados obtenidos en esta investigación, se pudo observar que los eventos que ocurren en el proceso de apertura floral (desde fase II hasta fase V) son similares a los reportados en Colombia por Escobar etal. (1986) y Guzmán (1994). Sin embargo, la sincronización del proceso de apertura floral fue diferente. Puesto que para nuestras condiciones demoró 53,92 2,80 horas, mientras que en Colombia tardó entre 95 y 144 horas, respectivamente. Este período probablemente se ve afectado no sólo por el material genético sino también por las condiciones climáticas imperantes en cada región (Guzmán 1994).
Tabla 1. Caracterización de las fases desde el inicio de la formación del botón floral hasta la antesis total de la flor de Annona muricata L.

Biologia floral de la Annona muricata L. en el Estado Lara, Venezuela - Image 1
 
Tanto la germinación como la viabilidad de los granos de polen fueron afectadas por las fases descritas en este trabajo. En las Figuras 1 y 2 se observa la germinación de los granos de polen, al transcurrir el tiempo, de las distintas fases de apertura floral en dos medios artificiales de incubación. En estas figuras, se puede observar que lo granos de polen obtenidos en las fases de apertura floral IV y V iniciaron la germinación a pocos minutos de estar en contacto con los medios de incubación evaluados, a diferencia de los granos de polen obtenidos en el resto de las fases de apertura floral. En las cuales, con el medio de incubación 1 los granos de polen iniciaron su germinación a partir de las dos horas y media y cuatro horas y media en las fases III y II, respectivamente. Mientras que en el medio 2 los granos de polen iniciaron su germinación a partir de las dos y cuatro horas en las fases II y II, respectivamente. Independientemente del medio de incubación, los granos de polen de la fase I no germinaron durante el período de evaluación. A partir de las cinco horas de incubación no hubo más formación de tubos polínicos en ninguno de los casos.
La germinación de los granos de polen se afectó por las fases de apertura floral y los medios de incubación, y se detectaron diferencias significativas (P< 0,05) en la interacción de los factores evaluados sobre esta variable. Al analizar los resultados (Fig. 3) se encontró que en la medida que avanza la apertura floral se incrementa el porcentaje de germinación de los granosde polen. Igualmente, la utilización del medio 2 permitió obtener mayor germinación para cada una de las fases en comparación con el medio 1. Sin embargo, los granos de polen de la fase 1 no germinaron independien-temente del medio utilizado. Se observa también muy baja germinación de los granos de polen de la fase 2 en los medios 1 y 2 (1,40 y 2,45 %), respectivamente. En cambio en la fase 3 el comportamiento fue diferente al utilizar el medio 2 (29,28 %) en comparación con el medio 1 (3,55 %). Los granos de polen de la fase IV cultivados en el medio 2 presentaron los mayores valores de germinación (90,50 %), seguidos de los granos de polen de la fase V incubados en el mismo medio (81,08 %).
Resultados similares fueron obtenidos por Da Silva et al. (1999), quienes mencionaron que el medio nutritivo que proporciona las mejores condiciones para la determinación del porcentaje de germinación in vitro delos granos de polen de Passiflora edulis f. flavicarpa fue el constituido por 0,2 g/L de H BO ; 1,0 g/L de Ca(NO ) .4H 3 3 3 2 2 y 50 g/L de sacarosa. Adicionalmente, Rosell et al. (1999) al evaluar lagerminación in vitro de los granos de polen de A. cherimola Mill, reportaron que el medio de cultivo, para obtener la mayor germinación, requirió de calcio y boro como también de sacarosa entre 5 y 10 %, la cual juega un papel importante c omo s u s t a n c i a n u t r i t i v a y osmoreguladora. En este mismo sentido Moralles et al. (2001), indicaron que los mejores índices de germinación de los granos de polen en Hevea brasiliensis ocurrieron cuando la concentración de sacarosa en el medio de incubación era 20% con la presencia de ácido bórico. Por lo tanto, la sacarosa, el boro y el calcio son sustancias necesarias para la germinación in vitro de los granos de polen de A. muricata así como de otras especies (Knox et al. 1986, Affonso y Cruz de Almeida 1997, Moralles et al. 2001).
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El bajo porcentaje de germinación en las fases I, II y III es consecuencia de su estado de inmadurez. A diferencia de los granos de polen colectados en las fases IV y V, en las cuales se obtuvo un alto porcentaje de germinación. Por lo tanto, uno de los factores que puede afectar el éxito de la polinización manual para incrementar el cuajado de frutos en esta especie es el uso de polen fisiológicamente maduro. Al respecto Saavedra (1977), señaló que la falla en el cuajado de frutos de A.cherimola Mill después de una polinización artificial es atribuida a posibles estados de inmadurez de los granos de polen, ya que han sido observados sobre la superficie estigmática activa con la forma detétradas. Estado en el cual, la germinación de los granos de polen es nula o muy errática (Rosell et al. 1999).
La viabilidad de los granos de polen varió en las distintas fases de apertura floral. Por lo tanto, la potencialidad de los granos de polen para germinar es afectada por la fase (Tabla 2). El porcentaje de granos de polen viables por flor fue superior en la fase de apertura floral V (97,75 %), momento en que ocurre la dehiscencia de las anteras. Sin embargo, los grupos formados por las fases IV y III fueron similares estadísticamente al grupo floral V, y las fases de apertura I y II presentaron los menores porcentajes de viabilidad 0,0 y 4,0 %, respectivamente. Escobar et al. (1986) mencionaron que la viabilidad de los granos de polen de Annona muricata aumenta cuando ocurre la dehiscencia de las anteras.
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CONCLUSIONES
1- El período desde la emergencia del botón floral hasta la antesis total fue de 40,04 ± 2,75 días y presentó una secuencia sincronizada en cinco fases.
2- El medio que proporcionó las mejores condiciones para la germinación in vitro de los granos de polen fue el constituido por 0,2 g/L de H BO , 1 g/L de Ca(NO ) .4H2 y 3 3 3 2 50,0 g/L de sacarosa. Los granos obtenidos de la fase IV presentaron mayor germinación.
3- La fase de apertura floral afectó la potencialidad de los granos de polen para germinar, pero el porcentaje de granos de polen viables significativamente mayor correspondió a la fase V de apertura floral.
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Autores:
Miguel Arizaleta
Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado
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Jorge Parés-Martínez
Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado
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