Universidad de Costa RicaFacultad de Ciencias AgroalimentariasEscuela de AgronomíaReguladores de Crecimiento VegetalRolbin Castillo Matamoros A61310

EFECTO DE LAS AUXINAS EN LA CURVATURA DEL COLEÓPTILO DE

AVENA (Avena sativa)

Resumen

El efecto de las auxinas sobre la curvatura del coleóptilo de avena, fue descrito

inicialmente por Darwin y su hijo. En el actual ensayo se ha evaluado la curvatura del

coleóptilo, obteniendo un ángulo de 17° al dejar el bloque de agar durante una hora y 25°

cuando se dejó por dos horas. Los tratamientos testigo no presentaron curvatura. Estos

resultados concuerdan con el estudio realizado por Went en 1926.

Introducción

El efecto de las auxinas endógenas en las plantas fue estudiado inicialmente por

ensayos en el año 1880 por Darwin, quien describió el efecto del fototropismo, curvatura de

las plántulas hacia una fuente luminosa lateral (especialmente de luz azul (Baum et al.,

1999)) en plántulas de alpiste y avena (Davies, 2004; García, 2010). Posteriormente, para el

año 1913, Boysen y Jensen realizan otro bioensayo que continúa demostrando el efecto del

transporte de las auxinas que generan la curvatura del coleóptilo de avena incluso cuando se

remueve el ápice y se coloca sobre un medio de gel. Seis años después (en 1919), Paal,

realizó otro bioensayo, en este caso hizo una remoción del ápice y al colocarlo en la mitad

del corte, observó que el coleóptilo presentaba una curvatura, contraria a la posición de

ápice, evidenciando que las sustancias presentes en el ápice son transportadas y son

causantes de la curvatura (Campanella et al., 2008).

La otra evidencia de que las axinas generan este tipo de respuesta en la planta, fue

el ensayo que Went en 1926 realizó, básicamente evidenció que el ápice es el que provee de

las sustancias (auxinas) responsables de este efecto fisiológico (Gorter, 1961), colocando el

ápice en un medio de agar, posteriormente colocó una sección del mismo a un lado del

corte, generándose la curvatura. Estos cuatro ensayos sentaron las bases del estudio de las

auxinas.

Las auxinas se sintetizan, principalmente en los meristemos apicales y se

transportan de manera basípeta, es decir desde la parte apical o superior de la planta hacia

la parte basal o en su efecto de forma acrópeta, de la parte apical radical hacia la base de la

planta (Li Yi y Guilfoyle, 1991). El presente ensayo pretende demostrar el rol del AIA en la

curvatura del coleóptilo de avena.

Materiales y metodología

Primeramente se hicieron pruebas con las semillas, para poder observar y

determinar el tiempo de germinación, para coordinar la emergencia del coleóptilo de avena.

En el siguiente ensayo se utilizó semillas de avena, las cuales se colocaron en una

placa petri con papel toalla húmedo (fig. 1A), para su germinación, las mismas fueron

desprovistas de su testa para acelerar el proceso germinativo. Se colocaron en una caja de

cartón en la oscuridad, para evitar la influencia de la luz sobre el coleóptilo. Dos días

después, cuando haya germinado se colocan en una punta de pipeta de un ml, a la que se le

eliminó la punta, como se muestra en la figura 1B, para que el coleóptilo pueda crecer sin

problema alguno, dentro de la pipeta se colocó suelo (3/4 partes de la pipeta) y un tapón de

algodón, con esto se evitó la pérdida del suelo (fig. 1C).

La semilla se colocó dentro de la pipeta, sujetada por el suelo. Una vez finalizado

este proceso, se colocaron las pipetas en una rejilla con una bandeja, dentro de la cual se

A B C D

añadió agua para mantener hidratada la plántula y se introdujeron en la caja de cartón (fig.

1D). Cuando el coleóptilo sobrepasó la punta de la pipeta, por dos centímetros, se procedió

a realizar el corte del ápice, el mismo fue puesto en la lámina de agar, durante una hora (fig.

1E), al transcurrir este tiempo, se cortó en cuadros (1-2mm) del medio de agar y se colocó a

un costado de la parte superior del corte del ápice realizado (fig. 1F). Posteriormente se

realizó una evaluación de medición de la curvatura, una hora después de la colocación del

bloque de agar. También se evaluó el tratamiento testigo (coleóptilo sin corte del ápice) y

otro coleóptilo al que se le cortó el ápice, pero no se le colocó el bloque de agar.

Figura 1. Materiales y

procedimiento del ensayo

de curvatura del coleóptilo

de avena (Avena sativa). A.

Semillas en la placa petri. B. Corte de la punta de la pipeta. C. Colocación de la

semilla, suelo y algodón dentro de la pipeta. D. Rejillas con las pipetas y semillas

montadas, dentro de la caja de cartón. E. ápice en el gel de agar. F. Bloque de

agar en el corte del coleóptilo.

E F

B

25°

Resultados y Discusión

El proceso de evaluación se basó en mediciones a una y dos horas después de

colocado el bloque de agar. Después de muchas pruebas se logró obtener la curvatura del

coleóptilo como se puede observar en la figura 2. Durante la primera evaluación se obtuvo

una ángulo de curvatura de aproximadamente 17° (fig. 2A) y a las dos horas, un valor de

25° de curvatura (fig. 2B). En el presente trabajo, la posición del bloque de agar fue en la

parte derecha del coleóptilo, por lo tanto la curvatura fue hacia la izquierda.

Figura 2. Ángulo de la curvatura del coleóptilo de avena (A. sativa). A. Evaluación a una

hora. B. Evaluación a las dos horas.

Estos resultados concuerdan con lo planteado por Went en 1926, donde al colocar el

bloque de agar con la auxina del ápice a un lado del corte, se pronuncia una curvatura hacia

el lado contrario donde se colocó el agar, es decir, al colocar el agar en la parte izquierda

del coleóptilo, el mismo se curva hacia la derecha (fig. 3).

Figura 3. Estudio de la curvatura del coleóptilo de avena realizado por Went en 1926.

Went demostró que el ápice del coleóptilo ejerce sus efectos mediante un estímulo

químico, es decir por la presencia de una hormona o regulador, denominada auxina, con la

elaboración de este ensayo se ha corroborado que dicho efecto se debe a la auxina presente en

el ápice (meristemo apical) y que su transporte basípeto permite el efecto de la curvatura, la

cual es producida por la distribución asimétrica de la misma, debido a la posición del bloque

de agar (Muday y Delong, 2001; Rampey et al., 2004). El transporte asimétrico ocasiona un

incremento en la longitud de las células del coleóptilo, por lo que se curva hacia el lado

opuesto del bloque de agar, donde las células tienen una menor longitud.

Contrario a los resultados anteriores, los tratamientos testigo no presentaron

curvatura alguna, lo que corrobora que las auxinas influyen en dicho efecto. En el caso del

testigo, sin decapitar el ápice (fig. 4A), el transporte de la auxina es simétrico, por lo que no

hay curvatura. El testigo decapitado (fig. 4B), al no haber transporte de auxina, por no tener

ápice, ni bloque de agar, se mantuvo recto, sin curvarse manteniendo un ángulo de 90°.

A B

Figura 4. Tratamientos testigo, en la prueba de curvatura del coleóptilo de avena (A.

sativa). A. Tratamiento testigo sin decapitar el ápice. B. Tratamiento testigo con

ápice decapitado.

Para garantizar que la luz no influyera en los tratamientos y en especial en los

testigos, se procuró que no recibieran luz, por eso es que se dejaron en una caja de cartón y

guardados en un armario. Considerando lo anterior, fue satisfactorio debido a que los

testigos no se curvaron. En este caso a luz no influyó en lo resultados ya que se tubo el

cuidado para que eso no ocurriera.

Recomendaciones

El protocolo original incluía un procedimiento de desinfección e inmersión de las

semillas con hipoclorito de sodio al 2%, antes de colocarlas en la placa petri para la

germinación. Sin embargo se varió el procedimiento, solamente se quitó la cubierta de la

semilla y se colocó en la placa, un día después las semillas germinaron. Esto permitió

ahorrar dos días de proceso.

También se podría realizar otro tipo de tratamientos, para observar el

comportamiento del coleóptilo, como la aplicación exógena de auxinas y compararlo con

respecto a las endógenas, se podría comparar cuál auxina provoca un mayor efecto de

curvatura.

Aunque la práctica trata sobre la función de las auxinas endógenas, sería más

recomendable la realización de prácticas de mayor aplicación a nivel de campo o de

importancia comercial agronómico, debido a que esta práctica es más por efecto fisiológico,

esto no quiere decir que no sea interesante, simplemente que el curso podría aportar

prácticas más aplicables.

Conclusiones

Es evidente que el transporte basípeto de las auxinas influye en la curvatura del

coleóptilo. Los bioensayos realizados desde la época de 1880, han sido importantes para

dilucidar el efecto de estos reguladores de crecimiento.

La presencia de auxina en un bloque de agar, colocado en un lado del coléoptilo

promueve su curvatura, así se observó en los resultados del presente trabajo, con ángulos

desde 17 a 25°.

Es interesante poder demostrar el efecto fisiológico de las auxinas a nivel endógeno

y que a pesar de ser un ensayo tedioso, se obtuvo buenos resultados.

Literatura citada

Baum, G.; Long, J.; Jenkins, G. Trewavas, A. 1999. Stimulation of the blue light

phototropic receptor NPH1 causes a transient incrase in cytosolic Ca+2. Proc Natl

Acad Sci. 96:13554-13559.

Campanella, J.; Smith, S.; Leibu, D.; Wexler, S.; Ludwig-Müller, S. 2008. The auxin

conjugate hydrolase family of Medicago truncatula and their expression during the

interaction with two symbionts. J. Plant Growth Reg. 27:26-38.

Davies, P. 2004. The plant hormones: their nature, ocurrence and functions. In: Plant

Hormones, Biosynthesis, Signal Transduction, Action. P J Davies (ed). Kluwer

Acad. Pub. Netherlands. pp:5-6.

García, A. 2010. Darwin desde Darwin. Biblioteca Darwiniana. Universidad Autónoma de

México. 319p.

Gorter, C. 1961. Morphogenetic effects of synthetic auxins. In: Encyclopaedia of Plant

Physiology, Vol 14. W Ruhland (ed). Springer-Verlag, Berlin. pp:1084-1109.

Li Yi; Hagen G.; Guilfoyle T. 1991. An auxin responsive promoter is differentially induced

by auxin gradients during tropisms. Plant Cell. 3:1167-1175.

Muday, G.; Delong, A. 2001. Polar auxin transport: controlling where and how much.

Trends Plant Science. 6:535.542.

Rampey, R.; Le Clere, S.; Kowalczyck, M.; Ljung, K.; Sandberg, G.; Bartel, B. 2004. A

family of auxin-conjugate hydrolases that contributes to free indole-3-acetic acid

levels during Arabidopsis germination. Plant Physiol. 135:978-988.