Influencia de la ploidía en el tamaño de semillas de diferentes accesiones de tuna (Opuntia ficus-indica (L.) Mill.)

Abstract

Hoy en día el cambio climático es uno de los retos más grandes que enfrenta nuestro planeta. El aumento de la desertificación de los suelos, en conjunto con un aumento de las sequias prolongadas, son algunas de las consecuencias que afectan a la agricultura. Como resultado, el interés por el cultivo de las cactáceas ha aumentado, en particular por el cultivo de las tunas (Opuntia ficus-indica), ya que éstas tienen características únicas, que les brindan la resiliencia necesaria para enfrentar sequías extremas. En Chile, no existen programas de selección ni de mejoramiento genético, para dotar al país de nuevas variedades para este cultivo. Es así, que este estudio busca obtener mayores conocimientos sobre la biología de esta especie, para así diseñar nuevas estrategias que potencien la obtención de variedades que sean más atractivas en los mercados agrícolas. La ploidía es una de las características que puede permitir aumentar el tamaño de los frutos y también modificar otras cualidades de las plantas. Sin embargo, el recuento de cromosomas es una tarea compleja y difícil de realizar en esta especie. Es por esto, que se han buscado diferentes estrategias para identificar si se ha producido poliploidía. A partir de lo anterior, en esta investigación se evaluaron cuatro protocolos distintos de recuento de cromosomas, con el objetivo de estimar el grado de ploidía presente en dos accesiones del género Opuntia. Para esto, se procedió a fijar algunos núcleos de células en división, provenientes de meristemos radiculares de plántulas originadas a partir de semillas de dos tamaños diferentes y del enraizamiento de cladodios. Además, se midieron diferentes componentes del tamaño estomático y la densidad estomática en las plántulas, para correlacionarlos con la ploidía. Los resultados obtenidos demostraron que en la especie Opuntia, existe una relación positiva entre el tamaño de semilla y el nivel de ploidía. No obstante, la densidad estomática no es un buen indicador del nivel de ploidía. Además, para observar correctamente los cromosomas, se necesitan raíces bien desarrolladas, las cuales son más fáciles de obtener a partir del enraizamiento de cladodios que de la germinación de semillas.

Nowadays climate change is one of the biggest challenges that our planet is facing. The increase of the desertification of soils, together with an increase in prolonged droughts, are some of the consequences affecting agriculture. As a result, interest in the cultivation of cacti has increased globally, in particular in the cultivation of prickly pears (Opuntia ficus-indica), since they have unique characteristics that provide them the required resilience to face extreme droughts. In Chile there are no selection nor genetic improvement programs to provide the country with new varieties for this crop. Thus, this study seeks to obtain greater knowledge about the biology of this species, in order to design new strategies that enhance the obtaining of varieties that are more attractive in agricultural markets. Ploidy is one of the characteristics that may allow an increase in the size of the fruits and also modify other qualities of the plants, however, chromosome count is a complex and difficult task to carry out in this species. This is why different strategies have been sought to identify whether polyploidy has ocurred. Therefore, in this research, four different chromosome counting protocols were evaluated, with the objetive of estimating the degree of ploidy present in two accessions of the genus Opuntia. For this, we proceeded to fix some nuclei of dividing cells, coming from root meristems of seedlings originated from seeds of two different sizes and from cladodes rooting. In addition, different components of stomatal size and stomatal density were measured in the seedlings, to correlate them with the ploidy level. The results obtained demonstrated that in Opuntia there is a positive relationship between seed size and ploidy level. However, stomatal density turned out to be not a good indicator of ploidy level. Furthermore, to correctly observe chromosomes, well-developed roots are needed, which are easier to obtain from cladode rooting than from seed germination.