Efectos de la Malla de Sombreo de Colores sobre el Desarrollo Vegetativo y la Estructura de las Hojas de Ocimum Selloi

ESTUDIO DE LOS EFECTOS DE LA MALLA DE SOMBREO DE COLORES

El objetivo de trabajar es investigar los efectos del sombreado del crecimiento y desarrollo de la planta medicinal con malla de sombreo después de días. Las plántulas se mantuvieron bajo tres tratamientos de luz diferentes, estos fueron, el tratamiento a pleno sol vs. los de sombreado de colores proporcionados por mallas de color rojo y azul de 50%.

Después de 90 días de cultivo, se midió la altura, el diámetro del tallo, la longitud del pecíolo, el área foliar total, el área foliar específica (SLA), el cociente del área foliar y el cociente del peso de la hoja (LWR) de cada planta. Se realizó exámenes microscópicos de las secciones de la hoja para determinar el grosor de la lámina de la hoja, junto con el tamaño y la densidad de los estomas, el número y el área de los cloroplastos y gránulos.

Malla de sombreo de colores para mejorar el cultivo

De almidón de cloroplástico presentes en las células del parénquima en empalizada. Si bien las plantas cultivadas bajo sombra de color eran más altas en comparación con aquellas cultivadas a plena luz solar, la biomasa seca total junto con las biomasas de los tejidos de las raíces, tallos y hojas fueron menores. Las plantas mostraron una plasticidad fenotípica, como lo demuestran los diferentes valores de TLA, SLA, LAR y LWR que se registraron bajo los diversos tratamientos de luz, La densidad estomática y el grosor de la hoja aumentaron en plantas mantenidas a plena luz solar debido a la expansión de la epidermis abaxial y el parénquima esponjoso. Los cloroplastos fueron más numerosos y más grandes en plantas cultivadas bajo sombra, mientras que la acumulación de gránulos de almidón cloroplástico fue mayor en plantas cultivadas bajo sombra roja o en plena luz solar.

Introducción

Las plantas reaccionan a los cambios que ocurren en el espectro de la radiación electromagnética al que están expuestas a través de alteraciones en la morfología y funciones fisiológicas que resultan en la adaptación a diferentes condiciones ambientales (KASPERBBAUER y HAMILTON, 1984). Dichas alteraciones son mediadas por pigmentos, conocidos como fitocromos, que tienen picos de absorción en las regiones roja y azul/ultravioleta del espectro. (LI et al., 2000). Estos fotorreceptores son capaces de detectar variaciones en la composición de la luz e inducir respuestas foto morfogenéticas, ya sea in vivo o in vitro que influyen en el crecimiento y el desarrollo (LEE et al., 1997; LI et al., 2000), morfología (STUEFER y HUBER, 1998), anatomía de la hoja y el tallo (SCHUERGER et al., 1997; LEE et al., 2000), distribución de productos fotosintéticos (KASPERBBAUER, 1987; BROWN et al., 1995), eficiencia fotosintética (KASPERBBAUER y PEASLEE, 1973) y composición química.

Ventajas de la malla con la luz

Los valores del área foliar específica (SLA) dependen de la calidad de la luz y varían entre las especies. Los aumentos en el SLA y las reducciones en el grosor de la lámina de la hoja en condiciones de sombreado son alteraciones comunes que confieren ventajas funcionales a las plantas que crecen en ambientes con baja intensidad de luz (BUISSON y LEE, 1993). Por lo tanto, es importante conocer los cambios anatómicos y ultraestructuras de la hoja que pueden estar relacionados de alguna manera con producción de biomasa.

Calidad de luz con Cromatinet®

Sin embargo, aunque los efectos de la calidad de la luz en las plantas son bien conocidos, la respuesta de diferentes especies al manejo de la luz es variable (KIM et al., 2004), y es claramente importante tratar las plantas con el tipo correcto de filtros de luz (MCMAHON y KELLY, 1995), especialmente plantas medicinales con intereses económicos. Una gestión común de la calidad de la luz es la suplementación con fuentes de luz artificial (BROWN et al., 1995) mediante el uso de films de plástico de colores (OYAERT et al., 1999), filtros espectrales (RAJAPAKSE et al., 1992) y mantillos de colores reflectantes (LOUGHRIN y KASPERBBAUER, 2001) para inducir respuestas fisiológicas en plantas.

Doble propósito con mallas de colores

Las mallas de colores Cromatinet® modifican el espectro de la radiación incidente en la región visible y enriquecen el contenido relativo de la luz dispersada, de tal manera que la transmitancia de luz de la malla azul se encuentra en la región de 400-540 nm, mientras que la de la malla roja está en la región de 590-760 nm (OREN-SHAMIR et al., 2001). Aunque la relación rojo: rojo lejano (R:FR), que es el principal factor regulador que conduce a una respuesta del fitocromo, no se modifica en gran medida por el uso de tales mallas, la relación azul: rojo (B:R) se ve aumentada por la malla azul y reducida por la malla roja (SHAHAK et al., 2004). La malla sombra no solo presenta propiedades ópticas especiales que permiten el control de luz, sino también tiene la ventaja de influir en el microclima.

El beneficio de malla de color

Basándonos en los resultados positivos previos de los beneficios de la malla de sombreo de color en el desarrollo de las plantas, investigamos la hipótesis de que la calidad de la luz del espectro de sombra roja y azul, en lugar de la intensidad de la luz (luz solar completa o las condiciones de sombreo) El objetivo del presente estudio fue determinar los efectos de la malla de sombreo de color en el crecimiento después de 90 días y la anatomía de la hoja y la ultraestructura de O. selloi con el fin de optimizar los rendimientos de biomasa de esta importante planta medicinal.

Beneficios de la malla de color — En base a los resultados que da la malla de sombreo en el desarrollo de las plantas

MATERIALES Y MÉTODOS

Las plántulas con 10 cm de alto de O. selloi (los especímenes voucher se depositaron en el herbario de la Universidad Federal de Lavras con el número de referencia 7474) se plantaron en noviembre de 2005 en macetas de 10 litros espaciadas 60×60 cm y se sometieron a tres tratamientos de luz diferentes, estos fueron, a plena luz del sol vs. los tratamientos de sombreo de color. Se construyeron tres carpas con 8x4m y 1.5 m de altura y se cubrieron completamente con film. El sombreado de color fue proporcionado por una malla de sombreo de color (OBAMALLA® 50%, Polysack Industrias, Leme, SP, Brasil), que presenta propiedades ópticas especiales para mejorar la utilización de la radiación solar. Por tratamiento de luz, la intensidad de luz se determina a las 12:00 h (momento de mayor irradiancia) utilizando un medidor cuántico sensor li-Cor LI-185ª.

Análisis para los mejores métodos

Los análisis biométricos de las plantas se realizaron 90 días (fase de la flor) después de establecer el experimento con (Malla de Sombreo de Colores). Se determino la altura de la planta, el diámetro de la longitud del peciolo de las hojas en el segundo nudo debajo de la inflorescencia. Después de la determinación de los parámetros de crecimiento de la hoja; Las raíces de cada planta se separaron, se empaquetaron en bolsas de papel individuales y se secan en un horno de convección a peso constante. Se determinó la raíz y la biomasa aérea y se calculó la relación de tejidos. Las hojas de diez plantas crecidas bajo diferentes condiciones de luz fueron examinadas microscópicamente.

Investigaciones para el mejoramiento de materiales

Se empleó un microscopio electrónico de transmisión (TEM) para determinar el número y el área de los cloroplastos y los gránulos de almidón presentes en las células del parénquima en empalizada. Las secciones se fijaron con solución de Karnovsky modificada como se describe para SEM, se lavaron con tampón de cacodilato de sodio y se fijaron posteriormente con tetróxido de osmio al 1%. Las secciones se transfirieron a una solución de acetato de uranilo al 0,5%, se deshidrataron utilizando un gradiente de acetona, se infiltraron con un gradiente en aumento de mezcla de acetona/resina Spurr y se colocaron en moldes. Después de la polimerización durante 24 horas en un horno a 70ºC, los bloques de resina fueron recortados y luego cortados en rodajas ultra finas (<100 nm) utilizando un microtomo Reichert Jung (Heidelberg, Alemania) equipado con una hoja de diamante. Las rodajas se contrastaron con acetato de uranilo.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los valores promedio de intensidad de luz obtenidos durante el tiempo de estudio fueron 1500 µmol m-2 s -1 (luz solar total), 650 µmol m-2 s -1 (bajo 50% de sombreado azul) y 690 µmol m-2 s -1 (bajo 50% de sombreado rojo). La altura de la planta no fue diferente entre el sombreado rojo y azul; sin embargo, las plantas cultivadas bajo sombra fueron significativamente más altas que aquellas cultivadas bajo la luz solar directa (Tabla 1). Además, el manejo de la intensidad de la luz no tuvo efecto en el diámetro de los tallos ni en la longitud de los pecíolos. Dado que el tallo se caracteriza por albergar el tejido vascular, el diámetro del tallo se correlaciona directamente con la capacidad de transportar agua y carbohidratos (STUEFER y HUBER, 1998) e indirectamente con la capacidad de almacenar estos metabolitos (LEE et al., 1997).

CONCLUSIÓN

Las diversas modificaciones en la anatomía y morfología de O. selloi, incluyendo la altura de la planta, la biomasa seca total y específica de los órgano (raíces, tallos, hojas e inflorescencias), relación R:AP, LWR, grosor de la hoja, densidad estomática y tamaño de los cloroplastos, resultaron de la alteración de la intensidad de la luz. Sin embargo, el TLA, el SLA, el LAR y el número de cloroplastos y gránulos de almidón se vieron influenciados por la calidad de la radiación incidente (relación de luz R:B).

tabla de la malla sombreo de colores, regímenes de luz en plants ocimum selloi — Tabla 1. Efectos de diferentes regímenes de luz sobre el crecimiento lineal y sobre la
producción de biomasa en plantas de Ocimum selloi (1)

Los resultados se expresan como valores medios ± error estándar (n = 7). Dentro de una columna, los valores medios con diferentes letras en superíndice fueron significativamente diferentes (prueba de Tukey; p <0.05).
Las mediciones se realizaron en la zona de transición raíz-tallo (la corona).

tabla 2 efectos diferentes regimenes de luz sobre desarrollo de las hojas — Tabla 2. Efectos de diferentes regímenes de luz sobre el desarrollo de las hojas en plantas de Ocimum selloi (1)

Los resultados se expresan como valores medios ± error estándar (n = 7). Dentro de una columna, los valores medios con diferentes letras en superíndice fueron significativamente diferentes (prueba de Tukey; p <0.05).
TLA – área foliar total; SLA – área foliar específica; LAR – cociente del área foliar; LWR – cociente del peso de la hoja

Tabla 3. Efectos de diferentes regímenes de luz sobre la estructura de las hojas de Ocimum selloi (1)

Los resultados se expresan como valores medios ± error estándar (n = 10). Dentro de una columna, los valores medios con diferentes letras en superíndice fueron significativamente diferentes (prueba de Tukey; p <0.05)

Tabla 4. Efectos de diferentes regímenes de luz sobre el tamaño y la densidad de los estomas en hojas de Ocimum selloi (1)

Los resultados se expresan como valores medios ± error estándar (n = 10). Dentro de una columna, los valores medios con diferentes letras en superíndice fueron significativamente diferentes (prueba de Tukey; (p <0.05)
El sombreado rojo y azul fue proporcionada por una malla de plástico de color OBAMALLA® de 50%.

Tabla 5. Efectos de diferentes regímenes de luz sobre los cloroplastos y los gránulos de almidón en las células de parénquima en empalizada de Ocimum selloi (1)

Los resultados se expresan como valores medios ± error estándar (n = 10). Dentro de una columna, los valores medios con diferentes letras en superíndice fueron significativamente diferentes (prueba de Tukey; p <0.05).
El sombreado rojo y azul fue proporcionada por una malla de plástico de color OBAMALLA® de 50%.

Figura 1. Fotomicrografías de la epidermis de la hoja de Ocimum selloi que muestran las superficies adaxial (A, C y E) y abaxial (B, D y F) en plantas mantenidas a plena luz solar (A y B), sombreado rojo (C y D) o sombreado azul (E y F). El sombreado rojo y azul fue proporcionada por una malla de plástico de color OBAMALLA® de 50%. Las flechas etiquetadas con S indican estomas.