Métodos de selección precoz de la incompatibilidad de injerto en frutales

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El creciente interés que existe desde hace unos años en la obtención y selección de patrones de posible uso para varias especies frutales así como la contínua renovación varietal obliga a plantear un enfoque de los estudios de compatibilidad a corto plazo antes de que aparezcan en campo los síntomas externos. Dada la importancia que el cultivo de los frutales tiene en la Comunidad Autónoma de Aragón, la presencia de plantaciones que presenten incompatibilidad patrón-variedad puede tener una grave repercusión económica negativa produciendo pérdidas de material vegetal y medios que más tarde resultarán infructuosos.

En la actualidad, no existe una medida o estrategia única que proporcione una solución satisfactoria al problema de la compatibilidad de injerto en un estadio temprano del desarrollo de la unión, dada la complejidad que conlleva el proceso biológico así como la gran variedad de genotipos que pueden ser combinados mediante el injerto, desencadenando un amplio número de interacciones anatómicas, fisiológicas o bioquímicas.

A continuación se presentan algunos resultados obtenidos recientemente referidos a diversos aspectos que intervienen en la compatibilidad de injerto (albaricoquero/ciruelo) derivados de actividades de investigación realizadas en el Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón (CITA)

Evaluación histoquímica de la estructura y desarrollo de la unión

Mediante el establecimiento de combinaciones compatibles e incompatibles en invernadero e in vitro se ha evaluado la secuencia de sucesos que tiene lugar en las primeras fases del desarrollo. Las observaciones internas de la unión han revelado como los distintos tipos celulares implicados en el desarrollo del injerto presentan distinta afinidad a distintos test histoquímicos en función del grado de compatibilidad patrón-variedad.

Durante el primer mes de desarrollo se ha puesto de manifiesto diferencias en relación con una menor presencia de compuestos pécticos, una menor actividad meristemática de las células del nuevo cambium, así como una pérdida de integridad de la membrana celular a partir de la segunda semana en uniones incompatibles. Asimismo se ha observado un mayor contenido intercelular especialmente asociado a compuestos fenólicos que podría reflejar un potenciado metabolismo en las combinaciones incompatibles como consecuencia de situaciones de estrés provocadas entre las dos partes de la unión.

 

Comunicación intercelular en uniones de callo

La evaluación del grado de comunicación intercelular en tejido de callo durante el desarrollo de la unión se ha abordado mediante el estudio de plasmodesmos, aspecto que ha requerido la puesta a punto de métodos para medir conectividad plasmodesmal célula-célula en nuestro material vegetal.

Para llevar a cabo este trabajo se ha establecido una colaboración con un grupo pionero en comunicación celular en plantas de la Universidad de Copenhague dirigido por el Dr Alexander Schulz. Mediante microscopía láser confocal (CLMS) y la aplicación de técnicas de fotoactivación (PAF: photoactivation of fluorescence) y fotoblanqueamiento (FRAP: fluorescence recovery after photobleaching) se ha determinado una capacidad de transporte plasmodesmal y un límite de exclusión molecular (SEL) diferentes entre las dos partes implicadas que constituyen una unión incompatible, así como diferencias en el transporte plasmodesmal entre células adyacentes de uniones compatibles e incompatibles en una fase temprana de desarrollo, sugiriendo que estas diferencias podrían afectar al intercambio de nutrientes y macromoléculas reguladoras entre patrón-variedad.

Estos métodos de fotoactivación y fotoblanqueamiento no han sido usados previamiente para estudiar transporte simplástico en árboles frutales y han supuesto un avance importante para la determinación de conexiones simplásticas funcionales en combinaciones de distinto grado de compatibilidad.

Análisis bioquímico de las respuestas iniciales de (in)compatibilidad

Otras actividades realizadas por este grupo de investigación han detectado diferencias en el perfil proteico entre uniones compatibles e incompatibles, identificando mediante espectrometría MALDI-TOF una enzima, UDP-glucosa pirofosforilasa, que desempeña un papel clave en el metabolismo de la sacarosa y síntesis de polisacáridos que constituyen la pared celular.

Se ha observado mediante técnicas de biología molecular como su expresión y actividad se ve influenciada en función del grado de compatibilidad patrón-variedad, disminuyendo en el patrón de combinaciones incompatibles durante la segunda semana de desarrollo de la unión.

Por otra parte, se ha detectado un aumento en la expresión de la enzima fenilalanaina amonio liasa (PAL) en uniones incompatibles que refleja una falta de adaptación entre las dos partes que forman la unión. La evaluación de los distintos factores estudiados en este trabajo y la combinación de técnicas histoquímicas con herramientas de biología molecular permiten disponer de una información de gran valor en relación al comportamiento del injerto en sus fases iniciales, que en frutales supone un importante avance para poder determinar la futura respuesta de compatibilidad de las combinaciones de injerto.

Autoras: Ana Pina y Pilar Errea, investigadoras de la Unidad de Fruticultura del Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón (CITA)

Agradecimientos:

Este trabajo es posible gracias a la financiación y ayuda obtenida del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria (INIA), proyecto RTA06-00087.

Miembros de la Unidad de fruticultura del CITA:

• Pilar Errea Abad (Directora científica del CITA)
• Ana Pina Sobrino (Investigadora interina)

Miembros de la Faculty of Life Sciences, Copenhagen University:

• Alexander Schulz (Professor)
• Helle Martens (Associate professor)

Fecha Aragón Investiga: 02/01/2008

Ficheros adjuntos

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