CIENCIAS AGRARIAS - CIENCIAS MÉDICAS: INVESTIGACIÓN

Respuesta al fenol de los cariopsis de cultivares de cebada y centeno*

Reply to Phenol of Caryopses of Barley and Rye Cultivars*

María E. Moya**, Patricia D. Reinoso, Alberto A. Galussi, Gerardo Soldá

*) Este artículo surge de las actividades de investigación del PID Nº 2068, radicado en la Facultad de Ciencias Agropecuarias y financiado por la SICTyFRH, UNER (1999- 2003); recibido en marzo 2006 y aceptado en abril 2006.
**) Ingeniera Agrónoma y MSc., Profesora Adjunta, Laboratorio de Identificación, caracterización y verificación de especies vegetales y cultivares, Cátedra Botánica Morfológica, Facultad de Ciencias Agropecuarias, UNER. E-mail: cultivar@fca.uner.edu.ar

Resumen

La técnica de fenol es una herramienta que permite diferenciar cultivares según la coloración que manifiestan los antecios y cariopsis al estar expuestos un período de tiempo con el vapor de fenol. En cebada y centeno no se han establecido el tiempo de exposición ni el color que toman los antecios ni las cariopsis. Como objetivo se planteó caracterizar cultivares de cebada y centeno por su respuesta al fenol. En cebada, luego de 24 horas de exposición al fenol al 1%, se determinaron tres patrones de coloración diferentes: castaño muy claro, castaño claro y mixto (antecios marrón oscuro hasta aquellos con tinción muy clara) y en centeno la exposición fue de 4 horas hallándose como color predominante en las cariopsis el marrón oscuro.

Palabras clave: Cariopsis; Cultivar; Cebada; Centeno; Fenol.

Abstract

The phenol technique is a tool that enables differentiating cultivars according to the coloring manifested by florets and caryopses at exposition for a period of time with phenol vapor. In barley and rye, the time of exposition or the color adopted by the florest or the caryopses have not been established. The goal to characterize barley and rye cultivars by their response to phenol was posed. In barley, after a 24-hour exposition to phenol at 1%, three different coloring patterns were determined: very light brown, light brown and mixed (dark brown florets up to those with a very light stain) and in rye, the exposition was 4 hours, with dark brown being the predominant color in caryopses.

Key words: Caryopses; Cultivar; Barley; Rye; Phenol.

I. Introducción

La técnica de fenol es utilizada para la identificación de los cultivares de diferentes especies de cereales basándose en la observación y/o en la cuantificación del color manifestado por las cubiertas seminales, pericarpo de las cariopsis o glumelas de los antecios puestos en contacto con una solución de fenol (ISTA, 1993; AOSA, 1991). El cambio de color se debe a la formación de pigmentos oscuros insolubles (melaninas) y según el modelo de intensidad de la producción de melanina, característica del cultivar, se pueden observar visualmente granos sin teñir y teñidos de marrón claro a negro (Steen y col., 1986; Vanangamudi y col., 1988; Galussi y col., 1996).
En cebada (Hordeum vulgare L.), Takeda y Chang (1996) investigaron la reacción al fenol en espiguillas y granos de 8849 muestras cultivadas de cebada cervecera de dos y seis hileras de granos, y en 349 muestras provenientes de 18 especies silvestres coleccionadas de todo el mundo. La mayoría tiñeron de marrón oscuro con una solución de fenol al 1%; sólo 51 muestras de cebadas cultivadas mostraron reacción negativa al fenol. La reacción fue controlada por un gen dominante, denominado Phr (phenol reaction), localizado en el cromosoma 2.
En centeno, la reacción al fenol de las cariopsis es controlada por genes que se encuentran en el cromosoma 2R y aunque la mayoría de sus cultivares produce un color oscuro, algunas veces puede ser útil para diferenciarlos (Wrigley y McIntosh, 1975). Rigoni (1945) menciona ya en 1934 a Hirschchorn realizando ensayos en nuestro país para estudiar la posibilidad de aplicar la técnica de fenol en la diferenciación de cultivares, y a  Lohlein (1934) y Bleichert (1935) describiendo la técnica para su observación. En la diferenciación de cultivares argentinos de centeno, Rigoni (1945) concluye que éstos pueden ser clasificados en grupos, teniendo en cuenta la cantidad relativa de cariopsis que no toman coloración.
Actualmente, en la Argentina, cuando se inscriben cultivares de cebada y centeno en el Registro Nacional de Variedades SAGPyA, uno de los descriptores mencionados es la coloración obtenida por la reacción al fenol por el método de Repnikov, en el cual no se hallan precisiones específicas para cada especie en cuanto a pretratamiento, tiempo de imbibición y tiempo de exposición al fenol.
Por esto, se planteó como objetivo de este trabajo caracterizar cultivares de cebada y centeno por su respuesta al fenol.

II. Metodología

Por cultivar, se evaluaron 400 antecios (cariopsis con glumelas) en cebada y 400 cariopsis para centeno.

II.1. Pretratamiento
Los antecios y cariopsis se colocaron en imbibición lenta (Crisp y Wgrigley, 1974; Steen y col., 1986) entre papeles tipo toalla humedecidos con agua destilada, y se dejaron guardadas en cajas de Petri a temperatura ambiente: 18 hs en cebada y 12 - 16 horas en centeno. Este tiempo permite una humectación uniforme y no hay protución de la radícula.

II.2. Tratamiento con fenol
El tratamiento con fenol se realizó según las técnicas de ISTA (1993) y AOSA, (1991), modificándose el tiempo y temperatura de exposición al fenol.
El tiempo de contacto con el fenol se determinó, según ensayos preliminares (0-48 hs) y con temperatura controlada, en base al momento en que se manifestó la mayor gama de colores. A partir del contacto de la semilla con la solución de fenol las observaciones se realizaron cada hora desde el inicio del tratamiento (Galussi, 1992; Moya, 2000).
Las semillas fueron incubadas en una caja de Petri (15 cm de diámetro) conteniendo discos de papel tipo toalla embebidos en una solución de fenol al 1% (3 ml cada 50 semillas - tratamiento) y con el mismo papel humedecido con agua destilada (testigo). Los antecios y cariopsis se ubicaron en contacto con este papel durante 24 horas en cebada y 4 horas en centeno a 35ºC.

III. Evaluación

La observación de la respuesta de los antecios y cariopsis al fenol se realizó, al finalizar el tratamiento, comparando el color de éstos con los patrones de coloración de la Carta de Color de Suelos Munsell (1975), codificando de esta manera los colores de las tinciones (Steen y col., 1986;

Galussi y col., 1996) dándoles además a los grupos una nominación especial.

IV. Resultados y discusión

En cebada, la coloración resultante de la respuesta al fenol de los antecios de un mismo cultivar no fue uniforme en los 23 cultivares evaluados, predominando los tonos castaños. Se determinaron tres patrones de coloración: castaño muy claro, castaño claro y mixto, éste último con un porcentaje definido de color para cada cultivar (Tabla 1).

Tabla 1. Patrón de coloración visual para el test de fenol de antecios de cultivares de Hordeum distichum (cebada cervecera) y Hordeum vulgare* (cebada forrajera)
Carta Color de Suelos Munsell

En centeno, la coloración observada en general fue uniforme, encontrándose 2 a 3 tonos diferentes por cultivar. En consecuencia, el patrón obtenido fue siempre mixto (entre cariopsis) con predominio del color marrón muy oscuro correspondiente al código 10 YR 2/2 de la tabla Munsell. Los otros colores variaron desde marrones amarillentos a marrones grisáceos con diferentes intensidades y con proporciones en la mayoría de los cultivares inferior al 10% (Tabla 2).

Tabla 1. Patrón de coloración visual para el test de fenol de antecios de cultivares de Hordeum distichum (cebada cervecera) y Hordeum vulgare* (cebada forrajera)
Carta de Suelos Munsell

Del análisis de los resultados surge que, en 7 cultivares de cebada, el 100% de los antecios se manifestaron con la misma tinción. Sólo tres cultivares, Goldie, Quilmes 271 y Quilmes Sur, presentaron proporciones altas (40/60) de los dos patrones de coloración observados en sus antecios.
Ocho cultivares de centeno presentaron tinción marrón oscuro en más del 94% de sus cariopsis. Un cultivar,  Naico, presentó coloración desuniforme (dos colores en la cariopsis presentando el tono más oscuro en el extremo más cercano a su cepillo). En ninguno de los casos evaluados se observaron cariopsis sin teñir, característica citada como relativamente constante y útil por Rigoni (1945) para caracterizar grupos de variedades de centeno en nuestro país. Además en la técnica utilizada por éste autor los cariopsis fueron sumergidos en la solución al fenol durante 24 horas, mientras que en este trabajo las cariopsis fueron expuestas al vapor del fenol 4 horas y a 35º C.
Según Steem y col. (1986), el uso de la carta de color de suelos Munsell (1975) facilita la codificación del color observado. En ambas especies esta carta permitió codificar la coloración hallada luego del tratamiento con fenol (24 horas en cebada y 4 horas en centeno) a 35º C y a su vez fue posible agrupar los cultivares dándoles un nombre de coloración mas vulgar.
De acuerdo a las distintas respuestas obtenidas en los 23 cultivares de cebada y centeno, mediante la evaluación visual de los antecios y cariopsis al agregado de fenol, la caracterización de los cultivares de Hordeum vulgare, H. distichum y Secale cereale mediante esta técnica es válida para la caracterización de los mismos. Si tal carácter es utilizado como descriptor para un cultivar, debería mencionarse el método utilizado (número de antecios / cariopsis, pretratamiento, horas de tinción y temperatura) y las proporciones de antecios o cariopsis de diferentes coloraciones halladas.

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