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GERMINACIN Y DESCRIPCIN MORFO-ANATMICA DE ESPECIES DEL GNERO
SOPHORA (S. TOROMIRO (PHIL.) SKOTTSB, S. CASSIOIDES (PHIL.) SPARRE,
S. MACROCARPA J.E.SM.)GERMINATION AND MORPHO-ANATOMICAL DESCRIPTION
OF SPECIES OF THE GENUS SOPHORA (S. TOROMIRO (PHIL.) SKOTTSB, S.
CASSIOIDES (PHIL.) SPARRE, S. MACROCARPA J.E.SM.)Palabras ndice
adicionales: endmico, may, pilo, escarificacin,
estratificacin.RESUMEN
Sophora toromiro (Phil.) Skottsb corresponde a un arbusto
endmico de Isla de Pascua, extinto en su ambiente natural en la
dcada de los sesenta; existe un gran inters por reintroducir la
especie a su lugar de origen. Sophora macrocarpa J.E.Sm. y Sophora
cassioides (Phil.) Sparre se distribuyen principalmente en la zona
central de Chile. Los objetivos de esta investigacin fueron
determinar el tratamiento ms efectivo para originar un mayor
porcentaje de germinacin de semillas del gnero Sophora, y describir
morfo-anatmicamente el proceso de germinacin de estas tres especies
utilizando un microscopio electrnico de barrido. Se realizaron
cinco ensayos de germinacin: a) escarificacin con cido sulfrico (98
%) a 20 y 10 oC, b) escarificacin mecnica realizando una perforacin
a la semilla a 20 y 10 oC, c) aplicacin de hormonas utilizando cido
giberlico (GA3) a 20 oC. Los resultados mostraron que no hubo
diferencias significativas en el porcentaje de germinacin entre los
30 y 60 minutos de exposicin al cido para todas las especies a 20
oC y 10 oC. Con la perforacin se alcanz un 98 % de germinacin en S.
toromiro El mtodo ms efectivo para incrementar el porcentaje de
germinacin se obtiene con la escarificacin mecnica y qumica. Las
capas de la cubierta seminal varan solo en las dimensiones de las
clulas esclereidas y parnquima. SUMMARYSophora toromiro (Phil.)
Skottsb is an endemic bush from Easter Island, extinct in the
decade of the sixties and there is great interest in reintroducing
the species to its place of origin. Sophora macrocarpa J.E.Sm. and
Sophora cassioides (Phil.) Sparre are mainly distributed in the
central zone of Chile. The objectives of this study were to
determine the most effective treatment to get the highest
percentage of seed germination in the Sophora genus, and describe
the morphology and anatomy of the germination process of these
three species using a scanning electron microscope. Five
germination tests were carried out: a) scarification with (98 %)
sulfuric acid at 20 oC and 10 oC, b) mechanical scarification by
drilling the seed at 20 oC and 10 oC, c) application of hormones by
using gibberellic acid (GA3) at 20 oC. The results showed no
significant difference in germination percentage between 30 and 60
minutes of acid exposure for all species at 20 oC and 10 oC. With
the drilling reached 98% germination in S. toromiro. The highest
germination percentages were obtained with mechanical and chemical
scarification. The layers of the seminal cover only vary in the
dimensions of sclereids cells and parenchyma.INTRODUCCIN
Chile es un pas que presenta una gran diversidad de especies
nativas y un alto porcentaje de endemismo, esto forma parte de un
patrimonio nico, que fortalece nuestro entorno. Existen adems
especies extintas en su lugar de origen y que solo se encuentran en
viveros y jardines botnicos, como es el caso de Sophora toromiro
(Phil) Skottsb (Gonzlez et al., 2008), arbusto nico endmico de Isla
de Pascua (Bordeu, 1992) que pertenece a las cinco especies de
Sophora existentes en nuestro pas junto con Sophora macrocarpa
J.E.Sm., tambin endmica (Rodrguez et al., 1995), Sophora cassioides
(Phil.) Sparre, y dos especies restantes endmicas del Archipilago
de Juan Fernndez (Montenegro, 2002), S. fernandeziana (Phil)
Skottsb y S. masafuerana (Phil) Skottsb. Estas especies pertenecen
al orden Fabales, familia Papilionaceae (Riedemann y Aldunate,
2003). Para el gnero Sophora hay descritas 45 especies (Pea y
Cassels, 1996). El fruto es una legumbre moniliforme (Rodrguez et
al., 1983), llamado lomento, de carcter indehiscente con varias
semillas separadas por tabiques o estrangulaciones (Donoso,
2006).
Sophora toromiro (Phil.) Skottsb., corresponde a un arbusto
nativo de Isla de Pascua extinto en su ambiente natural en la dcada
de los sesenta, (Gonzlez et al., 2008). En 1955-1956 el arquelogo
Noruego Thor Heyerdahl colect las ltimas semillas de esta especie
(Mackinder y Staniforth, 1997), stas fueron llevadas al jardn
Botnico de Via del Mar, donde se han obtenido ejemplares de esta
especie que sobreviven repartidos en otros jardines botnicos y
viveros (Maunder et al., 2000). Los ejemplares que se han
reintroducido en la Isla de Pascua, se encuentran bajo la
supervisin del Parque Nacional Rapa Nui en estructuras ancestrales
de cultivos o granjas tradicionales de la zona utilizando un manejo
convencional. Esta especie ha presentado una gran variabilidad
gentica en los ejemplares distribuidos en distintos viveros
(Maunder et al., 2000), por lo que es importante conocer las
diferencias entre las especies del mismo gnero existentes en Chile.
Crece hasta 2 m de altura, sus flores son hermafroditas con un cliz
campanulado, corola de color amarillo, estambres libres, ovario
pubescente y estigma casi no caracterizado (Rodrguez et al., 1983).
Sus hojas son perennes, compuestas y foliolos ovalados de 7 a 21,
de ramas cortas y torcidas (Gonzlez et al., 2008). La
sobreexplotacin ocurri por su valiosa madera con un dimetro de 20 a
30 cm, que serva como material de edificacin para los hogares,
artesana e incluso se utilizaban para la construccin de canoas
(Mackinder y Staniforth, 1997).
Sophora cassioides (F. Phil) Sparre, cuyo nombre vulgar es pel,
pilo, pilo-pilo (Donoso, 2006), mayu-monte, se distribuye desde la
Regin del Maule hasta la Regin de Aysn del General Carlos Ibez del
Campo (Riedemann y Aldunate, 2003), desarrollndose en semisombra y
en suelos con alta humedad. Es un arbusto perenne de hasta 10 m de
altura y 25 cm de dimetro (Stark, 2009), su floracin se inicia
entre el cuarto y quinto ao, floreciendo desde agosto hasta
octubre. Sus hojas son siempreverdes imparipinadas compuestas por
10 a 12 foliolos (Riedeman y Aldunate, 2004), stos son aovados de 7
a 10 mm de largo y ms pequeos que Sophora macrocarpa (Rodrguez et
al., 1995). Debido a que su madera es dura y resistente a la
putrefaccin, se usa principalmente en carpintera, adems de
utilizarse como ornamental debido a su floracin (Hoffmann,
1982).Sophora macrocarpa J.E.Sm., conocido vulgarmente como may o
mayo (Hoffmann, 1978) es un arbusto endmico que se desarrolla
principalmente en la zona centro de Chile, desde la Regin de
Coquimbo hasta la Regin de la Araucana (Gonzlez et al., 1991), en
la zona cordillerana y costera, en suelos de pH neutro o levemente
cido con buen drenaje, ya sean hmedos o secos, donde hay ms humedad
crece a pleno sol, es tolerante a sequas y heladas (Riedeman y
Aldunate, 2004). Es un arbusto siempre verde, perenne que mide
hasta 3 m de altura (Stark, 2009), sus hojas son compuestas,
ovales, coriceas e imparipinadas, con 9 a 10 pares de foliolos ms
uno terminal (Riedeman y Aldunate, 2004). Florece desde el invierno
hasta principios del verano, de aqu su valor ornamental por su
abundante floracin (Stark, 2009), adems desde el punto de vista
medicinal presenta flavonoides con caractersticas
anti-inflamatorias y espasmolticas (Ruiz et al., 1999). Con
respecto a los lomentos, existen diferencias entre las tres
especies; S. macrocarpa no presenta alas y sus semillas son de
color marrn y tienen una longitud mayor de 8 a 12 mm (Donoso,
2006), S. cassioides presenta alas denticuladas con margen
irregular (Rodrguez y Marticorena, 2001) y su semilla es de 6 a 8
mm de longitud de color amarillento, S. toromiro presenta un fruto
pubescente, con semillas elptico - rectangulares de 4 a 5 mm de
longitud (Rodrguez et al., 1983), a diferencia de S. cassioides el
fruto presenta alas con margen liso. Las semillas de estas especies
presentan una cubierta seminal y un vulo maduro el cual contiene al
embrin (Esau, 1982).
En las semillas de estos arbustos se encuentra una estructura
llamada hilo, esta hendidura tiene como funcin impedir la entrada
de agua cuando existe alta humedad relativa (Niembro, 1988), por lo
que acta como una vlvula higroscpica que se abre cuando la semilla
se rodea de aire seco y se cierra cuando el aire est hmedo (Esau,
1982).Las semillas del gnero Sophora carecen de endospermo (Rossini
et al., 2006), su germinacin es hipogea donde los cotiledones
permanecen enterrados, solo la plmula emerge por sobre el suelo y
el hipoctilo es prcticamente nulo (Donoso, 2006).
La temperatura para las semillas en letargo es una condicin
primordial, este factor es decisivo en el proceso de germinacin
debido a la capacidad de influir sobre las enzimas que regulan la
velocidad de las reacciones bioqumicas que ocurren en la semilla
tras su hidratacin (Prez y Martnez-Laborde, 1994). Al respecto
Sophora cassioides no se distribuye en altitudes cordilleras donde
existen condiciones de extremas temperaturas (Donoso, 2006) a
diferencia de Sophora macrocarpa la que tiene resistencia a bajas
temperaturas (Rodrguez et al., 1995), Sophora toromiro en cambio
tolera altas temperaturas (Mackinder y Staniforth, 1997).El tiempo
que transcurre entre la recoleccin de las semillas y su siembra es
fundamental, ya que a menor tiempo, mayor es el porcentaje de
germinacin (Norton et al., 2002).
Para estimular la germinacin las semillas son sometidas a
diversos tratamientos, como la escarificacin qumica que consiste en
modificar la testa (cubierta seminal) dura de la semilla, que es el
mtodo ms utilizado (Rodrguez et al., 1995), exponindola en cido
sulfrico a una concentracin de acuerdo al grosor de la testa para
no daar el embrin. Otro tratamiento realizado es una perforacin a
la semilla y una posterior exposicin al agua, el cual es similar a
un corte, tal como lo describe Donoso, (2006). Tambin se utiliza la
aplicacin de hormonas como el cido giberlico (GA3) para estimular
la maduracin del embrin (Hartmann y Kester, 1987).
De acuerdo a estos antecedentes, los objetivos de esta
investigacin fueron determinar el tratamiento ms efectivo para
originar un mayor porcentaje de germinacin de semillas del gnero
Sophora, y describir morfo-anatmicamente el proceso de germinacin
de estas especies.MATERIALES Y MTODOSPara llevar a cabo el estudio
se utilizaron los laboratorios de Ciencias Bsicas, Laboratorio de
Cultivos de la Facultad de Agronoma, Campus Chilln y Laboratorio de
microscopia electrnica de la Universidad de Concepcin, durante el
ao 2011-2012. Los lomentos de Sophora macrocarpa se obtuvieron en
Chilln, sector Los Lleuques (36 51' 18" S,71 38' 34" O), Provincia
de uble, Regin del Bo-Bo. Las lomentos de S. cassioides fueron
recolectados en la Facultad de Agronoma (36 49 39 S, 73 2 20 O),
Campus Chilln y por ltimo los lomentos de S. toromiro se obtuvieron
de un vivero (Las Brujas) con ubicacin en Talagante (33 40 00 S, 70
56 00 O), Regin Metropolitana. Todos fueron recolectados en el mes
de octubre del ao 2011. A los lomentos recolectados se les extrajo
las semillas y stas fueron guardadas en bolsas de papel a
temperatura ambiente para su posterior utilizacin.Previo al ensayo
se determin, el peso de 1000 semillas.
Germinacin
Se utilizaron 1.560 semillas en total, 520 de cada especie, las
que fueron sometidas a 5 ensayos, para romper la dormancia. Las
semillas fueron colocadas en placas Petri previamente lavadas y
esterilizadas en autoclave por 30 min a 121 oC. Despus de
realizados los tratamientos, las semillas fueron distribuidas en
cmara de germinacin y cmara de refrigeracin. Previo a esto, cada
semilla fue tratada con fungicida (Benlate 0.7 g + Captan 1.5 g en
1 litro de agua) para su desinfeccin. A continuacin se describen
los tratamientos (T) a los cuales fueron sometidas las semillas
para romper la dormancia:Ensayo I. Para la escarificacin qumica con
cido sulfrico comercial concentrado al 98 %, se utilizaron 120
semillas de cada una de las especies, las semillas se depositaron
en un vaso precipitado por 0, 30 y 60 min de exposicin al cido
(Tabla 1). Transcurrido el tiempo, stas se lavaron con agua
destilada durante 15 minutos para eliminar residuos de cido. Despus
del lavado fueron puestas en la cmara de germinacin 20 C, en
oscuridad por 30 das. Tabla 1. Escarificacin qumica con cido
sulfrico (98 %) a 20 C en semillas del gnero Sophora. H2SO4 al
98%
(min)
Especie
S. toromiroS. cassioidesS. macrocarpa
0T1T4 T7
30T2 T5 T8
60 T3T6 T9
Ensayo II. Se utilizaron 80 semillas de cada especie a las que
se les realiz una perforacin utilizando un punzn al lado contrario
del hilo y dos ms, una en sentido opuesto a la otra. Esta
perforacin debe ser fina de no ms de 1 mm, de tal manera de solo
atravesar la cubierta seminal y no daar el embrin. Luego de la
perforacin, las semillas se dejaron en agua destilada por 24 horas,
lo que permite hidratar la semilla, finalmente se llevaron a la
cmara de germinacin a 20 C en oscuridad por 30 das (Tabla 2).
Tabla 2. Escarificacin mecnica a 20 C en semillas del gnero
Sophora.Perforacin de semillaEspecie
S. toromiroS. cassioidesS. macrocarpa
No (Testigo)T1T3T5
SiT2T4T6
Ensayo III. Se tomaron 120 semillas de cada especie, las que se
expusieron por 24 horas en giberelina en concentraciones de 500 y
2.000 mg L-1 (Tabla 3), luego se realiz un enjuague con agua
destilada. Una vez aplicado el tratamiento se llev a cmara de
germinacin a 20 C en oscuridad por 30 das. Tabla 3. Aplicacin de
giberelina (GA3), a distintas concentraciones a 20 C en semillas
del gnero Sophora. Giberelina (mg L-1)Especie
S. toromiroS. cassioidesS. macrocarpa
1 0T1T4T7
1 500T2T5T8
2 2.000T3T6T9
Ensayo IV. Para la escarificacin qumica se procedi de igual
forma que el ensayo 1 a 20 C con cido sulfrico comercial
concentrado al 98 %. Se utilizaron 120 semillas de cada una de las
especies, las semillas se sumergieron en un vaso precipitado por 0,
30 y 60 min de exposicin al cido (Tabla 4). Una vez expuestas al
cido, stas se lavaron con agua destilada durante 15 minutos para
eliminar residuos de cido. Despus del lavado fueron puestas en la
cmara de refrigeracin a 10 C, en oscuridad por 60 das. Tabla 4.
Escarificacin qumica con cido sulfrico (98 %) a 10 C en semillas
del gnero Sophora.H2SO4 al 98%
(min)Especie
S. toromiroS. cassioidesS. macrocarpa
0T1T4T7
30T2T5T8
60T3T6T9
Ensayo V. Para este ensayo se procedi de igual manera que en el
ensayo II, con la diferencia que en lugar de la cmara a 20 C se
utiliz una cmara de refrigeracin a 10 C, en oscuridad por 60 das
(Tabla 5). Tabla 5. Escarificacin mecnica a 10 C en semillas del
gnero Sophora.Perforacin de semillaEspecie
S. toromiroS. cassioidesS. macrocarpa
No (Testigo)T1T3 T5
SiT2T4 T6
En los ensayos a 20 C se efectuaron registros de semillas
germinadas cada 2 das y cada 4 das para los ensayos realizados a 10
C, los datos se registraron en una tabla que contena el nmero de
semillas germinadas por da y por repeticin. Se consider como
germinada la semilla cuando su radcula traspas la testa. El
porcentaje de semillas germinadas (PG) se calcul con la siguiente
frmula: PG = (N de semillas germinadas) / (N de semillas sembradas)
x 100Descripcin morfolgica de semillas y cambios durante la
germinacin
La descripcin morfoanatmica se realiz con fotografas obtenidas
con el microscopio electrnico de barrido en el Laboratorio de
Microscopa Electrnica de la Universidad de Concepcin. Las muestras
previamente fijadas en formaldehido (alcohol al 70%, acido actico,
formalina), fueron llevadas a una serie de etanol en
concentraciones crecientes cada 10 min (30, 50, 70, 80, 90 y 100%
de etanol) hasta llegar a los 60 min, con el propsito de
deshidratar la semilla para un posterior secado punto crtico,
finalmente se metalizaron con vapores oro dejando un espesor de 450
angstrom (), para as obtener las fotografas a lo largo del proceso
de germinacin considerando el da 0 para una mejor evaluacin. Para
esta descripcin se consideraron las semillas de los tratamientos
realizados por 30 das a 20 C, donde se caracterizaron las
estructuras anatmicas observadas.Diseo experimental y anlisis
estadsticoLos ensayos se realizaron con un diseo completamente
aleatorio con arreglo factorial de 2 x 3 para los tratamientos con
escarificacin mecnica y de 3 x 3 para los tratamientos con
escarificacin qumica y aplicacin de giberelina, con 4 repeticiones
y una unidad experimental de 10 semillas.
Para el anlisis estadstico se utiliz el programa INFOSTAT
realizndose anlisis de varianza (ANOVA) y Test de Tukey (Balzarini
et al., 2008), para determinar las diferencias entre tratamientos,
con un nivel de significancia de 0,05 entre las medias. Los
porcentajes de germinacin obtenidos para cada tratamiento fueron
transformados utilizando la siguiente expresin (% germinacin +
0,5)1/2 (Little y Hills, 1976).RESULTADOS Y DISCUSIN
Peso de 1000 semillas
Para S. toromiro el peso de 1.000 semillas fue 37,6 g, para S.
cassioides fue de 68,8 g y para S. macrocarpa fue de 354,5 g, esto
lleva a que en 1 kilogramo hay aproximadamente 2.800 semillas de S.
macrocarpa, 14.500 semillas de S. cassioides y 26.500 semillas de
S. toromiro.
GerminacinEfecto de escarificacin qumica sobre la germinacin a
20 CAl analizar los resultados se observ que no existen diferencias
significativas entre las especies para cada tratamiento en el
porcentaje de germinacin (P>0,05). Sin embargo existen
diferencias significativas entre tratamientos, ya que el porcentaje
alcanzado por los tratamientos con escarificacin qumica a los 30 y
60 minutos de exposicin al cido fue estadsticamente superior con
respecto al testigo (P0,05). Sin embargo existen diferencias
significativas entre el testigo y la perforacin para cada una de
las especies (Tabla 7).
Con este mtodo de escarificacin mecnica se logr un alto
porcentaje de germinacin para las tres especies, especialmente en
S. toromiro donde se logr un porcentaje del 98 % de germinacin. Un
rol fundamental fue la exposicin en agua destilada por 24 horas
posterior a la perforacin, la cual permiti que el embrin se
hidratara, esto coincide con lo descrito por Donoso (2006) en
Sophora cassioides quien obtuvo sobre un 90 % de germinacin
realizando un corte fino a la semilla de no ms de 1 mm por el lado
contrario del hilo y exponindolas en agua por 24 horas. Pulido y
Tendero (2001) demostraron que al utilizar un corte se llega
incluso a un 100 % de germinacin en Sophora japonica y Robinia
pseudacacia, especies de la misma familia. Guerrero (2000) observ
que utilizando escarificacin mecnica como tratamiento
pregerminativo en semillas de Robinia pseudacacia, se obtena un
mayor porcentaje de germinacin respecto a la escarificacin qumica.
La hidratacin es una condicin indispensable para activar el
metabolismo (Besnier, 1989), por lo que en este tratamiento el
comienzo de la hidratacin (imbibicin) se hizo mucho ms uniforme al
realizar perforaciones.Tabla 7. Porcentajes de germinacin de
semillas del gnero Sophora con escarificacin mecnica. Ensayo 2.
Perforacin de semillaEspecie
S. toromiroS. cassioidesS. macrocarpa
No (Testigo) 5 bA 2,5 bA 7,5 bA
Si98 aA90,0 aA63,0 aA
Tratamientos con letras maysculas distintas en sentido
horizontal indican diferencias significativas entre especies;
tratamientos con letras minsculas distintas en sentido vertical
indican diferencias significativas entre tratamientos segn Test de
Tukey (P < 0,05).
Efecto de la aplicacin de giberelina sobre la germinacinAl
analizar los resultados no existi diferencias significativas tanto
para las comparaciones entre especies como para los niveles de
tratamientos (P>0,05). (Tabla 8). Segn Hartmann y Kester (1987)
debe ser mediante una exposicin por 12 horas en solucin de GA3 de
500 a 1.000 mg L-1 para semillas grandes, lo que no coincide con
esta investigacin para ninguna de las tres especies, donde los
porcentajes de germinacin fueron muy bajos y muy similares al
testigo, aunque se utiliz una exposicin de 24 horas y 2.000 mg L-1
como mxima concentracin no fue suficiente para lograr una alta
capacidad de germinacin. Esto se debera a que el endospermo juega
un rol fundamental al ser un tejido de reserva, el cual es
necesario para la degradacin y as liberar azcares y aminocidos
importantes para el desarrollo del embrin, es as como el endospermo
es necesario para transportar giberelinas endgenas presentes en el
embrin (Azcn-Bieto y Taln, 2008), y que cuando son insuficientes se
realizan las aplicaciones externas que a su vez suplen los
requerimientos de luz o fro que necesitan algunas semillas para
germinar, pero en este caso al no existir endospermo en las
semillas no es posible que las GA3 acten eficazmente.Tabla 8.
Porcentajes de germinacin de semillas del gnero Sophora con
aplicacin giberelina. Ensayo 3. Giberelina (mg L-1)Especie
S. toromiroS. cassioidesS. macrocarpa
05 aA 2,5 aA7,5 aA
5000 aA 0 aA8 aA
2.0003 aA 3 aA0 aA
Tratamientos con letras maysculas distintas en sentido
horizontal indican diferencias significativas entre especies;
tratamientos con letras minsculas distintas en sentido vertical
indican diferencias significativas entre concentracin de
giberelinas segn Test de Tukey (P < 0,05).
Efecto de escarificacin qumica sobre la germinacin a 10
CMediante el anlisis de varianza se observ que existe diferencia
significativa entre las especies con 30 min en H2SO4 entre S.
cassioides y S. macrocarpa con respecto a S. toromiro (P <
0,05).En la escarificacin por 60 min existe diferencia
significativa entre S. toromiro y S. macrocarpa. Del mismo modo,
hay diferencias significativas entre el testigo y los tratamientos
con cido sulfrico (P > 0,05) (Tabla 9). El tratamiento
pregerminativo de escarificacin qumica es necesario para las
especies con testa dura que presentan latencia fsica como es el
caso de las semillas estudiadas. El tipo de tratamiento y su
duracin depende de la latencia (Donoso, 2006), por lo que si se
realiza una exposicin por mayor tiempo asegura una buena
germinacin.Tabla 9. Porcentajes de germinacin de semillas del gnero
Sophora con escarificacin qumica. Ensayo 4.H2SO4 al
98%(min)Especie
S. toromiroS. cassioidesS. macrocarpa
0 3 bA 0 bA 0 bA
3035 aA 80,0 aB92,5 aB
6068 aB 92,5 aAB97,5 aA
Tratamientos con letras maysculas distintas en sentido
horizontal indican diferencias significativas entre especies;
tratamientos con letras minsculas distintas en sentido vertical
indican diferencias significativas entre tratamientos segn Test de
Tukey (P < 0,05).
Efecto de escarificacin mecnica sobre la germinacin a 10 CSe
observ diferencias significativas entre S. toromiro (87,5 %) y S.
macrocarpa (50 %) en el tratamiento con escarificacin mecnica (P
< 0,05) (Tabla 10). La temperatura no tuvo mayor incidencia en
la capacidad de germinacin de las especies, ya que los porcentajes
se asemejan con los obtenidos a 20 C. Tambin se observan
diferencias significativas entre el testigo y los tratamientos con
escarificacin mecnica. Al igual que a 20 C la exposicin al agua
destilada posterior a la utilizacin de cido fue fundamental para la
hidratacin de la semilla y su germinacin. El porcentaje de
germinacin al realizar una perforacin a la semilla fue mayor con
respecto a lo realizado por Vergara (2005), quien utilizando lija
obtuvo un porcentaje inferior (50 %). Tabla 10. Porcentajes de
germinacin en escarificacin mecnica con perforacin para cada
especie. Ensayo 5. Perforacin de semillaEspecie
S. toromiroS. cassioidesS. macrocarpa
No (Testigo) 3,0 bA 0 b.A0 bA
Si87,5 aA 72,5 aAB 50 aB
Tratamientos con letras maysculas distintas en sentido
horizontal indican diferencias significativas entre especies;
tratamientos con letras minsculas distintas en sentido vertical
indican diferencias significativas entre tratamientos segn Test de
Tukey (P < 0,05).Germinacin acumuladaMediante el registro
realizado durante los 30 y 60 das se obtuvo la germinacin acumulada
para cada especie considerando los tratamientos testigos y
escarificacin qumica (cido sulfrico por 0,30 y 60 min de exposicin)
y mecnica (perforacin) a 20 C y 10 C. Cuando la temperatura a la
que se someten las semillas es baja se retrasa la germinacin
(Besnier, 1989), por lo tanto a 10 C fue ms lenta que a 20 C
(Apndice 2), por ello tambin se dejaron por 60 das a diferencia de
los tratamientos a 20 C que solo fueron por 30 das (Apndice 2). Sin
embargo, los porcentajes de germinacin obtenidos a ambas
temperaturas son similares, lo que no concuerda con los resultados
obtenidos por Vergara (2005), donde a 20 C obtuvo un bajo
porcentaje respecto a 12 C para S. macrocarpa con 45 min de
exposicin al cido.
La germinacin comenz a los 7 das para todas las especies
sometidas a 20 C (Apndice 1) y a partir del da 28 para los
tratamientos a 10 C (Apndice 2). Para S. cassioides concuerda con
lo descrito por Donoso (2006) donde las semillas germinan a los 7
das en cmara germinadora. Tambin coincide para S. toromiro donde
Gonzlez et al. (2008) obtuvieron que las primeras semillas
germinaron a los siete das de iniciado el ensayo. Las semillas de
S. macrocarpa comenzaron su germinacin a los 7 das, lo que se
contrapone con lo obtenido por Vergara (2005), donde las semillas
germinaron a partir del da 15 desde la siembra.
Descripcin morfolgica y descripcin morfo - anatmica de los
estados fenolgicos durante la germinacinS. toromiro presenta sus
flores hermafroditas solitarias con una corola papilionada de color
amarillo, con un cliz campanulado, pentadentado (Figura 1 a). Su
fruto es un lomento indehiscente, con alas de margen liso, ste
posee de 4 a 12 cm de largo y 5 a 7 mm de ancho con 1 a 9 artejos
(Figura 1 b), las semillas de forma ovoidea globosa de color
caf-amarillo (Mackinder y Staniforth, 1997) (Figura 1 c). En la
semilla el hilo se presenta como una hendidura en forma elptica
aparentando una cicatriz ubicada en la regin lateral de la semilla
(Figura 1 d).Figura 1. S. toromiro. a. Flor. b. Fruto Lomento. c.
Semillas. d. Semilla, hilo.
S. cassioides al igual que S. toromiro exhibe sus flores de
color amarillo formando racimos colgantes con un cliz campanulado y
corola papilionada (Riedeman y Aldunate, 2003) (Figura 2 a). El
lomento indehiscente madura a comienzos del otoo tiene de 10 a 15
cm de largo y 6 a 8 mm de ancho, posee de 3 a 8 artejos unidos o
separados y presenta alas con margen irregular (Figura 2 b). La
semilla es ms bien de forma elptico aplanada, de color amarillo
(Figura 2 c). La regin hilar es elptica y ubicada lateralmente en
la base de la semilla. (Figura 2 d). Figura 2. S. cassioides. a.
Flor. b. Fruto Lomento. c. Semillas. d. Semilla, hilo.
S. macrocarpa tambin presenta las flores de color amarillo y de
igual morfologa que las especies descritas anteriormente, solo que
dispuestas en racimos cortos (Rodrguez et al., 1983) (Figura 3 a).
El lomento es indehiscente no alado a diferencia de S. toromiro y
S. cassioides, posee de 3 a 5 artejos separados por
estrangulaciones (Figura 3 b). Las semillas son de color caf, de
forma ovoide (Figura 3 c).El hilo es de forma elptica ubicado
lateralmente en la base de la semilla. (Figura 3 d).Figura 3. S.
macrocarpa. a. Flor. b. Fruto Lomento. c. Semillas. d. Semilla,
hilo.
Da 0. Al realizar un corte longitudinal se observ que el dimetro
de la semilla es variable de acuerdo a la especie, S. toromiro es
la que presenta menores dimensiones (5,6 mm de longitud y 4,38 mm
de dimetro aproximadamente) (Figura 4 a), en cambio S. macrocarpa
es la semilla que posee un mayor tamao (entre 10,6 mm de longitud y
7,6 mm de dimetro) (Figura 4 c). S. cassioides posee dimensiones
que varan entre (6,2 mm de longitud y 4 mm de dimetro
aproximadamente) (Figura 5 e). La cubierta seminal de las especies
de Sophora poseen una primera capa de esclereidas columnares o
macroesclereidas de forma muy alargada (Dimitri y Orfila, 1985),
esta primera capa proviene del tegumento externo y est asociada
tambin a un mayor grado de dureza e impermeabilidad. Una segunda y
tercera capa provienen tambin del tegumento externo, donde se
encuentran clulas pilares (22,2 m) y el parnquima formado por
clulas grandes. Por otro lado, el tegumento interno desaparece
durante el desarrollo de la semilla (Esau, 1982). La longitud de
estas estructuras vara segn la especie, la capa de empalizada mide
hasta 0,2 mm y el parnquima hasta 0,25 mm aproximadamente (Figura 4
b, d y 5 f).
Figura 4. Corte longitudinal de semillas de S. toromiro (a y b)
y S. macrocarpa (c y d). a. Semilla. b. Cubierta seminal. c.
Semilla. d. Cubierta seminal.
c: cutcula, d: dimetro, l: longitud. esc: esclereidas
columnares, cp: clulas parenquimticas, em: embrin, cep: clulas
pilares.
Figura 5. Corte longitudinal de semilla de S. cassioides. e.
Semilla. f. Cubierta seminal.
c: cutcula, d: dimetro, l: longitud, esc: esclereidas
columnares, cp: clulas parenquimticas, em: embrin.
Considerando que las semillas de las especies varan solo en las
dimensiones y espesor de los tejidos, se utiliz solo una de las
especies en cuestin (S. toromiro), a contar del da 11 para la
descripcin de los estados fenolgicos siguientes.El dimetro de la
semilla de un corte transversal es de 8,1 mm aproximadamente
(Figura 6 a). Estas semillas tiene la caracterstica de mantener una
baja proporcin de humedad, esta condicin est ligada a la estructura
llamada hilo que presenta un dimetro de 2,3 mm aproximadamente
(Figura 6 b). La regin hilar consta de un tejido funicular y dos
capas de empalizada, donde la ms externa deriva de dicho funculo,
tambin existe un grupo de traqueidas, que tiene como funcin la
conduccin de agua y sales diluidas (Dimitri y Orfila, 1985) (Figura
6 c). El embrin de la semilla es de forma folial inverso (Niembro,
1989), donde la radcula no sobresale de los cotiledones y tiene una
funcin fundamental para la semilla, emerge primero y es la
encargada de generar las races posee un dimetro aproximado de 1,62
mm. (Figura 6 d). Figura 6. Corte transversal de semilla de S.
macrocarpa. a. Semilla. b. Hilo. c. Regin hilar. d. Radcula.
d: dimetro, hi: hilo, ah: arilo hilar, hh: hendidura hilar, tf:
tejido funicular, ce: capas en empalizada, t: traqueidas, em:
embrin, r: radcula. Da 1 10. Al sptimo da comenz la germinacin,
cuando la radcula atraves la cubierta seminal (Figura 7 a, b y c),
la longitud de la radcula vari entre 1,7 y 2,6 mm aproximadamente,
los cotiledones se separaron (Figura 7 d) y la cofia alcanz una
longitud de 0,6 mm (Figura 7 a). La cofia presenta clulas que
tienen como funcin la proteccin del meristemo apical. Las clulas
que se encuentran posterior a la cofia son las encargadas del
crecimiento en longitud de la radcula (Jensen, 1988).Figura 7.
Estado fenolgico de semillas de S. toromiro (a), S. cassioides (b)
y S. macrocarpa (c y d). a. Radcula emergiendo de la semilla. S.
cassioides. b. Radcula emergiendo de la semilla. S. macrocarpa. c.
Radcula emergiendo de la semilla. d. Cotiledones.
co: cotiledones, r: radcula.
Da 11 20. El hipoctilo creci muy poco, adems existe poca
diferencia entre la raz primaria y el hipoctilo, que midieron 9,3
mm y 1,3 mm de longitud, respectivamente (Figura 8 a). Los
cotiledones se encuentran ya bien separados uno de otro (Figura 8 a
y b). La germinacin de estas especies es hipogea, por lo que
solamente la plmula atraviesa el suelo, para dar origen a los
primeros rganos fotosintetizadores de la planta (Besnier, 1989). La
plmula con sus hojas embrionarias aparece con sus hojas inversas
(Besnier, 1989) (Figura 8 c y d).Figura 8. Estado fenolgico de
semilla de S. toromiro. a. Raz primaria. b. Cotiledones. c.
Cotiledn. d. Plmula.
c: cutcula, co: cotiledones, pl: plmula, rp: raz primaria, hp:
hipoctilo.
Da 21 30. A partir del da 25 ya se encuentran formadas la raz
principal y las secundarias, adems de la extensin de la plmula. An
el hipoctilo y epictilo se mantienen con menor longitud. (Figura 9
a, b y c).
El embrin se desprendi de la cubierta seminal a los 21 das
aproximadamente (Figura 5 b), permitiendo diferenciar claramente
los cotiledones (Figura 9 b y c). La ruptura ocurre en el sector
basal de la semilla, permitiendo la salida de los cotiledones y el
resto de la cubierta seminal queda intacto (Figura 9 a).
En la cubierta seminal las clulas parenquimticas se extienden
debido a la imbibicin de agua al pasar lo das llegando a una
longitud de 0,4 mm (Figura 9 d).
Los cotiledones cuando ya han crecido son ms gruesos y carnosos,
caractersticas de las semillas que no poseen endosperma (Niembro,
1988).Estos cotiledones funcionan solo como rganos de reservas y
material nutricio en la germinacin.Figura 9. Estado fenolgico de
semilla de S. toromiro. a. Semilla germinada. b. Cotiledones. c.
Cotiledones. d. Cubierta seminal.
co: cotiledones, rp: raz primaria, rs: raz secundaria, hp:
hipoctilo, ep: epicotilo, esc: esclereidas columnares, cp: clulas
parenquimticas, em: embrin.
Da 31 40. Se pueden distinguir los primordios foliares los que
darn origen a la actividad fotosinttica, con ello tambin se pueden
distinguir pelos epidrmicos que tienen como funcin la proteccin
(Figura 10 a y b) y tienen una longitud de 0,5 milmetros
aproximadamente. En la Figura 10 c se puede observar la superficie
del primordio foliar, la cual presenta estomas a nivel de la
epidermis. La longitud promedio que presentan los estomas es de 25
m y un dimetro de 16,7 m aproximadamente con clulas oclusivas muy
evidentes (Figura 10 d). Figura 10. Estado fenolgico de semilla de
S. toromiro. a. Primordios foliares. b. Pelos epidrmicos. c. Clulas
superficiales. d. Detalle de estomas.
pf: primordios foliares, pe: pelos epidrmicos, ces: clulas en
superficie de primordio foliar, es: estoma, os: ostiolo, ceo:
clulas oclusivas.
CONCLUSIONES
Las conclusiones obtenidas de los resultados de esta
investigacin son las siguientes:
1. El mtodo ms efectivo para incrementar el porcentaje de
germinacin se obtiene con la escarificacin mecnica y la
escarificacin qumica con cido sulfrico, para las tres especies de
Sophora en estudio.
2. Para las tres especies la temperatura tanto 10 C como 20 C no
incide mayormente en el porcentaje de germinacin, pero si en el
tiempo requerido para el proceso.
3. Las tres especies no respondieron al tratamiento con cido
giberlico para estimular la germinacin. 4. Las capas de la cubierta
seminal varan solo en las dimensiones de las clulas esclereidas,
clulas pilares y parnquima.REFERENCIAS1. Azcn-Bieto, J. y M. Taln.
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semillas de Sophora macrocarpa J.E.Sm. (Papilionaceae) combinando
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Universidad de Concepcin, Fac. Agron. Chilln, Chile.APNDICESApndice
1. Germinacin acumulada a 20 C para los tratamientos de
escarificacin por especie.
Apndice 2. Germinacin acumulada a 10 C para los tratamientos de
escarificacin por especie.