Uso de activadores de defensa para el manejo de
Delia platura (MEIGEN) (DÍPTERA:
ANTHOMYIIDAE) en semillas de chocho, Lupinus
mutabilis (SWEET)
Rafael Sotelo1,
Héctor Andrade 1*, Sandra Garcés Carrera2
1 UCE Laboratorio de
Fitogenética. Av. Universitaria, Ecuador
2 INIAP
Panamericana Sur, Ecuador.
Abstract. Low yield of Lupinus mutabilis
is propagated by the high incidence of plagues; with one of the primary
problems being bean seed fly larvae, Delia
platura, as they cause damage to the radicle and cotyledons during
germination. This research evaluated the effects of applying five plan defense
activators to seeds of sweet corn, L.
mutablis, faced with the damage cause by bean seed fly larvae, D. platura, through Antibiosis and
Antixenosis testing. Significan differences were identified among the different
treatments when appllying the following plan defense activators: β-Amino butiric acid (50 mM), menadione sodium bisulfite (20mM),
salicylic acid (1mM), hexanoic acid (16 mM), methyl jasmonate (1 mM) and the
control subject, to seeds of sweet corn L.mutabilis,
for cultivars INIAP-450, INIAP-451 y Criolla. The two tests evidenced that the
treatmen whit methy jasmonate activated the defense mechanisms of the seed to
reduce damage by the larvae of D. platura.
KEYWORDS: ANTIBIOSIS /
ANTIXENOSIS / RESISTANCE TO PLAGES /PHYTOHORMONES
1. Introducción
En
Ecuador, Lupinus mutabilis, se
cultiva en la región interandina desde los 2 500 a los 3 400 msnm, en las
provincias de Cotopaxi, Chimborazo, Pichincha e Imbabura (Caicedo y Peralta,
2001). Es considerado una importante fuente de alimento para el ser humano, por
el alto contenido en proteínas (35-45%), lípidos (15-23%), hierro y vitaminas
(Falconí 2012). Según el III Censo Nacional Agropecuario, en Ecuador se
cultivaron 5 974 ha y se cosecharon 3 921 ha, con un rendimiento de 250 kg/ha (SINAGAP,
2012).
El
bajo rendimiento por hectárea, se aduce a la alta incidencia de plagas y a la
falta de semillas de calidad (INIAP, 2011; Jacobsen y Mújica 2006), que en
óptimas condiciones ambientales para el cultivo sólo se alcanza un 66 % del
potencial de la cosecha, debido a los
factores bióticos (plagas) y abióticos.
Entre
las principales plagas, Delia platura
(Meigen); constituye uno de los problemas para el cultivo del chocho (Lomas et al., 2012). Las larvas de D. platura causan daño a la radícula y
cotiledones durante la germinación de las semillas (García et al., 1989; Trotus y Ghizdavu, 1996), provocando bajos
rendimientos y pérdidas económicas (Montecinos et al., 1986; Van de Steene y Vulsteke, 1995). El control más
común, se realiza mediante el tratamiento de las semillas con insecticidas para
reducir el número de ataques durante la germinación (Montecinos et al., 1986; Caicedo y Peralta, 2001)
Sin
embargo la contaminación y toxicidad, derivados de la aplicación de éste método de control, se suma el hecho de que
las poblaciones de D. platura, a
menudo desarrollan resistencia a los insecticidas, lo que hace más complejo el
manejo de ésta plaga (Finlayson y Campbell, 1971; Montecinos et al., 1986).
Una
de las alternativas de manejo de D. platura, podría ser el uso de
compuestos químicos activadores de defensas de plantas, los cuales activan los
mecanismos de resistencia basales de manera rápida (Conrath, 2006; Borges et al., 2014); dichos compuestos no
tienen actividad antipatogénica directa, sino que son capaces de activar los
mecanismos de resistencia.
Por
lo expuesto, esta investigación se
planteó, identificar alternativas de manejo de Delia platura, mediante el uso de activadores de defensa aplicados
en semillas de Lupinus mutabilis, en
los laboratorios de entomología de la estación experimental Santa Catalina del
INIAP.
Específicamente
se propuso, evaluar la utilidad de cinco activadores de defensa en semillas de L. mutabilis, ante el daño ocasionado
por larvas de D. platura, mediante
pruebas de antibiosis y antixenosis.
2. Materiales y Métodos
El
presente estudio se realizó en el laboratorio de entomología del Departamento
de Protección Vegetal de la Estación Experimental Santa Catalina (EESC) del
INIAP. Localizado en la provincia: Pichincha, cantón: Mejía,
parroquia: Cutuglahua, a 3050 m.sn.m.,
latitud 0° 22’05” S, longitud 78° 33’18” O. En cuanto a las condiciones
del cuarto de cría se manejó una temperatura
promedio de 21 °C y una humedad relativa de
48%.
Para
la investigación se utilizaron semillas
de Semillas de L. mutabilis de los tres cultivares
INIAP-450, INIAP-451, Criolla,
larvas de D. platura de tres
días de edad, cinco activadores de
defensa: Ácido hexanóico (AHx) (16 mM), Ácido salicílico (AS) (1 mM),
Ácido DL-β-aminobutírico (BABA) (50 mM),
Menadiona sodio bisulfito (MSB) (20 mM), Methyl Jasmonato (MeJA) (1 mM).
En
el bioensayo de antibiosis se seleccionaron diez
semillas del grupo de veinte semillas que se colocaron a incubar en cada uno de
los activadores de defensa y el tratamiento con agua destilada de los tres
cultivares; se colocó una semilla de cada cultivar con una larva D. platura de tres días en un recipiente
plástico (48,53 dm3) previamente etiquetado y con 10 g de tierra
esterilizada, humedecida con 1,5 ml de
agua destilada en el interior; para el
bioensayo de antixenosis se seleccionaron cinco
semillas y se procedió de acuerdo a la metodología aplicada en la prueba de
antibiosis; se colocaron aleatoriamente grupos
de cinco semillas de cada tratamiento
en un repostero cuadrado (66.12 dm3) plástico con tapa,
con suelo previamente esterilizado y humedecido con agua destilada. En cada repostero se colocaron veinte larvas
en una placa cubre objetos situada en el centro del recipiente (equidistante a los grupos de semillas de
cada esquina) a fin de que las larvas se trasladen a los grupos de semillas con los
tratamientos.
En los dos bioensayos se evaluó,
el daño ocasionado por larvas de D. platura, en semillas de L. mutabilis, a las 24, 48, 72, 96, 120,
144, 168, 192, 240, 288, 336 horas post-infestación (hpi), se cuantificó el
número de galerías y mordidas, en el eje embrionario y cotiledones, porcentaje
de tejido comido por la larva, que fue evaluado en base a
una escala de daño modificada en el porcentaje y la descripción del daño
(Cuadro 1). Se cuantificó el número de pupas de D.
platura
y se evaluó la longitud de planta a las 120, 240, 336 horas.
Cuadro
1. Escala modificada para la evaluación del porcentaje de daño
causado por larvas de D. platura en
la investigación: “Uso de activadores de defensa para el manejo de D. platura en semillas de chocho, L. mutabilis, 2017”.
|
Escala
|
%
|
Descripción
|
|
1
|
0
|
Sin daño
|
|
3
|
25
|
Eje embrionario, radícula, cotiledones, con
mordidas o galerías
|
|
5
|
50
|
Eje embrionario,
radícula, cotiledones, hojas primarias, con mordidas o galerías
|
|
7
|
>75
|
Daño completo del eje embrionario,
radícula, cotiledones y hojas primarias.
|
Fuente:
Quiroga y Posada, (2013)
La
unidad experimental para el ensayo de antibiosis estuvo constituida por un
recipiente redondo de plástico (48.53 dm3) con tela tul en el centro
de la tapa, una semilla de chocho germinada y una
larva de D. platura de tres días. Se realizó un análisis estadístico para los
datos de las variables, numero de mordidas en el eje embrionario y cotiledones, numero de galerías en el eje
embrionario y cotiledones, escala de
daño y longitud de planta.
Para el análisis estadístico se
utilizó un diseño completamente
al azar (DCA) con diez observaciones para cada uno de los quince tratamientos
más los tres controles.
La unidad experimental para el ensayo de antixenosis a unidad
experimental estuvo conformada por un repostero cuadrado (66.12 dm3)
plástico con tela tul en la tapa, conteniendo suelo
previamente esterilizado, seis grupos de cinco semillas de chocho germinadas
con los activadores más el control, ubicadas aleatoriamente y 20 larvas de D.
platura de tres días.
Se realizó un análisis estadístico para los datos de las
variables, numero de mordidas en el eje embrionario y cotiledones, numero de galerías en el eje
embrionario y cotiledones, escala de
daño y longitud de planta.
Se aplicó, un esquema equivalente
al Diseño de parcela dividida, con factores del nivel A (Cultivar),
dispuestos en un diseño completamente al azar (DCA), que consiste de seis
tratamientos con cuatro repeticiones para los tres cultivares.
3. Resultados y discusión
El
análisis y discusión de resultados de los dos bioensayos de antibiosis y
antixenosis evaluando el efecto de los activadores de defensa al daño causado
por larvas de Delia platura en los tres cultivares INIAP-450, INIAP-451 y Criolla, se consideraron las siguientes variables:
número de mordidas en el eje embrionario
y cotiledones, número de galerías
en el eje embrionario y cotiledones ,
escala de daño, a los ocho y catorce días, número de pupas al día catorce y
también la altura de planta a los cinco, diez y catorce días.
De
los resultados del análisis estadístico se priorizaron las variables
anteriormente descritas al día catorce, y por cuanto las variables, número de
mordidas en el eje embrionario y cotiledones, número de galerías en el eje
embrionario y cotiledones, escala de daño a los ocho días y la variable altura
de panta a los días cinco y diez, no fueron representativos; se seleccionan
para este resumen el análisis de resultados y discusión de las variables número
de galerías en cotiledones, escala de
daño, número de pupas y longitud de
planta, para los dos bioensayos descritas solamente al día catorce, por cuanto,
las variables a este día, representan una parte de los resultados, de los dos
bioensayos para dar una idea de cómo se hicieron las evaluaciones,
el análisis estadístico y la discusión del trabajo de tesis.
3.1 Bioensayo Antibiosis
Los
valores del número de galerías en cotiledones al día catorce, se observaron
diferencias significativas entre activadores, con un valor Pr (>F) de
0.040613*.
La prueba de
Tukey al 5% para el factor activador del número de galerías en cotiledones al
día catorce (Cuadro 2), reportó dos rangos de significación, el tratamiento con
methyl jasmonato (MeJA) presentó el menor número de galerías con un valor
promedio de 2.31 galerías y el tratamiento control con agua destilada el mayor
número de galerías con un valor promedio de 3.533 galerías, seguido del tratamiento con
ácido hexanoico (AHx) con un valor promedio de 3.1 galerías.
Cuadro 2. Prueba de Tukey
al 5% para el factor activador de la variable
número de galerías en cotiledones al día catorce en la investigación:
“Uso de activadores de defensa para el manejo de D. platura en semillas de chocho, L. mutabilis, 2017”.
|
Tratamiento
|
Concentración (mM)
|
Media
|
Grupos
|
|
Control
|
-
|
3.533
|
a
|
|
AHx
|
16
|
3.100
|
a b
|
|
BABA
|
50
|
3.069
|
a b
|
|
AS
|
1
|
2.967
|
a b
|
|
MSB
|
20
|
2.931
|
a b
|
|
MeJA
|
1
|
2.310
|
b
|
3.1.5 Escala de Daño
La
prueba de Friedman al 5% para la variable escala de daño al día catorce (Cuadro
3), reportó diferencias altamente significativas entre activadores con un valor
F: 4.659341 y un Pvalor F: 0.000565489***, se encontraron tres rangos de
significación, el tratamiento con methyl jasmonato (MeJA) presentó la menor
escala de daño con un valor promedio de 3.67 y el tratamiento con la mayor
escala de daño fue el control con agua destilada con un valor promedio de 6.20, seguido del tratamiento con ácido
hexanoico (AHX) con un valor promedio de 5.1
Cuadro 3. Prueba de
Friedman al 5% para el factor activador de la variable escala de daño al día
catorce en la investigación: “Uso de activadores de defensa para el manejo de D. platura en semillas de chocho, L. mutabilis, 2017”.
|
Tratamiento
|
Concentración (mM)
|
Media
|
Grupos
|
|
Control
|
-
|
6.20
|
a
|
|
AHx
|
16
|
5.13
|
a b
|
|
BABA
|
50
|
5.00
|
a b
|
|
MSB
|
20
|
4.60
|
b c
|
|
AS
|
1
|
4.33
|
b c
|
|
MeJA
|
1
|
3.67
|
c
|
Abreviaturas: Ácido
DL-β-aminobutírico (BABA), Menadiona sodio bisulfito (MSB), Ácido hexanoico
(AHx), Ácido salicílico (AS), Methyl
Jasmonato (MeJA).
Los
valores del número de pupas se observaron diferencias significativas entre
activadores con un valor Pr (>F) de 0.008217**.
La
prueba de Tukey al 5% para el factor activador de la variable número de pupas
(Cuadro 4), reportó dos rangos de significación, el tratamiento con methyl
jasmonato (MeJ) presentó el menor número de pupas con un valor promedio de
0.733 pupas y el tratamiento control con agua destilada obtuvo el mayor número
de pupas con un valor promedio de 1 pupa,
seguido por el tratamiento con ácido hexanoico (AHx) con un valor promedio de
0.9667 pupas.
Cuadro 4. Prueba de Tukey
al 5% para el factor activador de la variable número de pupas en la
investigación: “Uso de activadores de defensa para el manejo de D. platura en semillas de chocho, L. mutabilis, 2017”.
|
Tratamiento
|
Concentración (mM)
|
Media
|
Grupos
|
|
Control
|
-
|
1.000
|
a
|
|
AHx
|
16
|
0.966
|
a b
|
|
BABA
|
50
|
0.933
|
a b
|
|
MSB
|
20
|
0.900
|
a b
|
|
AS
|
1
|
0.800
|
b
|
|
MeJA
|
1
|
0.733
|
b
|
Abreviaturas:
Ácido DL-β-aminobutírico (BABA), Menadiona sodio bisulfito (MSB), Ácido
hexanoico (AHx), Ácido salicílico (AS),
Methyl Jasmonato (MeJA).
Los
resultados obtenidos de las
variables número de número de galerías
en cotiledones al día catorce, escala de daño al
día catorce y número de pupas de
cada tratamiento del bioensayo de antibiosis, se reportan los tratamientos con mayor promedio en las variables galerías
en cotiledones, escala de daño al día catorce
y número de pupas, para los tres
cultivares INIAP-450, INIAP-451 y Criolla fuerón: tratamiento control con agua
destilada, tratamiento con (BABA), tratamiento con (MSB) tratamiento con (AHX),
tratamiento con (AS).
De acuerdo a los datos reportados en la investigación, las
semillas de los tres cultivares INIAP-450, INIAP-451 y Criolla, que fueron
tratadas con los activadores de defensa,
posiblemente tengan un efecto que limita la activación de los mecanismos
de defensa o resistencia de las semillas a los insectos al activar la vía del SA,
reportado en otros estudios, la disminución de la resistencia a insectos
herbívoros en plantas tratadas con AS o infectadas con patógenos inductores del
SA (Diaz, 2012).
La
interacción explicaría la incapacidad de una planta de defenderse al mismo
tiempo y con igual efectividad tanto de patógenos como de insecto-plagas,
posiblemente existe una relación entre los
niveles de ácido jasmónico y los de ácido salicílico, niveles elevados de
salicilato inhiben la síntesis de ácido jasmónico y la capacidad de la planta
para responder a las señales provenientes de una herida, en plantas expuestas a
insectos herbiboros (Vivanco et al.,
2005).
En cuanto al aminoácido no proteico
(BABA) estudios demuestran la efectividad de inducción de la resistencia,
mejorando los mecanismos basales de defensa de las plantas y los metabolitos
secundarios en varias especies de plantas contra un gran número de patógenos de
plantas (hongos, bacterias, virus, nematodos, insectos.) (Ton et al., 2001, Conrath, 2006).
Por
otro lado, el ácido hexanoico (AHx), es un ácido monocarboxílico de cadena corta natural capaz de
inducir respuestas de defensa de la planta cuando se utiliza como un inductor
de defensa, el cual las activa
induciendo la acumulación de polisacáridos y las interacciones del ácido
salicílico (AS) y ácido jasmónico (JA) (Bou-Bosch et
al., 2014). Posiblemente estos compuestos no
interactúan a la concentración evaluada de 16 mM, que no fue suficiente para activar e inducir los
mecanismos de defensa o resistencia en
semillas de L. mutabilis al daño
ocasionado por larvas de D. platura
del orden Díptera, por lo que, el efecto de los activadores posiblemente se
basa en alguna interacción específica con el sistema de defensa de la planta.
El
MSB ha demostrado tener capacidad para activar o inducir resistencia a diversos
patógenos (West et al., 2001; Borges et al., 2009), se presenta como un activador de defensa efectivo, al
reforzar los mecanismos naturales de defensa en la planta, posiblemente
mediante un cambio en la dinámica de acumulación de las fitoalexinas biosintetizadas
en la planta durante la patogénesis (Walters y Fountaine, 2009). Posiblemente los efectos de repelencia
inducidos por MSB no se efectivizaron a la concentración de 20 mM para las
larvas de D. platura, por lo que se
detectó un mayor número de galerías en el eje embrionario y cotiledones.
Tratamiento con methyl jasmonato (MeJA) reportó el menor
promedio en las variables número de mordidas del eje embrionario y cotiledones,
numero de galerías en el eje embrionario y cotiledones al día catorce, escala de daño y
número de pupas para los tres cultivares INIAP-450, INIAP-451 y
Criolla, posiblemente el MeJA a la
concentración de 1 mM activa los
mecanismos de defensa o resistencia en la semillas de L. mutabilis al activar la vía del AJ y
posiblemente al producir compuestos volátiles como el C6-Aldehydos
(Avdiushko et al., 1997).
Se reporta que la hormona vegetal ácido
jasmónico (AJ) y su éster metílico methyl
jasmonato (MeJA), son señales comúnmente encontradas en tejidos sanos y
dañados, responsables de la activación de respuestas defensivas ante los daños
ocasionados, en la alimentación de los insectos herbívoros (Howe, 2004).
3.1.7 Altura de Planta al
día catorce
Los
valores de altura de planta al día catorce, se reportó diferencias altamente
significativas entre activadores con un valor Pr (>F) de 0.0006269***.
La
prueba de Tukey al 5% para el factor activador de la variable altura de planta
al día catorce (Cuadro 5), reportó dos rangos de significación, el tratamiento
con methyl jasmonato (MeJA) presentó la
mayor altura de planta con un valor promedio de 4.627cm y el tratamiento con ácido
DL-β-aminobutírico (BABA) obtuvo la menor altura de planta con un valor
promedio de 2.767cm.
Cuadro 5. Prueba de Tukey
al 5% para el factor activador de la variable altura de planta al día catorce
en la investigación: “Uso de activadores de defensa para el manejo de D. platura en semillas de chocho, L.
mutabilis, 2017”.
|
Tratamiento
|
Concentración (mM)
|
Media
|
Grupos
|
|
MeJA
|
1
|
4.627
|
a
|
|
MSB
|
20
|
3.737
|
a b
|
|
AS
|
1
|
3.727
|
a b
|
|
Control
|
-
|
3.360
|
b
|
|
AHx
|
15
|
3.090
|
b
|
|
BABA
|
50
|
2.767
|
b
|
Abreviaturas: Ácido
DL-β-aminobutírico (BABA), Menadiona sodio bisulfito (MSB), Ácido hexanoico
(AHx), Ácido salicílico (AS), Methyl Jasmonato (MeJA).
Los resultados de la variable
altura de planta en los tres cultivares INIAP-450, INIAP-451 y Criolla del bioensayo
de antibiosis, reportan que los tratamientos con
methyl jasmonato (MeJA), menadiona sodio bisulfito (MSB) y ácido salicílico (AS) presentarón el mayor
promedio de altura de planta en los tres cultivares INIAP-450, INIAP-451 y
Criolla.
De acuerdo a los datos reportados en la investigación, las
semillas de los tres cultivares INIAP-450, INIAP-451 y Criolla, que fueron tratadas con
los activadores de defensa anteriormente descritos, indica que la menadiona sodio bisulfito (MSB) descrito como regulador de crecimiento de las plantas con fuertes
propiedades redox, (Rao et
al., 1985; Emri et al., 1999)
posiblemente activó los mecanismos de defensa y alguna interacción con otros
compuestos que permitió el aumento en el desarrollo de la altura de las plantas
en comparación con los otros tratamientos, como los resultados que reportan en
el cultivar Criolla, que el ácido indol-3-acético libre (IAA) aumentó dos o
tres veces el desarrollo de las plantas y se correlacionó con el aumento en el
rendimiento en cultivos de tomate, pepino, pimiento y maíz (Rao et al., 1985; Borges et
al., 2009).
Actualmente,
se ha considerado al AS como un biorregulador del crecimiento de las plantas.
Entre los efectos que causa el AS en el desarrollo de los vegetales son de
inducción o inhibición, de la germinación o del crecimiento de raíz y
coleoptilo, inducción de la floración e inhibición de la misma, provoca cierre
de estomas y reducción de la transpiración, mantiene turgentes los estomas y
pulvinolos y altera la permeabilidad de los tilacoides (Sánchez-Chávez, 2011).
Los
jasmonatos son considerados como fitohormonas, se han encontrado en 150
familias y 206 especies de plantas,
además se ha demostrado que inhiben el crecimiento de ciertas partes de las
mismas y promueven la senescencia de las hojas y los tallos. Comprobándose que el AJ provoca efectos fisiológicos sobre
las plantas. La síntesis del AJ proviene de la denominada vía de los
octadecanoides (ácidos grasos de 18 átomos de carbono). Unas de las enzimas que
sintetizan AJ dentro del cloroplasto son las lipooxigenasas (LOX) (Weiler,
1997), (Barriga et al., 2011).
Por otro lado, los tratamientos control con agua destilada, ácido
DL-β-aminobutírico (BABA), ácido hexanoico (AHx) presentarón el menor promedio de altura de planta en los tres
cultivares INIAP-450, INIAP-451 y Criolla.
El efecto de la activación de los mecanismos de defensa o
resistencia de los tres activadores se debió a varios factores entre los cuales
se ha reportado que el activador BABA
puede estimular o inhibir el crecimiento y desarrollo de las plantas
dependiendo del grupo taxonómico de la planta, la concentración y dosis que se
aplica, como por ejemplo las plantas de Pennisetum glaucum (gramínea)
cultivadas a partir de semillas empapadas en solución de BABA 50 mM eran más
altas, tenían un peso fresco más alto y
un área de hoja más grande y se
desarrollaron rápidamente (Shailasree et
al., 2001).
Para
el caso del ácido hexanoico (AHx) el cual induce la acumulación de polisacáridos
en las paredes de las plantas y es efectivo para activar los mecanismos de
defensa ante la infección de patógenos como bacterias, hongos y virus
posiblemente inhibió el desarrollo de las plantas como respuesta al daño
ocasionado por larvas de D. platura.
Los
valores del número de galerías en cotiledones al día catorce, presentarón
diferencias altamente significativas entre activadores con un valor Pr (>F)
de 0.000222***.
La
prueba de Tukey al 5% para el factor activador de la variable número de galerías en cotiledones al día
catorce (Cuadro 6) presentarón dos rangos de significación, el tratamiento
methyl jasmonato (MeJA) con el menor número de galerías con un valor promedio
de7.5 galerías
y el tratamiento control con agua destilada con el mayor número de galerías con
un valor promedio de 18.92 galerías,
seguido del tratamiento con menadiona sodio bisulfito (MSB) con un valor
promedio de 13.33 galerías.
Cuadro 6. Prueba de Tukey
al 5% para el factor activador de la variable
número de galerías en cotiledones al día catorce en la investigación:
“Uso de activadores de defensa para el manejo de D. platura en semillas de chocho, L. mutabilis, 2017”.
|
Tratamiento
|
Concentración (mM)
|
Media
|
Grupos
|
|
Control
|
-
|
18.92
|
a
|
|
MSB
|
20
|
13.33
|
a b
|
|
AHx
|
16
|
12.17
|
a b
|
|
AS
|
1
|
10.08
|
b
|
|
BABA
|
50
|
7.83
|
b
|
|
MeJA
|
1
|
7.50
|
b
|
Abreviaturas: Ácido
DL-β-aminobutírico (BABA), Menadiona sodio bisulfito (MSB), Ácido hexanoico
(AHx), Ácido salicílico (AS), Methyl
Jasmonato (MeJA).
La
prueba de Friedman al 5% para la escala de daño al día catorce (Cuadro 7),
reportó diferencias significativas entre activadores con un valor F: 2.76 y un
P valor F: 0.02259335* , además se encontraron dos rangos de significación, el
tratamiento methyl jasmonato (MeJA) con la menor escala de daño con un valor promedio de 3.4 y el tratamiento
control con agua destilad con la mayor escala de daño con un valor promedio de
5.2, seguido del tratamiento
con ácido hexanoico (AHx) con un valor promedio de 4.5.
Cuadro 7. Prueba de
Friedman al 5% para el factor activador de la escala de daño al día catorce en
el cultivar INIAP-450 en la investigación: “Uso de activadores de defensa para
el manejo de D. platura en semillas de
chocho, L. mutabilis, 2017”.
|
Tratamiento
|
Concentración (mM)
|
Media
|
Grupos
|
|
Control
|
-
|
5.20
|
a
|
|
AHx
|
16
|
4.50
|
a b
|
|
AS
|
1
|
4.10
|
a b
|
|
MSB
|
20
|
4.00
|
a b
|
|
BABA
|
50
|
3.50
|
b
|
|
MeJA
|
1
|
3.40
|
b
|
Abreviaturas: Ácido
DL-β-aminobutírico (BABA), Menadiona sodio bisulfito (MSB), Ácido hexanoico
(AHx), Ácido salicílico (AS), Methyl
Jasmonato (MeJA).
3.2.6 Escala de daño en
el cultivar INIAP-451
La
prueba de Friedman al 5% para la escala de daño al día catorce (Cuadro 8),
presentó diferencias significativas
entre activadores con un valor F: 3.292683 y un P-valor F: 0.008718124**, se reportaron
dos rangos de significación, el tratamiento con methyl jasmonato (MeJA) con la
menor escala de daño con un valor promedio de 2.90 y el tratamiento control con
agua destilada con la mayor escala de daño con un valor promedio de 4.90, seguido del tratamiento con ácido
hexanoico (AHx) con un valor promedio de 4.80.
Cuadro 8. Prueba de
Friedman al 5% para el factor activador de la escala de daño al día catorce en
el cultivar INIAP-451 en la investigación: “Uso de activadores de defensa para
el manejo de D. platura en semillas de
chocho, L. mutabilis, 2017”.
|
Tratamiento
|
Concentración (mM)
|
Media
|
Grupos
|
|
Control
|
-
|
4.9
|
a
|
|
AHx
|
16
|
4.8
|
a
|
|
AS
|
1
|
3.8
|
a b
|
|
MSB
|
20
|
3.7
|
a b
|
|
BABA
|
50
|
3.5
|
b
|
|
MeJA
|
1
|
2.9
|
b
|
Abreviaturas: Ácido
DL-β-aminobutírico (BABA), Menadiona sodio bisulfito (MSB), Ácido hexanoico
(AHx), Ácido salicílico (AS), Methyl
Jasmonato (MeJA).
3.2.7 Escala de daño en
el cultivar Criolla
La
prueba de Friedman al 5% para la escala de daño al día catorce (Cuadro 9)
presentó diferencias altamente significativas entre activadores con un valor F:
5.020408 y un P-valor F: 0.0003995089***, se observaron tres rangos de
significación, el tratamiento con ácido salicílico (AS) con la menor escala de
daño con un valor promedio de 3.10 y el
tratamiento control con agua destilada con la mayor escala de daño con un valor
promedio de 5.30,
seguido del tratamiento con ácido DL-β-aminobutírico (BABA) con un valor
promedio de 4.30.
Cuadro 9. Prueba de
Friedman al 5% para el factor activador de la escala de daño al día catorce en
el cultivar Criolla en la investigación: “Uso de activadores de defensa para el
manejo de D. platura en semillas de
chocho, L. mutabilis, 2017”.
|
Tratamiento
|
Concentración (mM)
|
Media
|
Grupos
|
|
Control
|
-
|
5.3
|
a
|
|
BABA
|
50
|
4.3
|
a b
|
|
MSB
|
20
|
3.6
|
b c
|
|
MeJA
|
1
|
3.2
|
c
|
|
AHx
|
16
|
3.1
|
c
|
|
AS
|
1
|
3.1
|
c
|
Abreviaturas: Ácido
DL-β-aminobutírico (BABA), Menadiona sodio bisulfito (MSB), Ácido hexanoico
(AHx), Ácido salicílico (AS), Methyl
Jasmonato (MeJA).
3.2.8 Número de pupas de
D. platura
Los
valores de la variable número de pupas, se presentarón diferencias altamente
significativas entre activadores, con un valor de Pr (>F) 7.53e-09***.
La
prueba de Tukey al 5% para el factor activador de la variable número de pupas
(Cuadro 10), reportó tres rangos de significación, el tratamiento con methyl
jasmonato (MeJA) con el menor número de pupas con un valor promedio de 2 pupas
y el tratamiento control con agua destilada con el mayor número de pupas con un
valor promedio de 5.25 pupas,
seguido del tratamiento con ácido hexanoico (AHx) con un valor promedio
de 3.33 pupas.
Cuadro 10. Prueba de Tukey
al 5% para el factor activador de la variable número de pupas en la
investigación: “Uso de activadores de defensa para el manejo de D. platura en semillas de chocho, L. mutabilis, 2017”.
|
Tratamiento
|
Concentración (mM)
|
Media
|
Grupos
|
|
Control
|
-
|
5.25
|
a
|
|
AHx
|
16
|
3.33
|
b
|
|
BABA
|
50
|
3.16
|
b c
|
|
MSB
|
20
|
2.66
|
b c
|
|
AS
|
1
|
2.00
|
c
|
|
MeJA
|
1
|
2.00
|
c
|
Abreviaturas:
Ácido DL-β-aminobutírico (BABA), Menadiona sodio bisulfito (MSB), Ácido
hexanoico (AHx), Ácido salicílico (AS),
Methyl Jasmonato (MeJA).
Los
resultados de las variables número galerías en cotiledones, escala de daño al día catorce y número de
pupas, de cada tratamiento del bioensayo de antixenosis se reportan, tratamientos con mayor número de galerías en
cotiledones, escala de daño y pupas para los tres cultivares, INIAP-450,
INIAP-451 y Criolla correspondieron a los tratamientos: control con agua
destilada, menadiona sodio bisulfito (MSB), ácido hexanoico (AHx) y ácido
DL-β-aminobutírico (BABA).
Es probable que estos activadores de defensa, tengan un
efecto limitante en la resistencia a insectos, al activar la vía del AS,
se ha reportado que interfiere o reduce la resistencia a insectos herbívoros en
plantas tratadas con SA o infectadas con patógenos inductores del SA. Es decir
que esta interacción explicaría la incapacidad de una planta de defenderse al
mismo tiempo y con igual efectividad tanto de patógenos como de insecto plagas a nivel
molecular e encontraron ciertos genes de resistencia a patógenos,
como por ejemplo NPR1y PR1 (Diaz,
2012). Existe una relación entre los niveles de ácido jasmónico y los de ácido
salicílico, niveles elevados de salicilato inhiben la síntesis de ácido
jasmónico y la capacidad de la planta para responder a las señales provenientes
de una herida en plantas expuestas a insectos herbiboros (Vivanco et al., 2005).
Los
efectos de los activadores de defensa DL-β-aminobutírico (BABA) y menadiona sodio bisulfito (MSB) fuerón discutidos
anteriormente en las variables: tratamientos con mayor promedio en número de
mordidas en el eje embrionario y cotiledones; número de galerías en el eje
embrionario y cotiledones para los tres cultivares INIAP-450, INIAP-451 y
Criolla del bioensayo de
antibiosis.
El ácido hexanoico (AHx) activa de forma temprana las
defensas de amplio espectro mediante la inducción de la deposición callosa en la vía del ácido salicílico (SA) y
tiene un efecto de protección anti-oxidante lo que podría ser crítico para
limitar la infección de necrótrofos. (Bou-
Bosch et al., 2014). El AHX se acumula en la parte aérea de la
planta, lo que sugiere que la protección pueda resultar de interacciones
específicas con los sistemas de defensa de las plantas (Kohler et al., 2002).
Tratamientos con menor promedio en las variables número de
galerías en cotiledones, escala de daño
al día catorce y número de pupas para
los tres cultivares INIAP-450, INIAP-451 y Criolla se reportaron los
tratamientos con methyl jasmonato (MeJA) y
con ácido salicílico (AS).
Se reporta que la hormona vegetal ácido
jasmónico (AJ) y su éster metílico, methyl jasmonato (MeJA), son señales comúnmente
encontradas en tejidos sanos y dañados, responsables de la activación de
respuestas defensivas ante los daños ocasionados, en la alimentación de los
insectos herbívoros (Howe, 2008). Se ha
probado que la aplicación exógena en plantas del activador de defensa, methyl
jasmonato (MeJ), estimuló la resistencia directa contra los insectos herbívoros
en una amplia variedad de cultivos.
La
resistencia directa de las plantas mediada por los jasmonatos se manifiesta por
la reducción de la fecundidad, crecimiento y supervivencia de los insectos. La
activación de genes en las plantas por el ataque de patógenos o por heridas
mecánicas provoca la síntesis de sustancias de defensa como el inhibidor de
proteasas o la polifenol oxidasa; fitoalexinas como la nicotina y compuestos
orgánicos volátiles de las interacciones planta-planta y planta-insecto, los
cuales son emitidos por las hojas después del tratamiento con MeJA (Eng,
Sánchez, 2008; Wang et al., 2009).
Por
otro lado, el AS ha sido propuesto como activador de RSA debido a que tiene
actividad inhibidora de una isoenzima catalasa implicada en convertir el H2O2
en H2O y O2, lo que da lugar a la acumulación de Especies Reactivas de Oxígeno
(ROS) que actúan como activadores secundarios de los genes como por ejemplo
NPR1 y PR1 responsables de la RSA (Chen et
al., 2001).
Los
valores de altura de planta al día catorce, se presentarón diferencias
altamente significativas entre activadores con un valor Pr (>F) de
0.000423***.
La
prueba de Tukey al 5% para el factor activador de la variable altura de planta
al día catorce (Cuadro 11) presentó tres rangos de significación, el
tratamiento con methyl jasmonato (MeJA) obtuvo la mayor altura de planta con un
valor promedio de 10.12 cm y el tratamiento control con agua destilada con
menor altura de planta con un valor promedio de 5.987 cm.
Cuadro 11. Prueba de Tukey
al 5% para el factor activador de la variable altura de planta al día catorce
en la investigación: “Uso de activadores de defensa para el manejo de D. platura en semillas de chocho, L. mutabilis, 2017”.
|
Tratamiento
|
Concentración (mM)
|
Media
|
Grupos
|
|
MeJA
|
1
|
10.12
|
a
|
|
MSB
|
20
|
8.978
|
a b
|
|
BABA
|
50
|
8.718
|
a b
|
|
AHx
|
16
|
7.840
|
a b c
|
|
AS
|
1
|
6.838
|
b c
|
|
Control
|
-
|
5.987
|
c
|
Abreviaturas:
Ácido DL-β-aminobutírico (BABA), Menadiona sodio bisulfito (MSB), Ácido
hexanoico (AHx), Ácido salicílico
(AS), Methyl Jasmonato (MeJA).
Los resultados de la variable altura de planta de los tres
cultivares INIAP-450, INIAP-451 y Criolla, del
bioensayo de antixenosis, se observa una variación de los valores de
altura promedio de planta por cada tratamiento en los tres cultivares
anteriormente descritos.
Los tratamientos con methyl jasmonato (MeJA), menadiona sodio
bisulfito (MSB) y ácido
DL-β-aminobutírico (BABA) presentarón el mayor
promedio de altura de planta en los tres cultivares INIAP-450, INIAP-451 y Criolla, no así los tratamientos
control con agua destilada, ácido salicílico (AS) y ácido hexanoico
(AHx) que presentarón el menor promedio de altura de
planta en los tres cultivares de L. mutabilis. A diferencia de los
resultados del bioensayo de antibiosis, el efecto de los activadores en el
desarrollo de las plantas no se presentó en el tratamiento con ácido salicílico
(AS) en el cultivar INIAP-451.
Los efectos de los cinco activadores de defensa en la
variable altura de planta se discutieron en el bioensayo de antibiosis.
Conclusiones
Al aplicar los activadores de defensa en semillas de L. mutabilis, en los tres cultivares
INIAP-450, INIAP-451 y Criolla mediante los bioensayos de antibiosis y
antixenosis se determinó que el activador methyl jasmonato (MeJA) a una
concentración de 1mM activa los mecanismos de defensa o resistencia al daño
causado por larvas de D. platura al
presentar el menor daño comparado con los efectos de los otros activadores y
tratamiento control; por lo que se podría considerar como una alternativa de
manejo.
Se
observó que la aplicación de los activadores de mecanismos de defensa en
semillas de L. mutabilis de los tres
cultivares INIAP-450, INIAP-451 y Criolla, en los bioensayos de antibiosis y
antixenosis, promovieron el desarrollo de las plántulas, reportándose el
activador methyl jasmonato (MeJA) con mejores resultados.
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