Germinación de Panicum virgatum L. y Chloris gayana Kunth en condiciones de salinidad y alcalinidad y efectos del priming de las semillas sobre la germinación y crecimiento de plántulas de Panicum virgatum L.

Abstract

Los objetivos del presente trabajo fueron: i) Evaluar y comparar parámetros relacionados a la germinación de Panicum virgatum L. cv. Shawnee (Pv) y Chloris gayana Kunth cv. Finecut (Cg) en condiciones de salinidad y alcalinidad; ii) Evaluar el efecto del osmo-priming de las semillas con soluciones de KCl sobre la germinación y crecimiento inicial de plántulas de Pv en condiciones de salinidad y alcalinidad; ii) Evaluar el efecto del priming con reguladores del crecimiento vegetal sobre la germinación de semillas de Pv en condiciones de salinidad y alcalinidad. Para cumplir con el primer objetivo, semillas de Pv y Cg se incubaron en agua o en soluciones de 2 concentraciones de sales de Na+ (25 y 100 mM) y 3 pHs (6,4; 9,3 y 10). Los tratamientos consistieron en la combinación de sales de Na+ neutras (NaCl y SO4Na) y alcalinas (NaHCO3 y Na2CO3) en proporciones 9:1 (pHs 6,4 y 9,3, respectivamente) y 1:1 (pHs 6,4 y 10, respectivamente). Los tratamientos resultantes fueron: 25mM-pH6,4 (control); 25mM-pH9,3; 25mM-pH10; 100mM-pH6,4; 100mM-pH9,3 y 100mM-pH10. Diariamente se registraron las semillas germinadas y a los 28 días se calculó la germinación acumulada, el tiempo al 50 % de la germinación (T50) y la velocidad de germinación (VG). La germinación acumulada se expresó como porcentaje de la germinación en agua (GR). Con el fin de cumplir el segundo objetivo, semillas de Pv se pre-trataron en agua (hidro-priming) o en soluciones de KCl (0,1; 0,3; 0,45 M) y luego se incubaron en agua (control de incubación) o en soluciones de 2 concentraciones de sales de Na+ (25 y 100 mM) neutras y alcalinas en proporción 9:1 (pH 6,4 y 9,3, respectivamente). Los tratamientos resultantes fueron: agua (control de incubación); 25mM-pH6,4; 25mM-pH9,3; 100mM-pH6,4 y 100mM-pH9,3. A medida que germinaban, las semillas se transferían a una solución nutritiva completa con el mismo tratamiento salino/alcalino del periodo de germinación. A los 13 días desde la siembra se cosecharon las plántulas y se determinaron el contenido relativo de agua (CRA), el peso seco del vástago (PSv) y la raíz (PSr), el porcentaje de pérdida de electrolitos del vástago (PPEv) y la raíz (PPEr), y los contenidos de K+ y Na+ del vástago y la raíz. Para cumplir el tercer objetivo, semillas de Pv se pre-trataron en agua o en soluciones de diferentes concentraciones de ácido giberélico (GA3), ácido salicílico (AS) y cinetina (CIN) y luego se incubaron en agua o en soluciones de 3 concentraciones de sales de Na+ (25, 50 y 100 mM) neutras y alcalinas en proporción 9:1 (pH 6,4 y 9,3 respectivamente). Los tratamientos resultantes fueron agua (control); 25mM-pH6,4; 25mM-pH9,3; 50mM-6,4; 50mM-pH9,3; 100mM-pH6,4 y 100mM-pH9,3. En ambos casos diariamente se registraron las semillas germinadas y a los 18 días se calculó la G, el T50 y la VG. El tratamiento control para el priming consistió en semillas sin pre-tratar. A partir de la comparación de la germinación de Cg y Pv, se observó que las semillas de ambas especies incubadas en 25mM-pH6,4; 25mM-pH9,3; 25mM-pH10 y 100mM-pH6,4 presentaron valores de GR iguales o superiores al 90 %. En cambio, la combinación de 100 mM de sales de Na+ y pH alcalino (pH = 9,3/10) redujo drásticamente la GR de ambas especies. Cg presentó mayor GR, VG y menor T50 que Pv en condiciones de salinidad moderada y alcalinidad (100mM-pH9,3). A partir de semillas de Pv sometidas a pre-tratamientos de hidro y osmo-priming e incubadas en soluciones con diferentes niveles de salinidad y pH se observó que la combinación de 100 mM de sales de Na+ y pH neutro redujo la G en menos de un 10 % pero indujo una reducción de la VG del 30 % y un incremento del T50 de más del 60 % en relación al control. El aumento del pH en presencia de 25 mM de sales de Na+ indujo un incremento menor del T50 (10%), que el inducido por el incremento de la salinidad de 25 a 100 mM en presencia de pH neutro (50 %). El pre-tratamiento de las semillas con KCl mejoró el T50 y la VG respecto de las semillas sin pre-tratar, sin embargo ninguno superó al efecto del hidro-priming. El CRA de las plántulas de Pv se mantuvo relativamente estable frente a las condiciones del medio de incubación, sólo la salinidad moderada lo redujo en menos de un 6 %. El PSr fue más sensible a las condiciones del medio de incubación que el PSv. La incubación en 25mM-pH9,3 afectó sólo el PSr. La incubación en 100mM-pH6,4 indujo una reducción moderada del PSv (25,79 %) y severa del PSr (49,30 %). El osmo-priming incrementó el PSv y el PSr de las plántulas en relación al control. El aumento de la salinidad (de 25 a 100 mM) indujo incrementos más marcados del PPEr, PPEv y del contenido de Na+ del vástago que el incremento del pH. En cambio, ambos factores indujeron incrementos similares del contenido de Na+ de la raíz. El incremento del pH indujo una disminución más marcada de los contenidos de K+ del vástago y la raíz que el incremento de la salinidad. El osmo-priming de las semillas en KCl 0,45 M indujo las mayores reducciones en el contenido de Na+ del vástago, tanto en condiciones de salinidad moderada como pH elevado. El priming de semillas de Pv con reguladores del crecimiento vegetal no mejoró la VG y el T50 respecto de las semillas pre-tratadas en agua cuando la concentración salina del medio de incubación era ≤25 mM, independientemente del pH. En cambio, en las semillas incubadas en 50 mM-pH6,4, el pre-tratamiento con GA3-1,2 incrementó la VG respecto del control. El pre-tratamiento con AS-0,1 y AS-0,5 redujo el T50 de las semillas incubadas en 100mM-pH6,4 respecto del control y del hidro-priming. El hidro-priming redujo la G y la VG e incrementó el T50 de las semillas incubadas en 50mM-pH9,3 respecto de las semillas sin pre-tratar. Ninguna de las concentraciones de CIN mejoró los parámetros evaluados. Conclusiones: i) Cg posee mayor tolerancia a niveles altos de estrés salino/alcalino (sal 100 mM y pH 9,3 ó 10) en el estadio de germinación que Pv; ii) El incremento del pH afecta las variables relacionadas a la germinación de Pv en función del nivel de salinidad considerado. En salinidad 25 mM el incremento del pH no afecta la G, el T50 ni la VG. En cambio, el incremento del pH en presencia de 50 mM de sales de Na+ reduce la G, la VG e incrementó el T50, y en presencia de 100 mM inhibe la G; iii) El osmo-priming induce el incremento del PSr en relación al control (sin priming); iv) El osmo-priming de las semillas con KCl 0,45 M induce la menor acumulación de Na+ en el vástago de las plántulas cultivadas en 25mM-pH9,3; vi) El pre-tratamiento con AS-0,1 y AS-0,5 reduce el T50 semillas incubadas en 100mM-pH6,4 en relación al control y al hidro-priming.