Radiación gamma y manejo nutrimental en la producción y calidad del chile chilhuacle (Capsicum annuum L Solanaceae)

Abstract

Existen factores adversos como sequía, calor, frío, infecciones por patógenos, que tiene un impacto negativo sobre el rendimiento de los cultivos a nivel mundial. Por tanto, el potencial de rendimiento debe incrementarse frente a estos problemas. El mejoramiento de los cultivos sigue siendo una necesidad importante, puesto que aún no hemos sido capaces de satisfacer la demanda de alimentos a nivel mundial. La radiación gamma es un método eficaz para inducir mutagénesis en los organismos vivos y se emplea para el mejoramiento genético de plantas. El objetivo del presente investigación fue evaluar diferentes dosis de rayos gamma (RG) en semillas de chile chilhuacle, así como analizar las respuestas fisiológicas, la producción y calidad de frutos en plantas regadas con solución nutritiva bajo diferentes niveles de potencial osmótico (PO) en condiciones de invernadero; además de identificar los polimorfismos de los posibles mutantes por RG con el uso de marcadores moleculares RAPD. Primero se evaluaron los parámetros fisiológicos en plántulas por el efecto de siete dosis de radiación gamma (RG) (0, 10, 20, 40, 80, 120 y 160 Gy), en otro experimento fueron seleccionados tres dosis de RG (0, 10, 80 y 120 Gy) y las plantas fueron adaptadas a diferentes potenciales osmóticos (PO) (‒ 0.036, ‒ 0.072, ‒ 0.092 y ‒ 0.108 MPa) de la solución nutritiva en hidroponía. Las dosis de radiación gamma tuvieron efectos significativos en las lecturas SPAD, altura de planta, diámetro de tallo y volumen radical. Con 80 y 120 Gy hubo incrementos de aminoácidos y azúcares en hojas y frutos. Con la RG de 10 Gy y el PO de ‒ 0.072 y ‒ 0.092 MPa se obtuvieron los valores más altos en las variables de rendimiento. Dos plantas mutantes de fruto con pericarpio de color rojo se obtuvieron con 10 y 120 Gy, inicialmente la irradiación de semillas fueron provenientes de frutos negros. Un total de 57 fragmentos de PCR se amplificaron, 12 fragmentos revelaron polimorfismo con promedio de 2.4 bandas polimórficas por primers. Los resultados mostraron evidencias de que el uso de la RG es un método potencialmente eficaz para inducir variación en chile chilhuacle. Los cambios genotípicos en los mutantes se expresan fenotípicamente como mayor incremento en el número de frutos por planta en el PO de ‒ 0.072 y ‒ 0.092 MPa respectivamente. _______________ GAMMA RADIATION AND NUTRIMENTAL MANAGEMENT IN THE PRODUCTION AND QUALITY OF CHILE CHILHUACLE (Capsicum annuum L. Solanaceae). ABSTRACT: There are adverse factors such as drought, heat, cold, infections by pathogens, which has a negative impact on crop yield worldwide. Therefore, the performance potential must increase in the face of these problems. The improvement of crops continues to be an important need, since we have not yet been able to meet the demand for food worldwide. Gamma radiation is an effective method to induce mutagenesis in living organisms and is used for the genetic improvement of plants. The objective of the present investigation was to evaluate different doses of gamma rays (GR) in chilhuacle chili seeds, as well as to analyze the physiological responses, production and quality of fruits in plants irrigated with nutrient solution under different levels of osmotic potential (OP) in greenhouse conditions; besides identifying the polymorphisms of the possible mutants by RG with the use of RAPD molecular markers. First the physiological parameters in seedlings were evaluated by the effect of seven doses of gamma radiation (GR) (0, 10, 20, 40, 80, 120 and 160 Gy), in another experiment three doses of GR were selected (0, 10, 80 and 120 Gy) and the plants were adapted to different osmotic potentials (OP) (‒ 0.036, ‒ 0.072, ‒ 0.092 and ‒ 0.108 MPa) of the nutrient solution in hydroponics. Gamma radiation doses had significant effects on SPAD readings, plant height, stem diameter and root volume. With 80 and 120 Gy there were increases of amino acids and sugars in leaves and fruits. With the RG of 10 Gy and the OP of ‒ 0.072 and ‒ 0.092 MPa, the highest values were obtained in the performance variables. Two fruit mutant plants with red pericarp were obtained with 10 and 120 Gy, initially the irradiation of seeds were from black fruits. A total of 57 PCR fragments were amplified, 12 fragments revealed polymorphism with an average of 2.4 polymorphic bands per primers. The results showed evidence that the use of GR is a potentially effective method to induce variation in chili chilhuacle. The genotypic changes in the mutants are phenotypically expressed as a greater increase in the number of fruits per plant in the OP of ‒ 0.072 and ‒ 0.092 MPa respectively.