Conservación de semillas de algodón nativo (Gossypium spp.): análisis físico, fisiológico y bioquímico.

Abstract

México es el centro de origen y de diversidad genética del algodón, G. hirsutum y se reporta además, la presencia de 11 especies diploides endémicas. Para sugerir estrategias de conservación a largo plazo para las especies silvestres de Gossypium, fue necesario, realizar un análisis integral sobre los caracteres físicos, fisiológicos y bioquímicos que influyen en la conservación de las semillas de algodón nativo de México. Esta investigación se realizó de manera conjunta, entre el Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo y el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, Campo Experimental Valle de México. Se evaluaron diferentes técnicas de calidad de semillas como: la prueba de rayos X, el análisis digital de imágenes, la prueba de tetrazolio, la prueba de germinación estándar, la prueba de vacío y el valor nutricional. Adicionalmente, se determinó las características físicas y químicas en diferentes papeles sustratos para germinación de semillas. Diferencias significativas (P<0.0001) se registraron en todos los estudios realizados en esta investigación. En la prueba de rayos X mostró que las semillas de algodón tienen forma ovoide y con base en el porcentaje que ocupa el embrión y los espacios libre internos en la semilla de algodón se obtuvo patrones de clasificación con al menos seis categorías. En cuanto a la caracterización física mediante el análisis digital de imágenes, se identificaron tres grupos con características contrastantes entre las especies de algodón, sobresaliendo en el Grupo I G. hirsutum, que se caracterizó por tener valores altos de peso de mil semillas y ancho de semilla; el Grupo II está integrado por G. shwendimanii (D11) quien presentó mayor área, perímetro y longitud de semilla; en el Grupo III, G. aridum (D4) y G. lobatum (D7) con mayor peso hectolítrico de la semilla, por lo que estos atributos físicos juegan un papel importante en la caracterización de las especies de Gossypium nativas de México. En la prueba de tetrazolio se encontró, que evaluar la viabilidad en semillas de G. lobatum se mejora significativamente utilizando concentraciones de 0.75 a 1.0 % y tinción de 14 horas. Concentraciones de 1.25 y 1.50 % por más de 12 horas, no evaluaron adecuadamente los tejidos vitales del embrión y es difícil interpretar la prueba. Referente a la evaluación de los sustratos para germinación destaca, que el espesor, la capacidad de retención del agua, la absorción capilar, el porcentaje de cenizas y la conductividad eléctrica fueron los caracteres físicos y químicos que apoyaron para diferenciar entre los sustratos. Se identificaron que los sustratos Servitoalla Blanca Kleenex Jumbo, Toalla Interdoblada color Blanco Pacific Blue, Servilleta Blanca Kleenex y Servitoalla Blanca Kleenex Duramax como los más sobresalientes por sus características físicas y químicas las cuales, influyeron en la germinación y ii el vigor de las semillas de G. hirsutum. En la prueba de vacío se encontró que la especie con mejor calidad fisiológica fue G. hirsutum y el sustrato que permitió expresar mayor vigor en las semillas de algodón fue el papel Versa Pak. Además, la cantidad de oxígeno estimada para los diferentes niveles de vacío, influyó en la germinación y el vigor de las semillas de algodón. En el valor nutricional de las semillas de algodón se obtuvo que la especie G. lobatum tuvo mayor concentración de proteína y G. hirsutum de fibra café la mayor cantidad de extracto etéreo. Los ácidos grasos presentes en las semillas de algodón fueron linoleico, oleico, palmítico, esteárico y araquídico. La especie G. hirsutum, tuvo el nivel más alto de los ácidos linoleico y oleico, mientras que las semillas de G. lobatum tuvieron una mayor concentración de ácido palmítico y de esteárico. _______________ CONSERVATION OF NATIVE COTTONSEEDS (Gossypium spp.): PHYSICAL, PHYSIOLOGICAL AND BIOCHEMICAL ANALYSIS. ABSTRACT: Mexico is the center of origin and genetic diversity of cotton, G. hirsutum and is also reported the presence of 11 endemic diploid species. To suggest long-term conservation strategies for the wild species of Gossypium, it was necessary to carry out a comprehensive analysis of the physical, physiological and biochemical characteristics that influence the conservation of native cottonseeds in Mexico. This research was carried out jointly, between the Postgraduate College, Campus Montecillo and the National Institute of Forestry, Agricultural and Livestock Research, Valle de México Experimental Field. Different seed quality techniques were evaluated such as: the X-ray test, the digital image analysis, the tetrazolium test, the standard germination test, the vacuum test and the nutritional value. Additionally, the physical and chemical characteristics of different substrates for seed germination were determined. Significant differences (P <0.0001) were recorded in all the studies conducted in this investigation. In the X-ray test showed that the cotton seeds are ovoid and based on the percentage occupied by the embryo and the internal free spaces in the cottonseed was obtained classification patterns with at least six categories. In terms of physical characterization through digital image analysis, three groups with contrasting characteristics among cotton species were identified, standing out in Group I G. hirsutum, which was characterized by having high values of a thousand seeds and width of seed; Group II is composed of G. shwendimanii (D11) who presented the greatest area, perimeter and length of seed; in Group III, G. aridum (D4) and G. lobatum (D7) with greater weight of the seed, so these physical attributes play an important role in the characterization of Gossypium species native to Mexico. In the tetrazolium test it was found that evaluating the viability in seeds of G. lobatum is significantly improved using concentrations of 0.75 to 1.0 % and staining for 14 hours. Concentrations of 1.25 and 1.50 % for more than 12 hours, did not adequately evaluate the vital tissues of the embryo and it is difficult to interpret the test. Regarding the evaluation of substrates for germination stresses, that the thickness, water retention capacity, capillary absorption, percentage of ash and electrical conductivity were the physical and chemical characteristics that supported to differentiate between the substrates. The substrates Servitoalla Blanca Kleenex Jumbo, Interwoven Towel White Pacific Blue, White Serviette Kleenex and Servitoalla Blanca Kleenex Duramax were identified as the most outstanding for their physical and chemical characteristics which, influenced the germination and vigor of the seeds of G hirsutum In the vacuum test it was found that the species with the best physiological quality was G. hirsutum and the substrate that allowed to express greater vigor in the cottonseeds was the Versa Pak paper. In addition, the amount of oxygen estimated for the different vacuum levels iv influenced the germination and vigor of the cotton seeds. In the nutritional value of the cottonseeds it was obtained that the species G. lobatum had higher protein concentration and G. hirsutum of brown fiber the greater amount of ether extract. The fatty acids present in the cotton seeds were linoleic, oleic, palmitic, stearic and arachidic. The species G. hirsutum, had the highest level of linoleic and oleic acids, while the seeds of G. lobatum had a higher concentration of palmitic and stearic acid.