Expresión fisiológica y bioquímica del deterioro natural y artificial de semillas de Physalis ixocarpa Brot

Abstract

México es centro de origen del tomate de cáscara (Physalis ixocarpa Brot.), el cual ocupa el cuarto lugar dentro de las especies olerícolas. La investigación en esta especie es escasa, particularmente en los procesos que ocasionan el deterioro de las semillas almacenadas, fenómeno que provoca una pérdida anual hasta de 10 % de germinación. La presente investigación se llevó a cabo en tres fases. En la primera se evaluaron respiración y contenido de ácidos grasos y su correlación con perdida de germinación y vigor en semillas deterioradas de P. ixocarpa var. CHF1-Chapingo, almacenadas hasta por siete años en una bodega sin control de clima. En la segunda fase, se evaluaron las mismas variables en semillas sometidas a envejecimiento acelerado (deterioro artificial). Finalmente, en la tercera fase se elaboró un modelo matemático para estimar la viabilidad de semillas almacenadas en una bodega sin control de temperatura ni humedad relativa ubicada en el Valle de México. En la primera fase se encontró que semilla almacenada hasta por siete años perdió capacidad germinativa a una tasa anual de 11 %. El ácido linoleico mostró una disminución constante conforme aumentó el tiempo de almacenamiento, de tal manera que al séptimo año la disminución fue del 94 %. La actividad respiratoria también mostró un decremento constante desde el primer año de almacenamiento. La germinación correlacionó positivamente con velocidad de emergencia de radícula (r = 0.99; P ≤ 0.01), actividad respiratoria (r = 0.79; P ≤ 0.01) y contenido del ácido linoleico (r = 0.78; P ≤ 0.01); así, tanto la actividad respiratoria como el contenido del ácido linoleico están involucrados en la disminución de la germinación y vigor conforme aumenta el tiempo de almacenamiento. En la segunda fase se observó que los tratamientos de envejecimiento acelerado no cambiaron significativamente la composición de ácidos grasos en las semillas. El tratamiento de 50 °C combinado con 65 % de humedad relativa provocó una disminución promedio de 63 % en la germinación, así como un decremento en la respiración a valores inferiores a 0.1 mL de CO2 g-1 h-1. De igual manera, la velocidad de emergencia de radícula disminuyó 75 % al subir la temperatura de 45 a 50 °C. La respiración correlacionó positivamente con la pérdida de germinación (r = 0.84; P ≤ 0.01) y velocidad de emergencia de radícula (r = 0.98; P ≤ 0.01); así, la disminución de respiración fue la principal causante del deterioro en semillas envejecidas artificialmente. Finalmente, en la tercera fase se mostró que la predicción del contenido de humedad de la semilla en el rango de 5 a 14 %, adecuado para preservar la longevidad de la semilla. La mejor calibración de la ecuación de viabilidad de Ellis y Roberts fue cuando se optimizaron simultáneamente CH, CW, y Ki con el método Simplex en donde los cambios en los parámetros fueron menores a 4.6 %, el error fue 3.4 % y R2 alto. La viabilidad de la semilla fue mayor o igual a 85 % hasta 263 d de almacenamiento y se alcanzó el 50 % de viabilidad en cuatro años y cinco meses. _______________ PHYSIOLOGICAL AND BIOCHEMICAL EXPRESSION OF NATURAL AND ARTIFICIAL SEED DETERIORATION OF Physalis ixocarpa Brot. ABSTRACT : Mexico is origin center of husk tomato (Physalis ixocarpa Brot.), which occupies the fourth place among the horticultural species. The investigation in this species is still scarce, particularly about the processes that cause seed deterioration in stored seeds, phenomenon that provoke a annual loss of 10 % in the germination. The investigation was carried out in three phases. In the phase one, the respiration and content of fatty acids were correlationated with the loss of germination and vigor in P. ixocarpa seeds var. CHF1-Chapingo stored from two months as far as seven years in a store without control of both, temperature and relative humidity. In the second phase the same variables were evaluated in seeds with accelerated aging (artificial seed deterioration). Finally, in the third phase, a mathematical model was elaborated to estimate the viability of seeds stored in a store without control of both, temperature and relative humidity. It store is localized in the Valley of Mexico. In the first phase was found that the seed stored as far as seven years missed germinative capacity in a rate annual of 11 %. The linoleic acid showed a constant decrease in accordance with the time of storage, in such a way that in the seventh year showed a decreased of 94 %. The respiratory activity also showed a constant decrease since the first year of storage. The germination correlationed positively with the speed of root emergence (r = 0.99; P ≤ 0.01), respiratory activity (r = 0.79; P ≤ 0.01) and content of linoleic acid (r = 0.78; P ≤ 0.01). In this way both, the respiratory activity and content of linoleic acid are involved in the decrease of the germination and vigor in accordance with the increase of the time of storage. In the second phase was observed that the treatments of accelerated aging did not change significatively the fatty acids content in seeds. The treatment of 50 °C with 65 % of relative humidity caused a decrease average of 63 % in germination and a decrease in respiration with values lower than 0.1 mL of CO2 g-1 h-1. Similarly, the speed of root emergence decreased 75 % when the temperature increased from 45 to 50 °C. The respiration correlationed positively with the loss of germination (r = 0.84; P ≤ 0.01) and speed of root emergence (r = 0.98; P ≤ 0.01). In this way, the decrease in the respiration was the main factor that caused deterioration in husk tomato seeds aged artificially. Finally, in the third phase, the mathematical model showed that the prediction of seed moisture was in a rank from 5 to 14 %, what is adequate to protect the seed longevity. The best calibration of the Ellis and Roberts viability equation was when CH, CW, and Ki were simultaneously optimized with the Simplex method, which, the changes in these parameters were smaller than 4.6 %, the error was 3.4 % and the R2 was high. The seed viability was major or equal than 85 % until 263 d of storage and reached 50 % of viability at fourth years and five months.