PDI Actividad nº 7 MULTIPLICACIÓN DE PLANTAS

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REPRODUCCIÓN SEXUAL. PREGERMINACIÓN SEMILLAS CALIBRADAS Y PILDORAS. ESTRATIFICACIÓN. ESCARIFICACIÓN, VERNALIZACIÓN, DEGENERACIÓN DE SEMILLAS. POLINIZADORES. MULTIPLICACIÓN ASEXUAL. MICROPROPAGACIÓN. REPRODUCCIÓN SEXUAL DE LOS HELECHOS

1. -Reproducción sexual. 2. -Factores o propiedades a tener en cuenta. 3. .-Pregerminación 4. .-Letargo de las semillas 5. .-Semillas calibradas y píldoras. Finalidad. 6. .-Estratificación. Tipos. 7. -Escarificación. Tipos 8. –Multiplicación asexual

1.-REPRODUCCIÓN SEXUAL La propagación sexual o por semillas, requiere como su nombre indica, que se formen semillas. Para que esto ocurra, tiene que producirse la unión de dos células sexuales (masculina y femenina) llamadas gametos, que se encuentran en los órganos sexuales de las plantas (flores) y forman al unirse un huevo o cigoto. De éste saldrá la semilla y por tanto la creación de un individuo (ciclo biológico), con características que reflejan la contribución de ambos progenitores. Una semilla está compuesta por:

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-

Un embrión, que puede ser o no viable,

-

por materiales destinados a nutrir al embrión (albumen o cotiledones)

-

por una envuelta protectora o “epispermo” que a su vez tiene una capa externa llama Testa y otra interna llamada tegmen.

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Propagación sexual: Denominamos propagación o reproducción sexual al proceso de perpetuación sexual de una planta con la intervención de sus órganos sexuales formando el gameto masculino (anterozoide) y el gameto femenino (oosfera), y de la unión de estos el huevo o zigoto. Este zigoto da lugar a un fruto que contendrá una o varias semillas. Si la semilla se siembra en un medio idóneo dará lugar a un ser vivo distinto a sus progenitores. Fases de la propagación sexual: Floración: Antes se da un periodo vegetativo y es necesario que la planta haya alcanzado la madurez prefloral. Una vez alcanzada, algunas plantas florecen sin necesidad causas externas, pero otras, necesitan fenómenos o factores como luz o temperatura. En este punto las plantas se distinguen en plantas monoicas: flores separadas de los dos sexos pero en una misma planta, y plantas dioicas (flores masculinas y femeninas en pies separados, plantas macho y plantas hembra). Polinización: Mecanismo por el cual el polen producido en las anteras maduras es trasladado al estigma. La fecundación es la unión de los gametos femeninos y masculinos, por lo que hay un proceso intermedio entre polinización y fecundación. El polen tiene que germinar, pasar por un tubo polínico hasta llegar al órgano femenino. Tipos de polinización: Anemófila: por viento. Plantas alógamas: polinización cruzada. Entomófila: por insectos. Autopolinización. Plantas autógamas.

• • •

Fecundación: Fusión de gametos para formar el huevo o zigoto. En las plantas autógamas estas se autofecundan, precisando que sean hermafroditas (posean los 2 órganos sexuales). Debe haber una maduración simultánea de estambres y estigma, y que exista compatibilidad entre gametos. No debe ser posible la llegada de polen extraño. En las plantas alógamas, estas son plantas de fecundación cruzada. Puede ser debido a que las plantas no son autofértiles, o a autoesterilidad: (Protandria: gametos masculinos maduran antes que los femeninos. Protoginia: gametos femeninos maduran antes que los masculinos). Formación del fruto: A veces se da sin fecundación previa: Partenogénesis o partenocarpia, dando lugar a frutos sin semillas (interesante desde el punto de vista comercial) Maduración: Exportación de sustancias elaboradas y acumuladas en los órganos de reserva por la planta a la semilla. Es necesaria una parada vegetativa (aminoración de fotosíntesis, menor absorción de agua y materia orgánica). Las etapas de la maduración conlleva: Intensa multiplicación celular (frutos y semillas aumentan rápidamente de peso), enriquecimiento energético (prótidos, glúcidos y lípidos), y desecación (pérdida de agua lenta y gradual).

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La multiplicación por semillas es, en general, el sistema más eficaz, económico y de menor riesgo de transmisión de patógenos para obtener nuevas plantas. No obstante, puede originar una gran variabilidad en la descendencia, sobre todo en especies alógamas, por lo que se necesitan métodos especiales de selección de progenitores y producción de semillas para el mantenimiento de la uniformidad genética requerida para el cultivar. Las especies autógamas poseen un alto grado de homocigosis, por lo que, una vez realizado el proceso de selección, resulta relativamente fácil mantener el cultivar. Este tipo de cultivares se denomina Línea y cuando toda la descendencia procede de una sola planta homocigótica Línea pura. Planta monoica. Es decir, que la flor posee los dos órganos sexuales (masculino y femenino), se realiza principalmente autopolinización. Planta dioica: Que la flor sólo posee un órgano sexual, flores pistiladas (femeninas) y las estaminadas (masculinas), se producen en plantas diferentes (por ej. en muchas especies de palmeras), se realiza polinización cruzada. También se realiza polinización cruzada, en algunos cultivares, en los que existe incompatibilidad (por ej: en petunias) y/o “dicogamia”, en estos los estambres no liberan el polen en la época en que el pistilo es receptivo (por ej. el nogal). Una semilla, para que de buenos resultados debe ser: gruesa, homogénea, bien coloreada, pesada, brillante (según la especie), no desprender mal olor ni presentar ataques o daños, y estar en su punto óptimo de maduración. Los ciclos biológicos de las plantas pueden clasificarse en: anuales, bianuales y perennes, dependiendo del período de tiempo requerido para desarrollarse el ciclo sexual. -

Anuales: Son aquellos que el ciclo sexual (germinación, floración, fructificación y diseminación) se desarrolla en una sola estación de crecimiento y luego mueren.

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Bianuales: Son los que el ciclo sexual se desarrollo en dos años. Primero (germinación, desarrollo vegetativo), segundo (florece, fructifica y muere).

-

Perenne: Viven más de dos y presentan una regeneración anual de su ciclo vegetativo-reproductivo. Nos podemos encontrar con perennes herbáceas o leñosas.

Este tipo de reproducción es el más empleado en: -

-

Las plantas anuales y bianuales se cultivan a partir de semillas y comprenden todos los granos, la mayoría de las plantas hortícolas y muchas plantas de jardín y florista. Para reproducir especies y variedades botánicas. - La obtención de frutales. Castaño, chirimoya, nogal, algarrobo - La obtención de patrones que se denominan patrones francos o pies francos, que son los que se utilizan como patrón de una misma especie.(almendro, albaricoquero, melocotonero, manzano, peral) - sobre las cuales se injertan clones de plantas frutales y ornamentales. La obtención de árboles y arbustos para reforestación. Para el mejoramiento de las plantas.

La reproducción sexual presenta una serie de ventajas e inconvenientes que nos referimos en el siguiente cuadro.

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VENTAJAS

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INCONVENIENTES

- Por regla general es el método más económico y rápido de multiplicar las plantas.

- Se reproducen pérdidas de los caracteres varietales de una planta, es decir, la reproducción es

- Las semillas permiten la posibilidad de almacenamiento durante cierto tiempo.

- La vegetación es a veces heterogénea.

- Algunas plantas necesitan más tiempo para que las semilla alcancen la - Proporcionan plantas libres de madurez ( Por ejemplo Sterlizia de 4 a 6 enfermedades, es difícil la transmisión años). de virus por semillas. - A veces la reproducción es imposible - Las pocas plantas madres se obtienen porque las plantas no están en su medio gran número de semillas. natural y la floración es difícil. - Al tener una gran variabilidad permite obtener nuevas plantas, descubrir híbridos nuevos que se adapten a ciertas condiciones del medio y mejoras seleccionando ciertos caracteres (resistencia a enfermedades, etc...)

2.-FACTORES O PROPIEDADES A TENER EN CUENTA: Los factores que debemos tener en cuenta en una semilla son los siguientes: -

LA CALIDAD O PUREZA: La semilla debe representar perfectamente a la especie, variedad o cultivar elegido, se expresa en %. Es decir sus características genéticas.

-

CAPACIDAD GERMINATIVA: Indica el número de semillas que germinan en un tiempo dado, se expresa en %

-

VALOR DEL CULTIVO: Es el número de semillas que son capaces de germinar, teniendo en cuenta la pureza y la capacidad de germinación, se mide en % y la formula es.

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VC= PurezaxCG/100 -

ESTADO SANITARIO: Las semillas deben estar libres de agentes patógenos que afecten al posterior desarrollo de las plántulas. 3.-PREGERMINACIÓN.

La cubierta de las semillas es dura e impermeable, lo que significa una protección al embrión; a cambio, representa una barrera a la hora de germinar, ya que la testa o capa externa de la semilla impide, en gran medida, la entrada del agua y del oxígeno, elementos necesarios para activar el desarrollo del embrión; además ofrece resistencia mecánica al crecimiento de la radícula. La pregerminación consiste en provocar el comienzo de la germinación mediante la ruptura del letargo antes de realizar la siembra. Con este proceso conseguimos el romper la cáscara de la semilla y se suprime el reposo del embrión. 4.-LETARGO DE LAS SEMILLAS. Se define que una semilla se encuentra en estado de letargo cuando, siendo viable, no se produce el proceso de la germinación, aún cuando se encuentre en las condiciones favorables del medio ambiente para que este proceso pueda tener lugar. Por ejemplo una semilla de planta anual, cuando cae no debe germinar, pues su desarrollo sería abortado por el frío. La semilla debe permanecer en estado latente hasta que venga la primavera y las condiciones ambientales sean las adecuadas para su crecimiento. Se produce por diversas causas físicas y fisiológicas. El letargo físico de una semilla se produce por la presencia de unas cubiertas seminales duras e impenetrables, que constituyen un obstáculo o barrera que impide la entrada del agua, y del oxígeno. Por ejemplo semillas de la familia de las leguminosas. El letargo fisiológico puede estar motivado por la presencia de inhibidores, sustancias que bloquean el proceso germinativo. Se puede presentar en la pulpa del fruto, en la cubierta seminal y, en ciertos casos, en el propio endospermo de la semilla. Los factores ambientales que afectan en la germinación son los siguientes: - Disponibilidad de agua. - Temperatura. - Aireación - Luz 5.-SEMILLAS CALIBRADAS Y PILDORADAS. FINALIDAD Muchas semillas son difíciles de manejar, tanto manual como mecánicamente, en estos casos se procede a una mejora superficial de los mismos, consistente en el calibrado (aumento de volumen) y pildorado, para su mejor distribución en el terreno. 6.-ESTRATIFICACIÓN: El objeto principal de este tratamiento es proporcionar la exposición a bajas temperaturas que se requiere en muchas ocasiones para logras una germinación rápida uniforme de la semilla, de muchos árboles y arbustos (peral, manzano, rosales, etc). El procedimiento es remojar las semillas durante 12-24 h y después almacenarlas en un medio húmedo (turba, arena, aserrín, etc,...) formando capas y a una temperatura 2-7 º C.

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El tiempo de almacenamiento va a depender del tipo de semilla, aunque suele variar 1-4 meses. El tiempo que estarán las semillas en la estratificación va a depender de especies: . ciruelo → 90-120 días . almendro → 30-60 días . manzano → 60-90 días . nogal → 15-30 días 7.-ESCARIFICACIÓN. La escarificación consiste en modificar las cubiertas duras o impermeables de las semillas. Escarificación es cualquier proceso de ruptura, cayado o alteración mecánica o química de las cubiertas de las semillas. Para hacerlas permeables al agua y a los gases. Puede ser: Mecánica: - Frotar las semillas con papel de lija. - Mezclarlas con arena y centrifugarlas. - Las semillas grandes romperlas con un martillo. Química: - La escarificación con ácido tiene por objeto modificar tegumentos duros o impermeables de las semillas. - El remojo en ácido sulfúrico concentrado es un método muy efectivo. El tiempo de remojo varía dependiendo de las semillas (10 min. 6 h) después de sacar las semillas hay que lavarlas muy bien (ya me es corrosivo).

8.-MULTIPLICACIÓN ASEXUAL O VEGETATIVA. Los vegetales tienen la propiedad de regenerar un nuevo individuo, tomando de un vegetal llamado planta madre, un órgano o un fragmento de un órgano, ayudarle a subsistir y después a regenerarse, es decir, volver a formar las partes que le faltan a fin de reconstruir una planta completa. Es decir, se puede regenerar una nueva planta a partir de un tallo, una hoja, una yema, una raíz. La célula vegetal es capaz de regenerar un nuevo individuo sin necesidad de unirse a otra célula, masculina o femenina, como es necesario en los animales o en la reproducción sexual de los vegetales. En la multiplicación vegetativa, los individuos nuevos que se crean tienen toda la información genética de los individuos de los cuales proceden; esto quiere decir que son exactamente iguales, en todas sus características, a la planta de donde procede la porción vegetativa que se multiplica. Las partes vegetativas de la planta que son capaces de regenerarse, dando lugar a una nueva planta, son: los tallos, las raíces, las hojas y las yemas; en potencia una sola célula vegetal está capacitada para regenerar un nuevo individuo (de aquí el desarrollo de los cultivos “in vitro”). Al grupo de individuos, genéticamente iguales, que proceden de un solo individuo y se reproducen vegetativamente se denomina “clon”.

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Las distintas formas de multiplicación vegetativa que se utilizan en horticultura, floricultura y ornamentales son las siguientes:

Leñoso (estaca) Tallo Herbáceo(esqueje) Estaca De hoja Hoja De hoja y yema Tallo

Aéreo

Injerto

Acodado

Hijuelo Estolón Vástago Latiguillo

Multiplicación vegetativa

Subterráneo

Estaca Raíz Tuberos

Meristemo (“in vitro”)

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Bulbo Cormo Rizoma Tubérculo Seudobulbo

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Ventajas e inconvenientes del procedimiento. Las ventajas son las de la multiplicación vegetativa, los inconvenientes no desdeñables (problemas sanitarios, obligación de pies-madre). Sin embargo, las ventajas son claramente mayores, lo que hace del esquejado, un procedimiento muy corriente en todas las empresas de multiplicación. Ventajas.
Reproducción fiel.
Buena homogeneidad.
Permite la reproducción de mutantes (fijación de un fenotipo interesante en cualquier momento).
Permite la reproducción de plantas que no dan semillas (Partenocárpicos). Ejemplos - Plantas aclimatadas en el caso de que el agente polinizador ya no exista (plantas endomófilas) o cuando la planta debe alcanzar una cierta edad, así como un cierto volumen para fructificar. Ciertas duplicaciones (estambres transformados en piezas florales).
Cultivo más corto que para la multiplicación sexual. Ejemplo - Pelargonium X hortorum. Para una planta en maceta, cultivo a partir de una siembra alrededor de 5 meses, cultivo a partir de un esqueje alrededor de 3 meses. Se verifica así mismo en numerosos vegetales de follaje decorativo: Ficus, Philodendron, Cordyline.
Cultivo más corto que por injerto. Ejemplo - Azalea (Rhododendron simsii). Para una planta injertada, cultivo alrededor de tres años. Para una planta por esqueje, cultivo alrededor de 18 meses. , Inconvenientes.
No en todos los vegetales se pueden obtener esquejes fácilmente.
Obligación de poseer y de mantener los pies-madres.
Producción limitada a la cantidad de esquejes producidos por los pies-madres. Ejemplos- PelargoniumX hortorum, de 60 a 100 esquejes por pie-madre y por año. Pelargonium X hederaefolium, 150 a 300 esquejes por pie-madre y por año. Rhododendron, 50 a 100 esquejes por pie-madre y por año. Grosellero (Ribes) , 50 a 60 esquejes por pie-madre y por año.
No hay flexibilidad de adaptación respecto a las poblaciones genéticamente heterogéneas.
Transmisión de enfermedades: virales, bacterianas y, en menor grado, fúngicas.
Riesgo de aparición de un mutante de parásito particularmente peligroso para un clon.
Riesgo de obtención (por esquejados sucesivos) de una acumulación de virus o de micoplasmas.

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EL ESTAQUILLADO La plantación de estacas o esquejado es el método más importante para propagar arbustos ornamentales, caducifolios o perennes, de hoja ancha o estrecha. Se emplea con frecuencia, asimismo, en la propagación de frutales y de muchas plantas de flor.

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EL ACODO El acodo es un método de multiplicación vegetativa tendente a provocar el enraizamiento de las ramas “varetas”, quedando éstas ligadas a la planta madre durante todo el periodo de enraizamiento. Una vez enraizada la rama, ésta es separada de la planta madre.

EL INJERTO El injerto consiste, en juntar partes de dos plantas, normalmente diferentes, de forma que se unan y continúen su crecimiento normal, como una sola planta. La parte del injerto, que va a formar la parte superior de la planta, se le llama: púa, aguja, yema, ojo. La parte que va a constituir la porción baja de la planta, se llama: patrón, pie, portainjerto. El injerto que se realiza en primavera a principios de verano se denomina a ojo velando, porque permite el desarrollo del injerto. Cuando se realiza en pleno verano o a principios de otoño, se denomina injerto a ojo durmiendo, porque las yemas van a desarrollarse en la primavera siguiente.

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Clases de injerto: Con arreglo al grado de lignificación se puede hacer la siguiente clasificación de los injertos: • Leñoso: Cuando el injerto y el patrón están lignificados. • Herbáceo: El injerto y el patrón no están lignificados. • Semileñoso: El injerto es herbáceo y el patrón está lignificado. Sin embargo, la clasificación más generalizada es aquella que tiene en cuenta el modo de efectuar la operación de injertar. Según esto, los injertos se clasifican: • • •

De yema. De púa. De aproximación.

INJERTOS DE YEMA 1.- Injerto de escudete o yema en T 2.- Injerto de parche. 3.- Injerto de astilla o injerto de chip.

INJERTOS DE PÚA 1.- Injerto inglés o de lengüeta. 2.- Injerto de tocón de rama 3.- Injerto de estaca subcortical. 4.- Injerto de hendidura simple 5.- Injerto de hendidura doble 6.- Injerto de corteza o de corona 7.- Injerto de aproximación. 8.- Injerto de puente. 9.- Injerto lateral en cuña en Coníferas

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Injerto de hendidura

Injerto aproximación

EL INJERTO EN HORTALIZAS El fin primordial del injerto en los cultivos hortícolas es obtener resistencias a enfermedades del suelo, y por tanto posibilitar el cultivo de ciertas especies en aquellos suelos que harían ese cultivo imposible. Se ha utilizado el injerto de sandía como método de multiplicación de sandía sin semilla. Los brotes obtenidos de la germinación in vitro de semillas triploides, después de su multiplicación se injertan sobre patrones resistentes para producir plantas clonales listas para trasplantar (Gao et al., 1988; Song, et al., 1988). La afinidad entre distintos géneros y especies de solanáceas queda expuesta en el siguiente cuadro. afinidad entre géneros y especies de solanáceas portainjertos Tomate Pimiento Berenjena Nicotina Datura Solanum S. S. S. xanthi stramo- torvum integri- stramoni- sessinium folium florum florum Tomate

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+

++++

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+++

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+++

+++

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Berenjena

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++++

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++++

++++

++

+

Pimiento

+

++++

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+

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+

+

+

Afinidad: ++++ muy buena; +++ buena; ++ media; + mala

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El tomate y la berenjena son compatibles con una gama amplia de géneros y especies mientras que el pimiento sólo puede injertarse sobre plantas de su misma especie. El tomate (Lycopersicon esculentum) se puede injertar sobre Datura stramonium, tabaco (Nicotiana tabacum), y beleño negro (Solanum nigrum) (Hartmann et al., 1991). También se ha injertado tomate sobre patata (Solanum tuberosum), produciendo a la vez frutos de tomate y tubérculos de patata (Maharana et al., 1990, citado por Miguel, 1993). La berenjena se ha injertado con éxito sobre S. aethiopicum, S. sysimbrifolium y Cyphomandra betacea, aunque los mejores resultados se han obtenido con S. torvum (Porcelli, et al., 1990, citado por Miguel, 1993). El melón se ha injertado sobre Cucurbita ficifolia por Groenevegen en 1953 y también sobre Cucurbita pepo (Louvet, 1974). En Japón se injerta habitualmente sobre híbridos de Cucurbita maxima x Cucurbita moschata (Choi et al., 1980; Onuma, 1976; Ogbuji, 1981; Lee, 1989; citados por Miguel, 1993).

MICROPROPAGACIÓN. CULTIVO DE TEJIDOS Propagación de material vegetal en condiciones asépticas, mediante: yemas,

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estaquillas y meristemos. Estos materiales se cultivan en sustratos que contienen todo lo que necesita la planta para crecer: vitaminas, reguladores del crecimiento, sustancias minerales,... Estas técnicas están en experimentación y no son fáciles de propagar, pero son buenas a nivel de sanidad vegetal.

REPRODUCCIÓN SEXUAL DE LOS HELECHOS      

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Básicamente se reproducen por esporas Las esporas no son semillas Las esporas se dispersan y germinan Las esporas dan lugar a la generación sexual llamada protalo El protalo tiene forma de pequeño corazón y es de color verde Posee órganos sexuales masculinos y femeninos que se fertilizan entre sí y dan lugar a la planta

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