Poliploidización de kiwicha (Amaranthus caudatus) var. Centenario mediante la aplicación de orizalina en semillas

Abstract

La kiwicha es un pseudo-cereal andino de excelente calidad nutricional, que sirve como fuente de empleo y sustento alimenticio de las comunidades campesinas. Sin embargo, los programas de mejoramiento en este cultivo utilizan métodos clásicos que demandan una gran cantidad de recursos. Ante esta problemática, la inducción de la poliploidía se presenta como una alternativa para generar genotipos elite en menor tiempo. En el presente estudio, se evaluó el efecto de diferentes concentraciones de orizalina (15, 25 y 35 ppm) sobre semillas de kiwicha var. Centenario. A los 5 DDS, se observó que la inmersión en orizalina disminuyó la germinación, que llegó a 46.0 ± 1.7 % con el tratamiento de 35 ppm, y causó el engrosamiento significativo del hipocótilo. Esta observación se cuantificó con una correlación de Pearson entre la concentración de orizalina y el ancho del hipocótilo (r2 = 0.90). Por otro lado, la correlación entre la concentración de orizalina y las variables de endorreduplicación fue menos importante, tanto para Mean C-Level (r2 = 0.36) como para Cycle value (r2 = 0.39), lo que sugiere que es un efecto secundario al tratamiento y no un rasgo morfológico asociado a la poliploidía. Los resultados del análisis citométrico revelaron la obtención de individuos mixoploides, mas no tetraploides, y fue la concentración de 15 ppm la más eficiente en la inducción de mixoploidía (10.00 %). Las plantas mixoploides exhibieron un diámetro de grano de polen promedio de 31.31 ± 0.20 µm, aumento significativo del 11.11 % respecto al control (28.18 µm ± 0.16). Por el contrario, las semillas cosechadas de las plantas mixoploides tuvieron un diámetro promedio de 1.32 ± 0.01 mm, mientras que el control fue superior con 1.36 ± 0.01 mm. Finalmente, por citometría de flujo se estimó el tamaño de genoma de A. caudatus var. Centenario en 2.02 pg.

Kiwicha is an Andean pseudo-cereal of excellent nutritional quality, which serves as job creator and dietary source for rural communities. Nonetheless, breeding programs in this crop use classical methods that demand a large amount of resources. In response to this issue, polyploidy induction presents itself as an alternative to generate elite genotypes in less time. Therefore, in this study, the effect of different concentrations of oryzalin (15, 25, and 35 ppm) on seeds of kiwicha var. Centenario was evaluated. At 5 days after sowing (5 DAS), it was observed that immersion in oryzalin reduced germination, which reached 46.0 ± 1.7 % in the 35 ppm treatment, and caused significant thickening of the hypocotyl. This relationship was quantified by a Pearson correlation between oryzalin concentration and hypocotyl width (r² = 0.90). On the other hand, the correlation between the oryzalin concentration and endoreduplication variables was less important, both for Mean C-Level (r² = 0.36) and for Cycle value (r² = 0.39). The results of the cytometric analysis revealed the presence of mixoploid individuals, but not tetraploids, and 15 ppm concentration was the most efficient in inducing mixoploidy (10.00 %). Mixoploid plants exhibited an average pollen grain diameter of 31.31 ± 0.20 µm, a significant increase of 11.11 % compared to the control (28.18 µm ± 0.16). On the contrary, seeds harvested from mixoploid plants had an average diameter of 1.32 ± 0.01 mm, while the control was higher with 1.36 ± 0.01 mm. Finally, through flow cytometry the genome size of A. caudatus var. Centenario was estimated at 2.02 pg.