LA POLINIZACION LIQUIDA EN EL GENERO PINUS

por

G.B. Sweet, R.L. Dickson, Yetty G. Budi Setiawati & Iskandar Z. Siregar
School of Forestry, University of Canterbury
Christchurch, New Zealand

INTRODUCCION

En una publicación reciente (Sweet et al., 1992), informamos sobre el potencial de la polinización líquida para realizar cruzamientos controlados en el Pinus radiata. En este artículo analizamos las razones para utilizar esta técnica y describimos con más detalle la forma de realizarla.

Una de las grandes virtudes de la polinización líquida en el género Pinus es que la técnica de aplicación proporciona simultáneamente el polen y la gotita de polinización. Al contrario que en la aplicación del polen seco, el polen aplicado en una suspensión líquida no permanece durante varios días en los brazos del micrópilo esperando una gotita, sino que se traslada inmediatamente y llena el micrópilo. En nuestra opinión, esto ofrece una notable ventaja porque estábamos tratando de realizar polinizaciones controladas sin utilizar bolsas de aislamiento. En consecuencia, empleamos aire comprimido para eliminar el polen existente (silvestre) en los brazos micropilares y a continuación aplicamos polen controlado en agua para llenar el micrópilo con el polen que deseábamos. Empleando pólenes secos hemos demostrado que, si la aplicación técnica es buena, todo el polen de los micrópilos puede ser el que se ha aplicado. Esto es, se pueden evitar los pólenes “silvestres” de la polinización, sin necesitar emplear bolsas de aislamiento (Sweet et al., 1992).

Estamos colaborando con el Instituto de Investigación Forestal de NZ en la utilización de técnicas de análisis genético a fin de confirmar que el sistema es eficaz a escala operativa. Si lo es, va a resultar muy valioso para realizar polinizaciones controladas en huertos semilleros, por dos razones. La primera es que mejora enormemente la economía y la logística de la ejecución de polinizaciones controladas. Pero es quizás más importante, que al trabajar sin bolsas de aislamiento, aumentan mucho los rendimientos de semilla por piña. Este segundo factor refleja el importante efecto negativo, registrado generalmente, de las bolsas de aislamiento sobre los rendimientos de semilla por piña.

EFICACIA DE LA TECNICA

Nuestros datos (véase el Cuadro 1) proceden de polinizaciones sin bolsas. En primer lugar, mientras que la polinización líquida logró rendimientos de semilla por piña que son comparables a los de la polinización normal (seca), también se lograron semillas más grandes con energía y capacidad germinativas superiores. Sospechamos que esto significa que en el género Pinus la polinización líquida es biológicamente más eficaz que la polinización seca.

En nuestra opinión, esta técnica tiene un potencial evidente para utilizarla en huertos semilleros de polinización controlada (PC) y los huertos semilleros de vega muy “densos” de PC, desarrollados en Nueva Zelanda, se prestan perfectamente para ello. Hoy día sólo existen en el mundo unos pocos huertos semilleros de polinización controlada, a pesar de las considerables ventajas genéticas de esta técnica (véase Sweet y Krugman, 1977). Aunque esta situación está probablemente en un proceso de cambio, es oportuno preguntarse si la polinización líquida tiene también un lugar en los huertos semilleros de polinización abierta (PA). Una serie de huertos PA utilizan actualmente una polinización masa suplementaria (PMS) con la intención de aumentar en el huerto la proporción de polen genéticamente mejorado (en relación con el polen silvestre que procede del exterior del huerto). Parecería muy lógico que las aplicaciones de PMS se hicieran en suspensión líquida, por la misma razón que la polinización líquida es eficaz en las polinizaciones controladas realizadas sin aislamiento.

Cuadro 1. Datos de semillas de parejas de piñas polinizadas con polen liquido y seco, respectivamente. Los datos corresponden a la media de 10 piñas, que representan 3 clones diferentes.

Los tratamientos con letras diferentes difieren estadísticamente del orden del 1 %.

TECNICA DE APLICACION DEL POLEN EN LIQUIDO

Utilizamos lo que se conoce como cepillo de aire o pistola de mini-pulverización (véase la Figura 1). El aire comprimido que sale de un surtidor pasa por un segundo surtidor que está a la salida del depósito con la suspensión de polen. Este proceso utiliza el “efecto Bernouli” para recoger la suspensión de polen y transportarla a los estróbilos. A escala comercial, la fuente de aire comprimido utilizada puede ser un tanque del tipo empleado para la circulación bajo el agua o un compresor movido por baterías. Si se emplea con un regulador de presión normal, la presión del aire se puede controlar hasta el nivel apropiado. Una llave situada en el asa permite soplar el aire hacia los estróbilos con o sin la inclusión de la suspensión líquida de polen.

Figura 1. Ejemplos de pistolas de pulverización del tipo empleado para la polinización líquida.

IMPORTANCIA DE LA TECNOLOGIA DE APLICACION

Al igual que con cualquier polinización, el polen, independientemente de que sea fresco o almacenado, debe tener un alto porcentaje de germinación. En cuanto a la concentración, nuestras investigaciones demuestran que para obtener resultados óptimos de polinización se necesita una suspensión de 2,5 a 3,0 gramos de polen por 100 ml de agua. Unas concentraciones inferiores a las indicadas pueden traducirse en menores producciones de semilla. El agua tiene que ser destilada o desionizada, porque es frecuente que la germinación del polen se imposibilite con el agua corriente. Mientras que el tiempo de aplicación no tiene especial importancia, varias polinizaciones sucesivas dan mejores resultados que una sola. Sweet et al. (1992) presentan datos en apoyo de estas afirmaciones.

En Nueva Zelanda utilizamos frecuentemente polen que se ha secado (hasta un 6% a un 12%) y almacenado durante un año. Es necesario volver a hidratar este polen antes de mezclarlo en agua. Lo hacemos manteniéndolo en una atmósfera húmeda durante 4 a 12 horas.

POSIBLES AVANCES FUTUROS DE ESTA TECNICA

Lógicamente, una de las primeras preguntas que nos planteamos fue si el agua sería el líquido óptimo para la suspensión del polen (la propia gotita de polinización es una solución de azúcares simples - McWilliam, 1958). Hemos hecho muchos ensayos de laboratorio para determinar si el empleo de otras soluciones distintas del agua pura pueden mejorar la germinación in vitro del polen. Hemos conseguido mejorar la germinación en más del 15% y el crecimiento in vitro del tubo de polen en cerca del 20% mediante el empleo de mezclas apropiadas de hormonas, iones minerales, carbohidratos, etc. Tenemos experimentos en marcha para determinar si estos aditivos, cuando se emplean in vivo, se traducen en mejores rendimientos de semilla por piña; pero los resultados todavía no están disponibles. Existe recientemente la impresión en Nueva Zelanda de que puede producirse en el momento de la polinización una infección de los estróbilos con bacterias patógenas y esporas de hongos; y, también en este caso, tenemos ensayos en marcha para examinar los rendimientos de semilla cuando se aplica polen en suspensiones de antibióticos y fungicidas.

No hemos intentado la polinización con otras especies distintas del Pinus radiata, pero no vemos razones para que no tenga éxito. En las especies de Pinus la gotita de polinización permite que los granos de polen floten en la parte superior, a pesar de la fuerza de la gravedad, dentro de la cavidad micropilar. Hay ciertas pruebas (Greenwood, 1986) que indican que en la naturaleza esta flotación puede producirse con frecuencia en el agua de las gotas de lluvia más que en la gotita de polinización que parece producirse sólo raramente y en condiciones muy húmedas. Por lo tanto, no hay nada biológicamente artificial en la aplicación de agua immediatamente después de la dispersión del polen. Hemos ensayado en realidad dicha técnica pero encontramos que la aplicación en agua es más eficaz que aplicar el polen seco y aplicar a continuación el agua.

Por el año 1962, Allen y Sziklai informaron sobre un ensayo con polinización líquida en el abeto Douglas. Como el polen de esta especie no tiene alas y no existe el mecanismo de la gotita de polen (Allen y Owens, 1971), la biología de la polinización es muy diferente de la del Pinus. No obstante, los autores informaron sobre el número de semillas llenas por piña que eran comparables o incluso mejores que las procedentes de la polinización seca. También ello puede indicar que la lluvia, antes o después de la polinización, puede ser un acontecimiento natural corriente y que la polinización líquida puede ser una imitación en cierto modo, en una serie de especies.

La aplicación comercial de la polinización líquida está todavía en sus comienzos, pero hay signos alentadores que indican que su uso puede llegar a generalizarse. Ya se ha expresado cierto interés por utilizar la técnica para la polinización híbrida en el género Pinus.

Referencias

Allen, G.S. & Owens, J.N. (1972). The life history of Douglas fir. Environment Canada, Ottawa.

Allen, G.S. & Sziklai, O. (1962). Pollination of Douglas fir with water suspensions of pollen. Forest Science 8, 64–65.

Greenwood, M.S. (1986). Gene exchange in loblolly pine: the relation between pollination mechanism, female receptivity and pollen availability. Amer. J. Bot. 73(10) 1443–1451.

McWilliam, J.R. (1958). The role of the micropyle in the pollination of Pinus. Botanical Gazette 120, 109–117.

Sweet, G.B. & Krugman, S.L. (1977). Flowering and seed production problems - and a new concept of seed orchards. Invited Special Paper, Proceedings 3rd World Consultation on Forest Tree Breeding.

Sweet, G.B., Dickson, R.L., Donaldson, B.D. & Litchwark, H. (1992). Controlled pollination without isolation - a new approach to the management of radiata pine seed orchards. Silvae Genetica 41(2), 95–99.

Recursos Genéticos Forestales Información No. 21. FAO, Roma (1994)