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Respuesta fisiolgica y bioqumica de gulupa (Passiflora edulis Sims.) afectada por fusariosis (Fusarium
sp.)
Marisol Cruz Aguilar
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Agronoma
Bogot, Colombia
2012
Respuesta fisiolgica y bioqumica de gulupa (Passiflora edulis Sims) afectada por fusariosis (Fusarium
sp.)
Marisol Cruz Aguilar
Tesis presentada como requisito parcial para optar al ttulo de:
Magister en Ciencias Agrarias con nfasis en Fisiologa de Cultivos
Directora:
Dr Sci., Luz Marina Melgarejo Muoz
Departamento de Biologa Facultad de Ciencias
Codirectora:
Ph. D., Lilliana Mara Hoyos Carvajal Facultad de Agronoma
Lnea de Investigacin:
Fisiologa del estrs en plantas
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Agronoma
Bogot, Colombia
2012
Si hablo en lenguas humanas y angelicales,
pero no tengo amor, no soy ms que un metal
que resuena o un platillo que hace ruido. Si
tengo el don de profeca y entiendo todos los
misterios y poseo todo el conocimiento, y si
tengo una fe que logra trasladar montaas,
pero me falta el amor, nada soy.
Pablo de Tarso
Agradecimientos
Al dueo de la vida por regalarme el cumplimiento de tantas hermosas promesas durante
este proceso de aprendizaje.
A mi directora de tesis, Dr. Luz Marina Melgarejo Muoz, por sus enseanzas, su
acompaamiento y su apoyo, y a mi co-directora, Dr. Lilliana Mara Hoyos Carvajal, por
su paciencia y orientacin.
A mis compaeros de maestra Laura Victoria Prez Martnez, Laura Marcela Flrez
Gutirrez y Hernn Emiro Ortiz Caranguay por su apoyo en el montaje y realizacin de
los muestreos, sus consejos y enseanzas.
A la Fundacin Juan Pablo Gutirrez Cceres por brindarme la oportunidad de continuar
con mis estudios gracias a la financiacin parcial de la maestra.
A la Andrew W. Mellon Foundation quien a travs de la Red Latinoamericana de Botnica
me otorg una beca de perfeccionamiento, la cual contribuy al dominio de tcnicas y
metodologas desarrolladas en este trabajo.
Al Laboratorio de Fisiologa y Bioqumica Vegetal del Departamento de Biologa de la
Facultad de Ciencias,donde se llevaron a cabo los experimentos y mediciones, y al
Laboratorio de Fitopatologa de la Facultad de Agronoma, donde recib el apoyo
determinante para aprender todo lo necesario sobre el factor estresante de esta tesis.
Al Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural por la financiacin de este trabajo dentro
del proyecto macro titulado Caracterizacin ecofisiolgica de gulupa bajo tres
condiciones ambientales en el Departamento de Cundinamarca.
A la facultad de Agronoma, por la financiacin parcial de esta tesis mediante la
asignacin de recursos del Fondo de Investigacin de la Universidad Nacional de
Colombia.
Resumen y Abstract IX
Resumen
El reconocimiento de la respuesta fisiolgica y bioqumica de gulupa (P. edulis Sims)
afectada por fusariosis (F. oxysporum) se llev a cabo durante el perodo de incubacin
del patgeno en plntulas de 70 das de edad bajo condiciones de invernadero, mediante
la medicin directa de variables relacionadas con el intercambio de gases en las hojas, la
emisin de fluorescencia de la clorofila-a, las caractersticas dimensionales y
respiratorias del sistema radicular, as como determinaciones del contenido de pigmentos
en hoja y de la enzima peroxidasa tanto en hojas como en races, con el fin de identificar
el punto en que las plantas empiezan a responder ante el estrs, cmo se da esta
respuesta fisiolgica y cul de estas mediciones puede servir de indicador temprano de
la patognesis, como base para futuras investigaciones. Los parmetros fotosintticos
analizados dieron cuenta del efecto del patgeno en la disminucin de las tasas de
asimilacin neta, mientras que el sistema radicular mostr una alta variabilidad
independiente del proceso de infeccin. Los resultados sugieren que la disminucin en
las tasas de asimilacin neta son consecuencia de un incremento en las tasas de
fotorrespiracin, mecanismo foto-protector que pretende emplear la energa luminosa,
ATP y NADPH en exceso para prevenir la fotoinhibicin, antes que ser consecuencia de
la obstruccin del patgeno en los haces vasculares causando disminucin en el
suministro hdrico, ya que hay evidencia de que las plantas toman medidas correctivas
de esta situacin manteniendo niveles de agua adecuados a nivel celular.
Palabras clave: P. edulis Sims., F. oxysporum, fotosntesis, fotorrespiracin,
fluorescencia, sistema radical.
X Respuesta fisiolgica y bioqumica de gulupa (Passiflora edulis Sims) afectada por
fusariosis (Fusarium sp.)
Abstract
The recognition of the physiological and biochemical response of gulupa (P. edulis Sims.)
affected by fusariosis (F. oxysporum), was carried out during the incubation period of the
pathogen in seedlings of 70 days old under greenhouse conditions, using the direct
measurement of parameters related to leaf gas exchange, the fluorescence emission of
chlorophyll-a, dimensional and respiratory characteristics of the system radicular, as well
as determinations of the content of pigments in leaf and the peroxidase enzyme, both in
leaves and in roots, in order to identify the point at which plants start responding to stress,
how this physiological response occurs and which of these parameters can serve as an
early indicator of pathogenesis, as a basis for future research. Photosynthetic analyzed
parameters realized the pathogenic effect of the decrease in the net assimilation rates,
while the root system showed high phenotypic variability independent of the infection
process. The results suggest that the decrease in net assimilation rates are a
consequence of an increase in the rates of photorespiration, photo-protective mechanism
which tries to use the light energy, ATP and NADPH in excess for photoinhibition
preventing, instead be caused by obstruction of cellular water supply, since there is
evidence that plants take corrective measures of this situation maintaining adequate
levels of water in cellular level.
Keywords: P. edulis Sims, F. oxysporum, photosynthesis, photorespiration,
fluorescence,roots.
Contenido XI
Contenido
Pg.
Resumen ......................................................................................................................... IX
Abstract............................................................................................................................ X
Lista de figuras .............................................................................................................. XII
Lista de tablas .............................................................................................................. XIII
Lista de Smbolos y abreviaturas ............................................................................... XIV
Introduccin .................................................................................................................... 1
1. Respuesta fisiolgica y bioqumica en hojas de gulupa (Passiflora edulis Sims) afectadas por fusariosis (Fusarium sp.) ........................................................................ 9
1.1 Estado del Arte .............................................................................................. 10 1.2 Metodologa ................................................................................................... 15 1.3 Resultados y Discusin .................................................................................. 25
2. Respuesta fisiolgica y bioqumica del sistema radical de gulupa (Passiflora edulis Sims) afectada por fusariosis (Fusarium sp.) .................................................. 49
2.1 Estado del Arte .............................................................................................. 50 2.2 Metodologa ................................................................................................... 51 2.3 Resultados y Discusin .................................................................................. 52
3. Conclusiones y recomendaciones ........................................................................ 65 3.1 Conclusiones ................................................................................................. 65 3.2 Recomendaciones ......................................................................................... 66
A. Anexo: Curvas de calibracin de protenas ......................................................... 69
B. Anexo:Anlisis estadstico de las variables en el muestreo no destructivo...... 70
C. Anexo:Anlisis estadstico de las variables en el muestreo destructivo ........... 78
D. Anexo: Captulo de Libro ....................................................................................... 82
E. Anexo: Artculo en revisin ................................................................................... 84
Bibliografa .................................................................................................................... 99
Contenido XII
Lista de figuras
Pg. Figura 1.1.Condiciones ambientales diurnas en el invernadero durante el tiempo del
experimento .................................