ABSTRACT
Orchids have been appreciated for their beauty since ancient times. Nowadays, the
Phalaenopsis gender makes up 60% of the world’s commercialized orchids. For genetic
improvers as well as for flower producers, it is very important to reduce mortality in young
plants obtained in vitro and to shorten waiting periods to reach maturity and flowering.
Moreover, planning production and harvest of Phalaenopsis is strategic in order to be
competitive in the market. It has been shown that growth promoting bacteria, Nostoc and
Pseudomonas among others, establish symbiotic relations with orchid roots, facilitating
the acclimatization of young plants. In orchids, growth regulators are used to increase
adaptation abilities of young plants obtained in vitro; particularly, with AG
3
there has been
a decrease in mortality and positive encouragement of development. To induce flowering,
6-BAP has been used in monopodial orchids and AG
3
in simpodial orchids with positive
effects. Particularly, in Phalaenopsis, it has been seen that the use of 6-BAP promotes
flowering in low temperature conditions, while AG
3
is more appropriate for high
temperatures.
The current work encompasses the following objectives: to reduce mortality and
encourage vegetative development in young plants, to induce flowering in mature plants,
and to regulate the development of the flowers in order to program harvests. The plant
material used was made up by commercial hybrids of Phalaenopsis, grown in a
commercial greenhouse in Texcoco, in the State of Mexico. For vegetative development
three lots were used, selected by age and size of the plants. The effects of the Steiner
solution at two different concentrations, inoculation of A. brasilense UAP154 and P.
fluorescens AVM, and the aspersion of an AG
3
solution and a 6-BAP solution, both at 10
-
5
M, were evaluated. To study the induction of flowering, the effects of aspersions of AG
3
and 6-BAP, both at 1.44358471·10
-4
M, were evaluated. To study the regulation of the
development of flowering, plants with small flowerings were used, and the effects of
aspersion with three concentrations of 6-BAP, 2.5·10
-6
, 5·10
-6
, and 10
-5
M respectively, to
regulate development of flowering, were evaluated.
The inoculation of Pseudomonas cells reduced mortality in small and intermediate plants.
Moreover, this bacterium promoted a greater vegetative growth in small plants. The
inoculation with Azospirillum and aspersion with the AG
3
solution had positive results by
reducing mortality in intermediate plants. In bigger plants, the aspersion with the 6-BAP
solution produced the greatest development. No treatments were found useful to induce
flowering during the considered period in the flowering induction stage. With regard to the
study of regulation of flowering development, it was seen that the used treatments are
efficient in affecting its development, delaying or anticipating the opening of the first
flowers.
ix
I INTRODUCCIÓN
La producción de orquídeas a partir de semillas requiere de tres hasta siete
años (Goh y Arditti, 1985 y Niemann, 2001). En el caso de producción de
Phalaenopsis in vitro a partir de semilla o de yemas de la inflorescencia este periodo,
en promedio, es de tres años. Por lo tanto, en la producción comercial de nuevos
híbridos o de propagación clonal de plantas de Phalaenopsis, resulta primordial
reducir este tiempo. Además, obtener un bajo porcentaje de mortalidad, es
igualmente importante para reducir lo costos de producción. En el caso de empresas
que se dedican a la producción de nuevos híbridos comerciales, obtener un
desarrollo vegetativo rápido de las plantas, significa evaluar los resultados de las
cruzas en menor tiempo para elegir más rápidamente los individuos sobresalientes,
reduciendo por lo tanto los gastos. Además, reducir la mortalidad permite tener
mayor posibilidad de evaluar más individuos. De la misma manera, en el caso de la
producción de plantas clonadas, resulta ser igualmente ventajoso reducir la
mortalidad y promover el rápido desarrollo vegetativo para desminuir los costos de
producción.
La capacidad de programar las cosechas, en el caso de la producción de flor
de corte, es muy importante para mantener la competitividad en el mercado.
Dependiendo de los objetivos de la empresa, pueden cambiar las exigencias, pero se
mantiene invariante la importancia de la programación de la producción.
La fertilización mineral, la inoculación de raíces con células de bacterias
promotoras del crecimiento y la aspersión de soluciones de reguladores del
1
crecimiento, pueden ser aplicados al cultivo de Phalaenopsis como prácticas
agronómicas para hacer efectivas estas exigencias productivas.
Existen evidencias que muestran que la fertilización mineral en orquídeas, ha
promovido el desarrollo vegetativo, obteniéndose plantas más vigorosas y sanas
(Hands, 2002a y 2002b). También ha sido demostrado como en la naturaleza las
orquídeas instauran relaciones de simbiosis con hongos micorrizicos y bacterias que
pueden promover el crecimiento, beneficiándose de las acciones biofertilizantes y
bioprotectores de estos microorganismos (Wilkinson et al., 1989 y 1993). A nivel
práctico, ha sido demostrado como la inoculación de bacterias promotoras del
crecimiento, se logra aumentar la producción y desminuir el impacto ambiental en
numerosos cultivos de interés agrícola (Tenuta 2003).
También se ha evidenciado como el empleo de AG
3
y 6-BAP, pueda resultar
eficaz para promover el desarrollo vegetativo e inducir la diferenciaron floral en
plantas de Phalaenopsis (Brasch, 1999 y Goh y Arditti, 1985).
Por lo que reducir la mortalidad, promover el rápido desarrollo vegetativo de
plantas jóvenes, inducir la floración y regular el desarrollo de la inflorescencia en
plantas adultas de Phalaenopsis, han sido los objetivos principales de este estudio.
2
II REVISIÓN DE LITERATURA
2.1 ORQUÍDEAS
2.1.1 Orquídeas en la antigüedad
Las noticias más antiguas sobre las orquídeas, como plantas de ornamento,
nos llegan a través de Confucio (551 – 479 a.C.) quien menciona en sus escritos de
las fragancias de estas flores, promoviéndolas como reinas de las flores perfumadas,
dándonos prueba del conocimiento y aprecio por parte de los chinos (Larson, 1992).
Los primeros textos en relación al cultivo de las orquídeas resultan ser también
chinos y publicados por Zhang Shi Geng en el año 1233 d.C., donde el autor
describe sus cualidades, tipos, así como el cariño, el cuidado y el riego que se debe
proporcionar para cultivar estas especies (Sin Hew, 2001).
En Grecia fue donde por primera vez se describen las plantas que pertenecen
a esta familia. Teofrasto (370 – 285 a.C.) le da el nombre de orchis a estas plantas
que tienen un túbero en forma de testículo (lo que esta palabra significa en griego) y
describe las propiedades que supuestamente tienen para curar enfermedades
debidas a los problemas relacionados con estos órganos masculinos. Dioscorides
utiliza el mismo nombre para describir las orquídeas mediterráneas en su herbario y
ya en el año 1753, Linneo hace propio el término en su obra “Specie Plantarum”. De
aquí en adelante el término se aplicará a todas las especies de la familia
Orquidaceae (Abraham et al., 1985).
En el continente americano las orquídeas también fueron conocidas y
utilizadas en tiempos pre-hispánicos. Testigo de los conocimientos de los aztecas
sobre estas plantas es el herbario azteca (según el Codigo Barberini, Latín
3
241, en la biblioteca vaticana). Este texto fue escrito por el español Martínez de la
Cruz y traducido al latín por otro nativo llamado Badianus. Ambos fueron profesores
en el Colegio de Santa Cruz en Tlaltilulco, una de las escuelas más prestigiadas que
surgieron después de la colonización española en México.
El Herbario Azteca da muestra del conocimiento que los aztecas tenían de la
medicina y del empleo de algunas orquídeas como la Vanilla fragrans, Bletia
campanulada y Catasetum maculatum como remedio para el cansancio o como
aromatizante (Ospina, 1997). Francisco Hernández en el año 1651 describe en su
manuscrito la Vainilla, la Stanophea tigrina FROST, una especie de Laelia y dos
especies de Epidendrum (Abraham et al., 1985).
Los europeos iniciaron casi por azar el cultivo de las orquídeas, se menciona
que en el comercio de plantas exóticas como helechos, líquenes y musgos tropicales
se solía utilizar como material de empaque los pseudobulbos de orquídeas. Fue así
como en el año 1818 le llegaron a William Cattley un horticultor ingles, los primeros
ejemplares de cattleya que en lugar de ser desechados fueron inteligentemente
plantados por él y dieron su primera y magnifica floración seis años después
(Underwood et al., 1974). Esto permitió el nacimiento de la industria de las orquídeas
en la ciudad de Hackney cerca de Londres en el año 1821 (Larson, 1992).
2.1.2 Características generales de la familia Orchidaceae
La familia Orchidaceae cuenta con cerca de 600 géneros y entre 20,000 y
30,000 especies, dato aproximado, debido a las nuevas especies botánicas que son
descubiertas y registradas cada año y también a los nuevos híbridos intergenéricos,
interespecíficos e intraespecíficos producidos anualmente por los especialistas y lo
aficionados (Courtright, 1993). Desde el punto de vista botánico pertenecen a la
clase Monocotiledoneae, orden Microspermales, familia Orchidaceae.
4
Su estructura vegetativa puede ser distinguida según tres tipos:
1. El llamado simpodial describe un tallo que se desarrolla según
diferentes ejes horizontales (Cattleya, Cymbidium, Dendrobium, etc.) (figura 1),
produciendo órganos de reserva llamados pseudobulbos que sirven al mismo tiempo
de soporte para las hojas y las flores.
2. El llamado monopodial, donde la planta presenta un único eje de
desarrollo vertical que produce un crecimiento en altura (Angraecum, Phalaenopsis,
Vanda etc.) (figura 2). En este caso la función de reserva es papel propio de las
hojas y de la raíces.
3. Por último el tipo de orquídeas de clima templado donde no existen
estas dos formas de desarrollo, en cuanto las plantas presentan un órgano como
túbero o bulbo, que tiene la función de reserva de líquidos en las estaciones
adversas (Cypripedium, Ophrys, Orchis etc).
Figura 1. Ejemplos de orquídeas con desarrollo simpodial y pseudobulbos
5
Figura 2. Ejemplos de orquídeas con desarrollo monopodial y sin pseudobulbos
También se pueden distinguir las orquídeas según el hábitat que colonizan.
Podemos hablar de orquídeas terrestres, epífitas y litófitas. En los ambientes
mediterráneos se encuentran la mayoría de las orquídeas terrestres y es muy
improbable encontrar epifitas por la escasez de humedad relativa. En los climas
tropicales podemos encontrar los tres tipos, aunque las más abundantes y
fascinantes son las epifitas, viviendo pegadas a los árboles para proveerse de
energía lumínica (Abraham et al., 1985).
Se pueden hacer cinco diferencias básicas entre esta familia del reino vegetal
y las otras, en orden:
• Tienen flores zigomorfas con simetría bilateral.
• El polen esta almacenado en polinios de número de dos a ocho dependiendo
del género y la especie.
• Los órganos femenino y masculino están agrupados en un único órgano
llamado columna.
• Tienen un órgano llamado rostélo el cual separa los polinios desde el pistilo.
6
• La semilla, llamada “semilla desnuda”, no presenta endospermo, solamente
un embrión inmaduro, que necesita de la simbiosis con hongos micorrizicos
para lograr la germinación (Larson, 1992).
Considerando en detalle, la flor de las orquídeas podemos decir que se
compone de tres estructuras: sépalos pétaloideos, pétalos y columna. Podemos
además dividir las flores de orquídeas en dos clases: Diandrae y Monandrae. Las
primeras (por ejemplo Cypripedium, Paphyopedilum, Phragmypedium) tienen dos
estambres fértiles separados uno para cada lado de una estructura que se compone
de un staminoide en el frente y un estigma atrás, al interior. El sépalo dorsal es muy
colorido y grande, los sépalos inferiores son poco desarrollados y poco visibles
(figura 3). Las Monadrae (flores de la mayoría de las orquídeas) presentan los
órganos sexuales fundidos en la columna, poseen un solo estambre fértil, el estigma
está modificado para formar el rostelo. Además estas flores cumplen una vuelta de
180º al abrirse (Goh y Arditti, 1985) (figura 4).
Los órganos radicales de las orquídeas epifitas presentan una película
epidérmica externa llamada velamen a través de la cual se oxigenan los tejidos
internos de la misma raíz. Además, en las epifitas el cortex radical siempre presenta
fotosíntesis dada la presencia de cloroplastos (Boodley, 1998).
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A
B
D
C
Figura 3. Ejemplo de flor de orquídea Diandrae. A:
sépalo dorsal; B: pétalo; C: staminoide; D: labellum
A
B
C
E
D
EL GENERO PHALAENOPSIS
Figura 4. Ejemplo de flor de orquídea Monoandrae. A:
sépalo dorsal; B: pétalo; C: columna; D: labellum; E:
sépalo inferior.
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