Tesis de maestría
Influencia de la biofortificación con selenito de sodio en los compuestos bioactivos en tomate
Autor
García Márquez, Víctor
Resumen
"El selenio (Se) es un elemento esencial para los animales y los seres humanos, y está presente en cantidades traza en los tejidos vegetales, que lo absorben en forma inorgánica del suelo y el agua, principalmente como selenito de sodio (Na2SeO3) y selenato de sodio (Na2SeO4). En determinadas concentraciones de Se en las plantas aumenta la actividad enzimática antioxidante. La aplicación exógena de Se en los cultivos aumenta su concentración en las partes comestibles, y activa en las plantas la síntesis de inductores de tolerancia al estrés, lo que modifica positivamente la concentración de compuestos antioxidantes. La baja disponibilidad de Se en los suelos agrícolas exige su abastecimiento a la fertilización convencional utilizada en un cultivo específico mediante técnicas de biofortificación. El objetivo de este trabajo fue evaluar la concentración de compuestos bioactivos en frutos maduros de tomate del segundo racimo de plantas biofortificadas con selenito de sodio en concentraciones de 0, 0.5, 1, 2 y 4 mg L-1, por imbibición de las semillas y aspersión foliar en el dosel de la planta. Las semillas se sumergieron en el Se por un tiempo de imbibición de 24 h para una sola aplicación, mientras que las aplicaciones foliares se realizaron una vez a la semana desde el primer botón floral. Se utilizó un diseño completamente al azar con cinco repeticiones. Los compuestos bioactivos consistieron en ácido ascórbico, licopeno, capacidad antioxidante, fenoles totales, catalasa, ascorbato peroxidasa, glutatión reducido, glutatión peroxidasa, proteínas totales y superóxido dismutasa. Además, se evaluó la calidad de los frutos (firmeza, sólidos solubles totales y vida de anaquel) y la morfología de las plantas (peso fresco y seco de las hojas, y número de hojas). Se realizó una prueba de germinación de las semillas embebidas en Se, donde se evaluó el porcentaje de germinación y la longitud de radícula e hipocótilo. A 10 días después de la siembra, la germinación acumulada de las semillas de tomate fue de 96 y 94%, con mayor germinación al 4to día (45%) y 6to día (30%), en las aplicaciones de 2 y 4 mg L-1, respectivamente. La aplicación de Se afectó negativamente las longitudes de radícula e hipocótilo, desde 20 y 11%, respectivamente. La aplicación foliar de 0.5 mg L-1 aumentó el peso seco de hojas en 40% y la concentración de proteínas totales en 43%. La aplicación foliar de 2 y 4 mg L-1 favoreció la acumulación de glutatión reducido en 20 y 18%, respectivamente. La aplicación foliar de 2 mg L-1 disminuyó la concentración de glutatión peroxidasa en más del 100%, mientras que las aplicaciones foliares en 0.5, 1 y
4 mg L-1 redujeron la concentración de superóxido dismutasa en 72, 55 y 64%, respectivamente. La imbibición en 0.5 mg L-1 mejoró la concentración de la superóxido dismutasa en 51%. Sin embargo, las aplicaciones de Se vía imbibición y aspersión foliar, no modificaron significativamente el peso fresco de hojas, la calidad de los frutos (firmeza, concentración de sólidos solubles totales, vida de anaquel), ni la mayoría de los compuestos antioxidantes (ácido ascórbico, licopeno, capacidad antioxidante, fenoles totales, catalasa, y ascorbato peroxidasa)" "Selenium (Se) is an essential element for animals and humans, and it is found in trace amounts in the plant tissues, which absorb it in inorganic form from soil and water, mainly as sodium selenite (Na2SeO3) and sodium selenate (Na2SeO4). In determined Se concentrations in the plants the antioxidant enzymatic activity is increased. The exogenous Se application to the crops increases its concentration in the edible parts, and activates into the plants the synthesis of stress tolerance inducers, which positively modifies the concentration of antioxidant compounds. The low Se availability in agricultural soils demands its supplying to the conventional fertilization used in a specific crop by biofortification techniques. This research aims to evaluate the concentration of bioactive compounds in the second-bud ripen fruits of tomato of plants biofortified with sodium selenite in concentrations of 0, 0.5, 1, 2 and 4 mg L-1, by seed imbibition and foliar spraying in the plant canopy. The seeds were submerged in the Se for a 24-h imbibition time for a single application, while the foliar applications were performed once a week from the first flower bud. A completely randomized design with five replications was used. Bioactive compounds consisted in ascorbic acid, lycopene, antioxidant capacity, total phenols, catalase, ascorbate peroxidase, reduced glutathione, glutathione peroxidase, total proteins and superoxide dismutase. Also, the fruits quality (firmness, total soluble solids and shelf life) and the plants morphology (fresh and dry weight of leaves, and leaves number) were evaluated. A germination test of the Se imbibed seeds was performed, where the germination percent, and the radicle and hypocotyl length were evaluated. At the 10 days after sowing, the cumulative germination of the tomato seeds were 96 and 94%, with the highest germination on the 4th day (45%) and 6th day (30%), in the 2 and 4 mg L-1 applications, respectively. The Se application negatively affected the radicle and hypocotyl lengths, from 20 y 11%, respectively. The foliar application in 0.5 mg L-1 increased the leaves dry weight by 40% and the total proteins concentration by 43%. The foliar applications in 2 and 4 mg L-1 favored the reduced glutathione accumulation by 20 and 18%, respectively. The foliar application in 2 mg L-1 affected the glutathione peroxidase accumulation by more than 100%, while the foliar application in 0.5, 1, and 4 mg L-1 reduced the superoxide dismutase concentration by 72, 55, and 64%, respectively. The imbibition in 0.5 mg L-1
improved the superoxide dismutase concentration by 51%. However, the Se applications by imbibition and foliar spraying did not significantly modify the leaves fresh weight and the fruits quality (firmness, total soluble solids concentration, shelf life), nor the most the antioxidant compounds (ascorbic acid, lycopene, antioxidant capacity, total phenols, catalase, and ascorbate peroxidase)"