SENSIBILIDAD A RADIACIÓN GAMMA DE SEMILLAS DE
TOMATE SOLANUM LYCOPERSICUM
EN TIEMPOS DISCRETOS
María Andrade, Fernando Escudero
Grupo de Biofísica Computacional (GBC),
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH),
Riobamba – Ecuador
R
esumen
La creciente demanda en el consumo de tomate, como producto élite de la canasta básica familiar, ha
constituido una de las razones claves para que los agricultores busquen nuevas técnicas que agilicen
los tiempos de producción y cosecha del mismo, obteniendo productos de excelente calidad, para cubrir
así las necesidades de los consumidores y evitar bajos niveles de producción. Esta investigación tiene
por objetivo evaluar la radiosensibilidad y los valores de dosis estimulantes de rayos gamma provenien-
tes de una fuente de
60
Co en semillas de tomate. Para su ejecución se procede a seleccionar e irradiar
muestras de 80 semillas de la variedad solanum lycopersicum, divididas en ocho grupos de 10 semillas
cada uno, las mismas que luego son sembradas en condiciones controladas. Las dosis de radiación que
se aplica van desde los 100 Gy hasta los 800 Gy sumando 100 Gy en cada grupo de irradiación. Todo
el proceso va acompañado de un grupo de semillas testigo, las cuales no son irradiadas pero se ven
expuestas a todas las condiciones físicas que sufren las semillas irradiadas. Al comparar las semillas
irradiadas con las no irradiadas, se observan los cambios en el proceso de germinación y crecimiento,
obteniendo patrones de radiosensibilidad según la dosis aplicada. Este estudio posibilita la determina-
ción de los rangos de dosis en los cuales se ven efectos en el fenotipo del solanum lycopersicum, las
dosis comprendidas entre 100 Gy hasta 300 Gy presentan un efecto radioestimulante
Palabras claves: germinación, radiosensibilidad, rayos gamma, solanum lycopersicum, dosis
A
bstract
The increasing demand in the consumption of tomatoes, as an elite product of the basic family bas-
ket, has constituted one of the key reasons for farmer seek new techniques to speed production time
and crop of the same one, obtaining products of excellent quality, to cover this way the needs of the
consumers and to avoid low levels of productivity. The tomato is a horticultural fruit very important
and popular in the diet of the inhabitants both in the national and international market due to its high
nutritional value. This research aims to assess the radiosensitivity and values of stimulating dose of
gamma rays from a source of
60
Co in tomato seeds. To run is to select and irradiate samples of 80
seeds of the variety solanum lycopersicum, divided in eight groups of 10 seeds each, which are then
grown in controlled conditions. Radiation doses applied range from the 100 Gy to the 800 by adding
100 Gy in each group of irradiation. The entire process is accompanied by a group of seeds witness,
which are not irradiated but are exposed to all the physical conditions suffering from irradiated seeds.
Compare seeds irradiated with non-irradiated shows changes in the process of germination and grow-
th, obtaining radiosensitivity patterns according to the applied dose rates. This study enables the
determination of the dose ranges which are effects on the phenotype of the solanum lycopersicum,
doses between 100 Gy – 300 Gy had a radiostimulant effect.
Keywords: germination, radiosensibility, beams gamma, solanum lycopersicum, dose
INTRODUCCIÓN
En el Ecuador, el tomate está catalogado
como uno de los tres productos de ma-
yor incidencia en la inflación del país
según el informe de la Organización de
las Naciones Unidas para la Agricultura
y la Alimentación (1, 2). Estudios rea-
lizados de la radiosensibilidad de semi-
llas de soya a rayos gamma de
60
Co en
el Instituto Nacional de Ciencia Agrí-
colas demostró que la dosis aplicada
en las semillas germinadas mayores de
280 Gy provoca una disminución en la
altura de la planta y el número de ho-
jas, evidenciando que se debe tener una
adecuada dosis para generar una buena
producción de la soya (3, 4. 5). Según
otros estudios realizados por el Institu-
to Nacional de Ciencias Agrícolas de
Cuba, determinó que las dosis de rayos
X aplicadas a las semillas y plántulas de
distintas variedades de tomate no causan
efectos dañinos, demostrando que para
generar un efecto radioestimulante para
la altura de la plantas, se necesitan do-
sis comprendidas entre 5-75 Gy y para
la longitud de la raíz dosis entre 5-25
Gy, lo que indica que su aplicación en la
práctica productiva sería recomendable
para el crecimiento y desarrollo (6, 7).
Posteriores investigaciones realizadas
en la Escuela Politécnica Nacional de-
terminaron que, al aplicar rayos gamma
con una fuente de
60
Co a una distancia
de 40 cm del centro de la fuente y 0 cm
de altura con dosis desde 14 hasta 500
Gy a la papa superchola con plagas se
reducía considerablemente la plaga con-
tenida en la papa, evidenciándose que la
dosis que se debe aplicar para reducir la
plaga en la papa es de 100 Gy (8). En
la presente investigación se pretende
describir los efectos de diferentes dosis
de rayos gamma de
60
Co sobre la germi-
nación de las semillas y posterior creci-
miento de las plántulas de tomate de la
variedad solanum lycopersicum, en un
período de 2160 horas, por medio de la
elaboración de una curva de radiosensi-
bilidad, pudiendo ser base de investigaciones del mismo
tipo en nuestro país.
MATERIALES Y MÉTODOS
La presente investigación se realiza en la Escuela Su-
perior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH) en coo-
peración de la Subsecretaria de Control y Aplicaciones
Nucleares (SCAN) dependencia del Ministerio de Elec-
tricidad y Energía Renovable (MEER).
Los materiales utilizados son:
• 80 semillas de tomate de la variedad solanum lico-
persicum
• 8 polímeros de polietileno de baja densidad
• 1 Irradiador de
60
Co marca J.L Shepherd and Associa-
tes Inc. Modelo 109-68
• 8 frascos de cristal
• 1 Gel agar
• Regla milimétrica
El método que se aplica consta de cuatro fases.
Primera fase: selección de semillas de tomate de la va-
riedad solanum lycopersicum en óptimas condiciones,
sellarlas herméticamente en polietileno de baja densidad.
Cada polímero debe contener 10 semillas.
Segunda fase: exponer las semillas de tomate de la va-
riedad solanum lycopersicum herméticamente selladas a
dosis de rayos gamma en el irradiador de
60
Co marca J.L
Shepherd and Associates Inc. Modelo 109-68 con una
potencia de dosis de 14,42 Gy/min. Los valores de dosis
que se aplica son: 100 Gy, 200 Gy, 300 Gy, 400 Gy, 500
Gy, 600 Gy, 700 Gy, 800 Gy para cada grupo.
Tercera fase: se usa un protocolo de cultivo in
vitro para la siembra de las semillas del tomate de la
variedad solanum lycopersicum en condiciones de
laboratorio controladas (temperatura, humedad y luz)
después de haber sido irradiadas y el testigo sin
irradiar (9, 10). Se cultiva las semillas en frascos de
cristal con agar, un gel nutriente, con el que se obtiene
un medio nutritivo (es- tado semisólido) el cual
proporciona la germinación de las semillas y el
crecimiento de las plántulas. Se evalúa el porcentaje de
germinación de las semillas a los cinco días.
Cuarta fase: las plántulas son subcultivadas en campo
abierto. Se debe disponer de una temperatura del suelo de
18 ºC – 20 ºC, conjugadas con temperatura nocturnas del
aire de 12 ºC – 15 ºC con cielo cubierto, o con suelo despe-
jado de 16 ºC – 18 ºC, y las temperaturas diurnas no deben
ISSN 1390-5740
Número 13 Vol. 1 (2015)
ISSN 2477-9105
Andrade, Escudero
Tabla dosis
(Gy)
Cantidad
de semillas
Semillas
germinadas
Porcentaje de
germinación (%)
0
10
10
100
100
10
10
100
200
10
10
100
300
10
10
100
400
10
7
70
500
10
4
40
600
10
2
20
700
10
0
0
800
10
0
0
Cuadro 1. Porcentaje de germinación en semillas irradiadas
Cantidad de plantas
Porcentaje de la altura
de las plantas
10
100
10
101
10
101
10
99
7
83
4
67
2
52
0
0
0
0
Cuadro 2. Porcentaje de la altura de plántulas de Solanum lycopersicum
Porcentaje
de
germinación
(%)
Porcentaje de altura de las plantas
superar los 16 ºC o 22ºC con cielo des-
pejado. La alimentación hídrica depende
de la evapotranspiración de la planta. Se
realizan pequeñas parcelas con etiquetas
para separar y distinguir cada grupo en
función de la dosis aplicada. Se mide la
altura de las plantas (cm) desde la base
hasta la yema terminal y el número de
hojas a los 30 días. Se evalúa el porcen-
taje de supervivencia durante un período
de 90 días de las semillas irradiadas y el
testigo sin irradiar.
120
RESULTADOSY DISCUSIÓN
100
y = -0,1533x + 120,22
2
El cuadro 1 muestra las dosis aplicadas a
80
R
60
40
0
= 0,89915
las semillas y la cantidad de las mismas
que llegaron al proceso de germinación.
Las semillas no irradiadas presentan un
porcentaje del 100% de germinación,
mientras que las semillas irradiadas
muestran iguales características solo
120
100
80
60
40
20
0
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Dosis (Gy)
Figura 1. Curva de radiosencibilidad en la germinación
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Dosis (Gy)
Figura 2. Porcentaje de la altura de las plantas
hasta los 300 Gy. Desde los 400 Gy has-
ta los 600 Gy se ve una reducción en la
tasa de germinación. Para los 700 Gy y
800 Gy, ninguna de las semillas ha po-
dido llegar al proceso de germinación.
Figura 1: se establece entonces que a
partir de los 400 Gy empieza una inhibi-
ción en la germinación y, a partir de los
700 Gy, todas las semillas se han vuelto
estériles (no se detectaron semillas ger-
minadas).
Las semillas no irradiadas presentan una
altura de 14,7 cm después de 30 días de
la siembra en campo abierto. El cuadro
2 indica el porcentaje de la altura de las
plántulas de tomate de la variedad so-
lanum lycopersicum irradiadas, eviden-
ciándose un aumento en la altura (14,9
cm) para las dosis más bajas hasta los
300 Gy y una reducción considerable a
partir de 400 Gy.
La figura 2 muestra el efecto de las radia-
ciones gamma en la altura de las plantas
de tomate de la variedad solanum lyco-
persicum que tienen un efecto radioesti-
mulador cuando se aplican dosis bajas y
disminuye a medida que la dosis absorbi-
da se incrementa en las mismas.
Tabla dosis
Cantidad de
plantas
Plántulas
sobrevivientes
Porcentaje de
supervivencia
0
10
10
100
100
10
10
100
200
10
10
100
300
10
9
90
400
7
6
60
500
4
4
40
600
2
1
10
700
-
-
-
800
-
-
-
Cuadro 4. Porcentaje de supervivencia de las plantas
de tomate Solanum lycopersicum
Porcentaje de supervivencia (%)
Némero
de
hojas
de
las
platas
La manifestación del número de hojas
primarias en las plantas a los 30 días de
cultivadas tuvieron un comportamiento
similar al porcentaje de la altura, gene-
rándose un efecto radioestimulante en
las dosis de 100 Gy hasta 300 Gy y un
efecto radioinhibidor en las dosis de 400
Gy en adelante debido a que, durante los
15 días, no se había producido aun un
par de hojas.
En el cuadro 3 y la figura 3, se observa
el porcentaje del número de hojas en las
plantas de tomate de la variedad sola-
num lycopersicum.
El cuadro 4 y la figura 4 se muestra la
supervivencia de las plantas después de
90 días (2160 horas) de evaluación. Tres
plantas no sobrevivieron a esta etapa de-
bido a los factores externos (condiciones
climáticas), corroborando que las dosis
de 100 Gy hasta 300 Gy al compararlos
con el testigo tienen mejores condicio-
nes.
CONCLUSIÓN
Tabla dosis (Gy)
Cantidad de plantas
Número de hojas
0
10
7
100
10
8
200
10
8
300
10
7
400
7
4
500
4
3
600
2
3
700
0
0
800
0
0
Cuadro 3. Número de hojas en plantas de tomate Solanum lycopersycum
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Dosis (Gy)
Figura 3. Número de hojas en plantas de tomate Solanum lycopersycum
Las dosis letales que provocan la muer-
te celular inmediatamente son 700 Gy y
800 Gy, las mismas que no permiten la
germinación de las semillas; las dosis de
400 Gy hasta 600 Gy reducen conside-
rablemente la morfología de las plantas,
generando un efecto inhibidor, ya que
pueden inducir a mutaciones en los to-
mates solanum lycopersicum. Las dosis
que van desde 100 Gy hasta 300 Gy son
beneficiosas, ya que provocan un efecto
radioestimulante en el número de hojas
y la altura de las plantas, considerando
una mejora en la calidad de la planta al
compararlo con el testigo no irradiado.
Se recomienda que se realicen estudios
con dosis menores de 100 Gy para vi-
sualizar los efectos que suceden en
plantas, para aplicarse en estudios que
ayuden en la esterilización microbiana
de las semillas o para buscar efectos be-
neficiosos en el crecimiento, resistencia,
y desarrollo.
120
100
80
60
40
0
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Dosis (Gy)
Figura 4. Curva de radiosensibilidad del porcentaje de supervivencia
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Número 13 Vol. 1 (2015)
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Andrade, Escudero
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