Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
1er Taller Nacional de Maíz Forrajero “El tallo en maíz, además de unsoporte conductor, un reservorio    dinámico de carbo...
CONTENIDO   I.     INTRODUCCIÓN   II.    HIPÓTESIS   III.   OBJETIVOS   IV.    METODOLOGÍA   V.     RESULTADOS          - ...
INTRODUCCIÓN                                              Órganos principales:                                            ...
INTRODUCCIÓN          Fuente / Source: órganos / tejidos         fotosintéticamente activos que producen           HOJAS  ...
VI. CONCLUSIONES de tallos de maíz…Relevancia del estudio Importancia MaízLa mayoría de estudios bioquímicos y moleculares...
INTRODUCCIÓN               Referencia              Especie        Condición                Efecto               Scofiel et...
HIPÓTESIS        El tallo en maíz además de dar soporte a la planta y ser un        conducto de transporte de sacarosa, cu...
OBJETIVOS    General    Determinar si hay una movilización dinámica de carbohidratos en tallos de    maíz bajo diferentes ...
CinvestavCONTENIDO   Unidad   Irapuato                                MATERIALES Y                                   MÉTOD...
Tres grandes experimentos                            I. Etapas de Desarrollo                                              ...
Para familiarizarnos con los términos…                                                    Hoja laminar                    ...
SECUENCIA en los muestreos   Siembra                                         Se muele con un extractor   Muestrea la pl...
MÉTODOSPerfil de CHOs solubles                                          3 lavados c/ C-                          e nadane ...
CinvestavCONTENIDO   Unidad   Irapuato                                RESULTADOS                                          ...
¿Que CHO están presentes    en el tallo de maíz?        HPLC-RID                           Cinvestav                      ...
PERFIL AZÚCARES: Jugo Tallo Maíz                         Suc             Fru                                   Los azúcare...
PERFIL AZÚCARES: Tallo Maíz                                     El tallo de maíz tiene                                    ...
Tres experimentos y sus factores…            I. Etapas de Desarrollo                                             5 híbrido...
MATERIAL BIOLÓGICO     1) Etapas de Desarrollo                      DICIVA, Universidad de Guanajuato           Muestreo  ...
¿Qué factor tiene más influencia en los       parámetros bioquímicos?          Fenotipo   GEN, DAS, SD                 ANO...
ANOVA: Etapas de desarrollo                      η2 caused   η2 caused     η2 caused   η2 caused by   η2 caused by η2 caus...
¿Cómo se comportan los CHO durante el             desarrollo?                Boxplots                                  Cin...
Etapas desarrollo: Carbohidratos evaluados                                             Cinvestav                          ...
Etapas de desarrollo      • Sacarosa incrementa a través del tiempo      • Hexosas presentan un pico transitorio alrededor...
Tres experimentos y sus factores…            I. Etapas de Desarrollo                                             5 híbrido...
MATERIAL BIOLÓGICO 2) Remoción “Fuente-Sumidero”                 Muestreo: 2) 5 plantas x 4 trat x 5 gen    1. Control Ant...
¿Que tanta influencia tiene el tratamiento   sobre los parámetros bioquímicos?             Fenotipo   GEN, TRAT           ...
ANOVA: Remoción Fuente - Sumidero                                   η2 caused by    η2 caused by    η2 caused by    η2 Res...
¿Cómo se comportan los CHO después del             tratamiento?         Gráficos por cada CHO comparando TRAT             ...
Sink-Source: Cambios en Sacarosa y Almidón Height                                     Plant                           cont...
Tres experimentos y sus factores…            I. Etapas de Desarrollo                                             5 híbrido...
MATERIAL BIOLÓGICO  Tlaltizapán, Morelos                                                 Edad de las plantas 90 DAS  Estré...
ANOVA: Estrés Hídrico                                        η2 caused by                    η2 caused by       η2 Residua...
¿Cómo afecta la sequía los parámetros            bioquímicos?  Gráficos de los CHO evaluados comparando los 2 tratamientos...
Estrés hídrico: CHO evaluados                                Cinvestav                                Unidad   Irapuato
El rendimiento de grano, ¿con qué    parámetros bioquímicos está          correlacionado?        ANÁLISIS DE CORRELACIÓN  ...
Análisis de correlación                Glc                          Frc                                Grain_W            ...
VI. CONCLUSIONESCONCLUSIONES   1. El tallo de maíz no contiene sólo sacarosa, presenta almidón en los nudos      principal...
CONTENIDO            AGRADECIMIENTOS
CONTENIDO            AGRADECIMIENTOS
http://masagro.mx
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

El tallo en maiz, ademas de un soporte conductor, un reservorio dinamico de carbohidratos"

10,025 views

Published on

Taller Nacional de Maiz Forrajero, 1er; Guanajuato (Mexico); 23 enero 2013

  • Be the first to comment

El tallo en maiz, ademas de un soporte conductor, un reservorio dinamico de carbohidratos"

  1. 1. 1er Taller Nacional de Maíz Forrajero “El tallo en maíz, además de unsoporte conductor, un reservorio dinámico de carbohidratos ”   M. En C. Sheila Juárez Colunga Lab. Metabolómica y Fisiología Molecular Irapuato, Guanajuato a 23 enero 2013 Cinvestav Unidad Irapuato sjuarez@ira.cinvestav.mx
  2. 2. CONTENIDO I. INTRODUCCIÓN II. HIPÓTESIS III. OBJETIVOS IV. METODOLOGÍA V. RESULTADOS - Perfil azúcares HPLC-RID - Etapas de desarrollo - Remoción fuente-sumidero - Estrés hídrico VI. CONCLUSIONES GENERALES Cinvestav Unidad Irapuato
  3. 3. INTRODUCCIÓN Órganos principales: Soporte y transporte de Tallo metabolitos Raíz Absorción de agua y Hojas minerales Producción de CHO Flores / frutos Almacenamiento de CHO Clasificación en base a su disponibilidad para Los azúcares son transportados en sus formas el metabolismo de la planta: NO reductoras - Estructurales: Pectina, Celulosa, Suc es NO reductor Hemicelulosa - No estructurales (CNE) Principal azúcar transportado • Solubles: Glc, Frc, Suc, Malt en el floema • Insolubles: Almidón CinvestavWinter y col., 1992 Unidad Irapuato
  4. 4. INTRODUCCIÓN Fuente / Source: órganos / tejidos fotosintéticamente activos que producen HOJAS carbohidratos y los aportan para otros órganos y para sí mismos Sumidero / Sink: órganos /tejidos que MAZORCA demandan los carbohidratos que se producen en otros órganos * Modelo Fuente-Sumidero CinvestavChikov y Bakirova, 2004; Blanke, 2009 Unidad Irapuato
  5. 5. VI. CONCLUSIONES de tallos de maíz…Relevancia del estudio Importancia MaízLa mayoría de estudios bioquímicos y moleculares se Tallo es el menoshan enfocado a órganos como las hojas y la mazorca estudiado ¿Relevancia de los carbohidratos del tallo de maíz en mejoramiento genético? Uso de “traits” secundarios en ASI, número de granos, altura de la mejoramiento genético ayuda a seleccionar planta, mazorcas por planta mejor bajo condiciones de estrés Banziger y col, 2000 Monneveux y col., 2008 Caña de azúcar: 218 – 614mM CNE Calidad nutricional de los forrajes Welbaum y Meinzer,1990; Zhu y col., 1997 Aprovechar residuos determinada por la cantidad de vegetativos azúcares solubles y almidón Paziani y col., 2009 Características deseables en los Recursos genéticos susceptibles para mejoramiento 15% proyectos cultivos para ser usados en la apoyados por producción de biocombustibles Disponibilidad y equipo técnico para su SAGARPA, usan maíz producción y cosecha Ragauskas y col., 2006; White y col., 2011 Cinvestav Unidad Irapuato
  6. 6. INTRODUCCIÓN Referencia Especie Condición Efecto Scofiel et al., 2009. Trigo Etapas de desarrollo, Cambios en contenido de CNE Annals of Botany estrés por deficiencia alrededor de la floración. de Nitrógeno Incremento en el contenido de Azúcares solubles en bajo N Zheng et al., 2009. Papa Sequía y Sombreado Los CNE almacenados en la base Plant Production durante 17d del tallo contribuyen al Science (ensanchamiento ensachamiento del tubérculo en tubérculo) 37% y 54% al Peso seco por ambos factores, respectivamente Walton et al., 2010. Paeonia Poscosecha, Los tallos de Paeonia lactiflora Postharvest Biology lactiflora condiciones de Pall. tienen suficientes reservas de and Technology Pall. almacenamiento y CNE para brotar y florear después através del tiempo de haber sido cortados,y almacenados hasta por 8 semanas a 0°C, y tener un tiempo de vida en florero de 10d Cinvestav Unidad Irapuato
  7. 7. HIPÓTESIS El tallo en maíz además de dar soporte a la planta y ser un conducto de transporte de sacarosa, cumple una función de almacenamiento de otros carbohidratos. Los cuales se ven afectados por diferentes condiciones como la etapa de  desarrollo, remoción de órganos fuente y sumidero, estrés por sequía, época de siembra y por el genotipo. Cinvestav Unidad Irapuato
  8. 8. OBJETIVOS General Determinar si hay una movilización dinámica de carbohidratos en tallos de maíz bajo diferentes condiciones de crecimiento y manejo del cultivo. Particulares  Cuantificar glucosa, fructosa, sacarosa y almidón en tallos de maíz bajo las siguientes condiciones: I. Estados de desarrollo y fechas de siembra II. Remoción del sumidero (mazorca) y de la fuente (hoja) III. Riego normal y sequía IV. Diferentes genotipos Cinvestav Unidad Irapuato
  9. 9. CinvestavCONTENIDO Unidad Irapuato MATERIALES Y  MÉTODOS Cinvestav Unidad Irapuato
  10. 10. Tres grandes experimentos I. Etapas de Desarrollo 5 híbridos Cambios bioquímicos en II. Remoción Fuente - Sumidero el tallo de maíz dados por : III. Estrés Hídrico Cinvestav Unidad Irapuato
  11. 11. Para familiarizarnos con los términos… Hoja laminar (Leaf blade) Hoja Pelos (Silk) Laminar Lígula Jilote (Ear) Vaina Vaina (Leaf sheath) Cinvestav Unidad Irapuato
  12. 12. SECUENCIA en los muestreos  Siembra  Se muele con un extractor  Muestrea la planta a una edad especifica  Se pesa la cantidad de jugo  Se registran parámetros agronómicos **  Se toman alícuotas 1mL de jugo  Se eliminan la espiga y las láminas foliares  Se congelan y almacenan a -80°C hasta  Se pesa el tallo (con vainas) realizar las mediciones bioquímicas Irapuato Cinvestav Unidad
  13. 13. MÉTODOSPerfil de CHOs solubles 3 lavados c/ C- e nadane bo S activado t rCuantificación de CNEAnálisis estadístico Cinvestav Unidad Irapuato
  14. 14. CinvestavCONTENIDO Unidad Irapuato RESULTADOS Cinvestav Unidad Irapuato
  15. 15. ¿Que CHO están presentes en el tallo de maíz? HPLC-RID Cinvestav Unidad Irapuato
  16. 16. PERFIL AZÚCARES: Jugo Tallo Maíz Suc Fru Los azúcares principales del tallo son: Suc, Glc y Frc . Glu WW - E147 Hay un cuarto azúcar. Identidad desconocida. Cinvestav Unidad Irapuato
  17. 17. PERFIL AZÚCARES: Tallo Maíz El tallo de maíz tiene almidon!!!! Principalmente en los nudos y en el tallo floral Cinvestav Unidad Irapuato
  18. 18. Tres experimentos y sus factores… I. Etapas de Desarrollo 5 híbridos 3-Asgrow and 2-Dow Irapuato, Gto., Mx II. Remoción Fuente - Sumidero III. Estrés Hídrico Cinvestav Unidad Irapuato
  19. 19. MATERIAL BIOLÓGICO 1) Etapas de Desarrollo DICIVA, Universidad de Guanajuato Muestreo 3 plantas x 2 fecha x 7 semana x 5 gen Common Hybrid Company Origin Grain color Name H1 Puma Asgrow HybAsgrow_Puma White H2 Oso Asgrow HybAsgrow_Oso White H3 Leopardo Asgrow HybAsgrow_Leopardo White H4 Dow2A Dow HybDOW_2A120 Yellow H5 Dow2B Dow HybDOW_2B150 Yellow Age of plants sown Age of plants sown Date of sampling in May (DAS*) in June (DAS*) nd July 22 60 46 th July 29 67 53 th August 5 74 60 th August 12 81 67 th August 19 88 74 th August 26 95 81 nd September 2 102 88 *Days After Sowing Cinvestav Unidad Irapuato
  20. 20. ¿Qué factor tiene más influencia en los parámetros bioquímicos? Fenotipo GEN, DAS, SD ANOVA Cinvestav Unidad Irapuato
  21. 21. ANOVA: Etapas de desarrollo η2 caused η2 caused η2 caused η2 caused by η2 caused by η2 caused by 2 η caused by η2 Residual Parameter (unexplained by DAS by GEN by SD GEN x DAS GEN x SD DAS x SD DAS x GEN x variance) (Df=8) (Df=4) (Df=1) (Df=32) (Df=4) (Df=4) SD (Df=16) (Df=140) Total fresh 28% *** 4% ** 8% *** 11% 4% ** 4% ** 7% * 35% weight Plant height 90% *** 4% *** 1% *** 2% *** 0% *** 0% 0% * 2% Ears per 62% *** 2% ** 2% *** 8% ** 2% *** 4% *** 2% 17% plant Total ears 87% *** 2% *** 0% ** 2% * 1% ** 1% *** 1% 6% weight Stem weight 21% *** 5% *** 9% *** 15% ** 3% * 3% * 9% ** 35% Stem juice 43% *** 5% *** 3% *** 10% ** 3% * 1% * 5% ** 31% weight Stem juice 71% *** 4% *** 0% *** 4% 1% 0% 1% 18% percentage Glucose 41% *** 6% *** 0% 9% ** 3% *** 9% *** 10% *** 21% Fructose 36% *** 8% *** 2% *** 12% *** 3% *** 8% *** 8% *** 22% Sucrose 78% *** 3% *** 1% *** 6% *** 0% 5% *** 1% * 6% Starch 39% *** 4% *** 1% * 11% *** 3% *** 21% *** 6% *** 15% Total amino- 32% *** 4% ** 6% *** 16% *** 0% 7% *** 5% 30% acids Significance codes: < 0.001 ‘***’ 0.01 ‘**’ 0.05 ‘*’ Cinvestav Unidad Irapuato
  22. 22. ¿Cómo se comportan los CHO durante el desarrollo? Boxplots Cinvestav Unidad Irapuato
  23. 23. Etapas desarrollo: Carbohidratos evaluados Cinvestav Unidad Irapuato
  24. 24. Etapas de desarrollo • Sacarosa incrementa a través del tiempo • Hexosas presentan un pico transitorio alrededor de la floración • Almidón disminuye = 50% de sus niveles iniciales Hybrid 1 Suc Glu Fru Starch 250 2.5 Flowering Resultados sugieren: Suc,Glu or Fru (mmol/L) 200 2.0 Starch (mmol Glu/L) 150 1.5 1) metabolismo activo en el tallo de maíz 100 1.0 2) Posible función de Almidón como 50 0.5 FUENTE de C usados a través de etapas 0 0.0 reproductivas en otros órganos o tejidos. 60d 67d 74d 81d 88d 96d 102d DAS Cinvestav Unidad Irapuato
  25. 25. Tres experimentos y sus factores… I. Etapas de Desarrollo 5 híbridos 3-Asgrow and 2-Dow Irapuato, Gto., Mx II. Remoción Fuente - Sumidero III. Estrés Hídrico Cinvestav Unidad Irapuato
  26. 26. MATERIAL BIOLÓGICO 2) Remoción “Fuente-Sumidero” Muestreo: 2) 5 plantas x 4 trat x 5 gen 1. Control Antes / control before (cortar día 0) 2. Control Después / control after (cortar día 4) 3. Sin Jilotes / without ears (cortar día 4) 4. Sin Hojas / without leaves (cortar día 4) 10 dda dda= días después de la antesis Cinvestav Unidad Irapuato
  27. 27. ¿Que tanta influencia tiene el tratamiento sobre los parámetros bioquímicos? Fenotipo GEN, TRAT ANOVA Cinvestav Unidad Irapuato
  28. 28. ANOVA: Remoción Fuente - Sumidero η2 caused by η2 caused by η2 caused by η2 Residual Parameter TREAT x GEN (unexplained TREAT(Df=2) GEN (Df=4) variance) (Df=8) (Df=8) Total Fresh Weight 28% *** 5% 12% 55% Plant Height 2% 43% *** 12% 43% Total Ears Weight 71% *** 7% *** 5% * 16% Stem Weight 1% 4% 11% 85% Stem Juice Weight 4% 5% 10% 81% Glucose 28% *** 9% ** 37% *** 26% Fructose 30% *** 7% ** 43% *** 20% Sucrose 55% *** 18% *** 4% 24% Starch 40% *** 19% *** 15% *** 26% Total Aminoacids 6% . 26% *** 8% 59% Significance codes: < 0.001 ‘***’ 0.01 ‘**’ 0.05 ‘*’ Cinvestav Unidad Irapuato
  29. 29. ¿Cómo se comportan los CHO después del tratamiento? Gráficos por cada CHO comparando TRAT Cinvestav Unidad Irapuato
  30. 30. Sink-Source: Cambios en Sacarosa y Almidón Height Plant control After w ithout Ears w ithout Leaves Sucrose 300 Starch a) SUCROSEcA wE wL b) STARCH cA wE wL 150 4 mmol Glc / L 100 3mmol/L cm 250 2 50 1 0 0 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 Hybrid Hybrid 200 Suc disminuye por ambas remociones de 1 2 3 Almidón se acumuló en el tratamiento “wE” 4 5 órganos en todos los genotipos (SJ), mientras que en “wL”(SH) tendió a Hybrid disminuir respecto al control Cambios en todos los Resultados sugieren: CHO evaluados: Glc, Frc, Metabolismo activo en el tallo de maíz cuando Suc y Almidón se altera la relación fuente-sumidero. Cinvestav Unidad Irapuato
  31. 31. Tres experimentos y sus factores… I. Etapas de Desarrollo 5 híbridos II. Remoción Fuente - Sumidero 14 genotypes III. Estrés Hídrico Tlaltizapan, Mor, Mx Cinvestav Unidad Irapuato
  32. 32. MATERIAL BIOLÓGICO Tlaltizapán, Morelos Edad de las plantas 90 DAS Estrés hídrico moderado en prefloración Muestreo: 6 plantas x 2 trat x 14 gen 2 tratamientos: Riego Normal (WW) y Sequía (WS) Entry Pedigree 8 DTPYC9-F143-5-4-1-2-B*5/CML312SR 20 DTPWC9-F24-2-3-1-1-B*5/CML312SR 26 CML323-BB/CML312SR 69 LaPostaSeqC7-F78-2-1-1-1-B*4/CML312SR 72 CML486-BB/CML312SR 87 CML311/MBRC3BcF95-2-2-1-B*7/CML312SR 89 LaPostaSeqC7-F96-1-2-1-3-B*4/CML312SR [[KILIMAST94A]-30/MSV-03-1-10-B-1-BB-1xP84c1F27-4-1-6-B-5-B]F8-3-2-2-1xG16SeqC1F47- 104 2-1-2-1-B*5-xP84c1F26-2-2-6-B-3-B]-3-1-B/CML395]-1-1-BB/CML312SR 125 CML311xCML311/CML311xMBRC1BcF94-3-1-1-B*4-1-1-B*7/CML312SR 132 CLQ-RCWQ83=(CML146xCML150)-B-32-1-2-B-1-B*4/CML312SR 143 CL02450Q/CML451QLocalCheckQPM2 147 LaPostaSeqC7-F64-2-6-2-2-BB/CML495=Check2IntermediateMaturity 91 DTPYC9-F69-3-5-1-1-B*4/CML312SR 99 LaPostaSeqC7-F64-2-6-2-2-BB/CML312SR Cinvestav Unidad Irapuato
  33. 33. ANOVA: Estrés Hídrico η2 caused by η2 caused by η2 Residual η2 caused by Parameter WATER WATER REGIMEN (unexplained variance) GEN (Df=13) REGIMEN (Df=1) x GEN (Df=13) (Df=134) Total Fresh Weight 44% *** 10% ** 3% 43% Plant Height 0% 58% *** 6% 36% Total Ears Weight 46% *** 4% 4% 46% Ears per Plant 43% *** 7% * 14% *** 36% Stem Juice Weight 33% *** 21% *** 4% 41% Juice Stem Percentage 24% *** 17% *** 11% ** 48% Glucose (mM) 56% *** 10% *** 6% * 29% Fructose (mM) 45% *** 15% *** 6% 35% Sucrose (mM) 2% * 43% *** 5% 50% Starch (mM) 13% *** 22% *** 7% 58% Total Amino-acids (mM) 63% *** 8% *** 4% 25% Free Proline (mM) 82% *** 3% ** 3% ** 12% Significance codes: < 0.001 ‘***’ 0.01 ‘**’ 0.05 ‘*’ Cinvestav Unidad Irapuato
  34. 34. ¿Cómo afecta la sequía los parámetros bioquímicos? Gráficos de los CHO evaluados comparando los 2 tratamientos Cinvestav Unidad Irapuato
  35. 35. Estrés hídrico: CHO evaluados Cinvestav Unidad Irapuato
  36. 36. El rendimiento de grano, ¿con qué parámetros bioquímicos está correlacionado? ANÁLISIS DE CORRELACIÓN Cinvestav Unidad Irapuato
  37. 37. Análisis de correlación Glc Frc Grain_W W_200ker Cinvestav Unidad Irapuato
  38. 38. VI. CONCLUSIONESCONCLUSIONES 1. El tallo de maíz no contiene sólo sacarosa, presenta almidón en los nudos principalmente. 2. Los niveles de CNE no fueron constantes; éstos cambiaron de acuerdo a la etapa de desarrollo, a las manipulaciones de remoción fuente-sumidero, así como al régimen hídrico. Además hubo diferencias significativas entre genotipos. 3. Nuestros resultados indican que el tallo de maíz tiene un metabolismo activo, el cual parece modular la proporción de hexosas/Suc así como los niveles de almidón. 4. Basados en estos y otros resultados, concluimos que los CNE en el tallo ni son estáticos ni tampoco son una simple reflexión del transporte de sacarosa a través del floema. 5. Por lo tanto, sugerimos que en lugar de catalogar al tallo de maíz como un conducto limitado a dar soporte a la planta y cumplir una función de transporte, éste debería ser entendido como un reservorio dinámico de CHOs, el cual modula el suplemento de azúcares hacia tejidos y órganos SUMIDERO. Tallo maíz niveles CNE: 50-250mM c/u Niveles de metabolitos (CNE): uso potencial como trait o marcadores bioquímicos Cinvestav Unidad Irapuato
  39. 39. CONTENIDO AGRADECIMIENTOS
  40. 40. CONTENIDO AGRADECIMIENTOS
  41. 41. http://masagro.mx

×