Universidad Nacional Agraria La Molina Centro de Investigacin en Recursos Genticos,

Biotecnologa y Bioseguridad - CIRGEBB

Informacin Biomorfolgica de la CHIA Salvia hispanica L.

INFORME INTERNO

Dra. Antonietta Gutierrez-Rosati*

Diciembre 2004

* Profesora Principal, Universidad Nacional Agraria La Molina, Facultad de Ciencias, Departamento de

Biologa. antonietta@lamolina.edu.pe.

mailto:antonietta@lamolina.edu.pe

Informacin Biomorfolgica de la CHIA Salvia hispanica L.

I. GENERALIDADES

La Chia, Salvia hispnica L. conocida con los nombres comunes de: Cha, Salvia, se encuentra clasificada taxonmicamente de la siguiente manera:

Reino Plantae Plants Sub Reino Tracheobionta Vascular plants Superdivision Spermatophyta Seed plants Division Magnoliophyta Flowering plants Clase Magnoliopsida Dicotyledons Subclase Asteridae Orden Lamiales Familia Lamiaceae Mint family Genero Salvia L. sage Especie Salvia hispanica L. Spanish sage

Descripcin Botnica:

Planta herbcea de aproximadamente 1 metro de altura. Es una planta anual que florea de Julio a Agosto, sus flores son hermafroditas (posee ambos rganos femeninos y masculinos), la planta prefiere suelos ligeros como arenosos, pero con drenaje medio, la planta puede crecer en suelos cidos, neutros y hasta alcalinos, pero que sean frtiles, pero no puede crecer en sombra. Estas plantas no son muy tolerantes al fro, pero a pesar de eso crecen en Inglaterra en el verano, como plants anuales,.

Esta planta es ampliamente cultivada por sus semillas en Mxico. Muchas de las plantas cultivadas bajo este nombre, son en realidad Salvia lavandulifolia. Miembros de este genero son usados raramente como aliemento por los venados y ciervos (pastoreo).

Usos:

Bebidas y licores: De la semilla se prepara una bebida refrescante.

http://plants.usda.gov/classification/output_report.cgi?3|S|Plantae|u|140|+63http://plants.usda.gov/classification/output_report.cgi?3|S|Tracheobionta|u|140|+63http://plants.usda.gov/classification/output_report.cgi?3|S|Spermatophyta|u|140|+63http://plants.usda.gov/classification/output_report.cgi?3|S|Magnoliophyta|u|140|+63http://plants.usda.gov/classification/output_report.cgi?3|S|Magnoliopsida|u|140|+63http://plants.usda.gov/classification/output_report.cgi?3|S|Asteridae|u|140|+63http://plants.usda.gov/classification/output_report.cgi?3|S|Lamiales|u|140|+63http://plants.usda.gov/classification/output_report.cgi?3|S|Lamiaceae|u|140|+63http://plants.usda.gov/classification/output_report.cgi?3|S|SALVI|u|140|+63http://plants.usda.gov/classification/output_report.cgi?3|S|SAHI6|u|140|+63

Forrajero: La parte area es alimento para algunos animales de traspatio.

Medicinal: El cocimiento del follaje de cha china y morada es utilizada en lavados intestinales, se usa tambin para "Enlechado en los nios".

Las semilla cruda alivia los "Chicuapos" en los ojos.

No est definida la parte de la planta que se usa en problemas digestivos y problemas del sistema sensorial.

Hbitat:

Especie de hbito terrestre, crece en bosques de Juniperus, encino, pino, pino-encino y otras conferas a una altitud aproximada de 1900 m.

Manejo:

Especie nativa de Mxico, ampliamente cultivada e introducida a otros pases de Amrica. Se propaga por semilla. Se recomienda sembrar, introducir las semillas en Marzo o Abril, en un invernadero. La germinacin de la semilla toma aproximadamente 2 semanas, luego cuando la planta este de un tamao suficiente como transplantarlo, se coloca en suelo arenoso hmedo justo en primavera y empezando verano.

Recolecta:

El aprovechamiento de esta especie es generalmente domstico.

Comercializacin:

La semilla de esta planta se vende en varios mercados locales.

Distribucin de S. hispanica (planta

introducida) en USA

II. RESEA HISTORICA SU USO

Cha (Salvia hispnica) fue uno de los mayores productos de consumo en la regin conocida como mezo Amrica (Amrica Central y el Sur de Mxico) en los tiempos Pre-Colombinos. Las semillas de esta planta fueron usados como comida, medicina y aceite. Tambin extensas reas de agricultura fueron utilizadas para cultivar Cha en Mxico, pero la agricultura disminuy bastante despus de la colonizacin espaola.

Las aplicaciones medicinales son variadas: las infusiones de las semillas enteras del cha se cree realzaban el uso de otras medicinas. Por lo tanto, la cha era un componente de muchas recetas medicinales, y no fue identificado fuertemente con ninguna condicin mdica particular. El uso de la cha para el tratamiento de condiciones respiratorias y obsttricas era ms frecuente antes de 1600 que despus de 1600. El uso del cha para tratar obstrucciones e infecciones del ojo era mucho ms frecuente despus de 1600 que antes de 1600. Las semillas se consideraron en la gran mayora de aplicaciones medicinales en ambos perodos. Las races de la planta del cha fueron utilizadas ms a menudo antes del CE 1600, sobre todo para el tratamiento de infecciones respiratorias. Las aplicaciones culinarias de las semillas del chia se hicieron: como simples semillas, harina de la semilla, muclago de la semilla, y aceite de semilla entera. Cha era muy importante en alimentos y bebidas pre-Colombinos en Mxico. Las semillas fueron asadas, molidas como harina, e incorporaron en las tortillas, los tamales, y las bebidas. Las semillas de Chia y el maz fueron procesados a menudo junto. Una bebida de restauracin hecha con las semillas enteras del chia lleg a ser muy popular despus del CE 1600. Chia tena un nmero limitado de aplicaciones artsticas. El aceite fue utilizado como una base de la laca para los recipientes de la arcilla que pintaban o de la calabaza y formado el componente bsico de la pintura de cuerpo azteca. En pocas modernas, el aceite tambin se utiliza en lacas y pinturas y como emoliente en cosmticos. Pocos, si cualesquiera, las aplicaciones puramente religiosas existieron para el chia. Los ejemplos incluyen la pintura de cuerpo de los deities aztecas y del uso de las bebidas del chia durante ceremonias religiosas. Hay pocas cuentas modernas del uso religioso y cultural, y la diversidad rica de asociaciones religiosas y culturales azteca con chia se ha deslizado sobre todo lejos.

Ms de 200 especmenes del herbarium fueron examinados y 18 poblaciones silvestres del chia fueron identificadas. Las aplicaciones primarias de tipos salvajes variaron perceptiblemente entre poblaciones y culturas. En varias comunidades, ningunos de los residentes entrevistados podan nombrar la planta de la cha y ningunos recogieron las semillas para cualquier uso. Sin embargo, los residentes de la regin de Nayarit de Mxico describieron la preparacin de una bebida del atole hecha del maz y de la harina del cha. Esta bebida se consume durante el festival de Mitote llevado a cabo los ltimos das de noviembre o a principios de diciembre. En esta regin, las mezclas de las semillas y del agua enteras o de tierra del cha se utilizan medicinal para tratar dolencias y diarrea del estmago. En contraste, los residentes de las comunidades en Michoacan, Mxico describieron el uso de semillas de ayudar a quitar las obstrucciones del ojo pero no podran describir ninguna utilizaciones alimenticia para la planta. El autor concluye que el uso general de variedades cultivadas de cha no ha cambiado perceptiblemente en un cierto plazo. Mientras que la chia sigue siendo sobre todo una planta medicinal por su

semilla, las aplicaciones religiosas y culturales de la harina de la cha sobreviven en algunas comunidades en Mxico. La declinacin general en el conocimiento etnobotanico, asociado a las poblaciones salvajes y junto con la prdida del hbitat en algunas localizaciones, ha degradado los recursos importantes para una especie con gran potencial econmico. Cha es una bebida preferida en Tucson, AZ y otros lugares en donde uno puede comprar las semillas empaquetadas. (Heather S. Oliff, Ph.D).

III. PROPAGACIN VEGETATIVA DE LAS PLANTAS

La propagacin clonal o vegetativa de plantas es una forma de reproduccin a partir de partes vegetativas. Se utilizan tejidos vegetales que conserven la potencialidad de multiplicacin y diferenciacin celular para generar nuevos tallos y races a partir de cmulos celulares presentes en diversos rganos. Este tipo de propagacin tiene esencialmente tres variantes, que son: 1) la micropropagacin a partir de tejidos vegetales en cultivo in vitro; 2) la propagacin a partir de bulbos, rizomas, estolones, tubrculos o segmentos (esquejes) de las plantas que conserven la potencialidad de enraizar, y 3) la propagacin por injertos de segmentos de la planta sobre tallos de plantas receptivas ms resistentes.

La propagacin vegetativa comprende desde procedimientos sencillos, conocidos de tiempos inmemoriales por los campesinos de todo el mundo, hasta procedimientos tecnolgicamente muy avanzados, basados en la tecnologa del cultivo de tejidos vegetales, mediante los cuales se puede lograr la propagacin masiva de plantas genticamente homogneas, mejoradas y libres de parsitos. Los procedimientos modernos permiten la obtencin de cultivares totalmente libres de agentes patgenos, incluyendo virus, e incluso la fabricacin de semillas artificiales por medio de la tcnica de embriognesis somtica y encapsulado. Adems de la propagacin, las tcnicas de cultivo de tejidos in vitro tambin permiten seguir procedimientos modernos de conservacin de germoplasma gracias al mantenimiento prolongado de cultivos de crecimiento lento y la criopreservacin de tejidos.

Estructuras de propagacin vegetativa en plantas vasculares

En virtud de la totipotencia del tejido vegetal, es decir, de su capacidad para formar yemas y races adventicias, casi cualquiera de los rganos de una planta vascular tiene relacin con su propagacin vegetativa al sufrir modificaciones anatmicas y funcionales que le permiten desarrollarse en un organismo vegetal completo e independiente, con las mismas caractersticas genticas de la planta progenitora. Las yemas, por lo general, se encuentran en las axilas de las hojas, en la porcin terminal del tallo, o bien se desarrollan en cualquier porcin del tallo y dan origen a races adventicias.

Entre las estructuras de propagacin vegetativa algunas comparten semejanzas en su desarrollo, por lo que no siempre es posible hacer una diferenciacin muy clara entre ellas, sino que ms bien se ubican en un continuo de caractersticas.

Propagacin vegetativa por tallos

1) Estolones. Constan de secciones relativamente largas y delgadas de tallos areos horizontales con entrenudos largos y cortos alternados que generan races adventicias. La

separacin de estos segmentos enraizados permite el desarrollo de plantas hijas. La fresa es un ejemplo de las especies que comnmente presentan este tipo de propagacin (figura 13B).

2) Rizomas. Se generan a partir del crecimiento horizontal de un tallo subterrneo, por lo general ms robusto que el que da origen a un estoln. Las viejas porciones se degradan y se separan en fragmentos que debern enraizar de manera independiente. Este tallo subterrneo presenta hojas escamosas en las axilas, donde se pueden generar yemas axilares, adems de presentar races adventicias (figura 13C). Una vez formado el vstago principal se da un crecimiento continuo. Cada estacin de crecimiento presenta un crecimiento simpodial por medio de la yema axilar o monopodial por medio de la yema terminal. El rizoma funciona como rgano de almacenamiento de reservas. De esta manera se propagan especies de importancia econmica, tales como el bamb, la caa de azcar, el pltano, as como algunos pastos.

3) Tubrculos. Son estructuras gruesas, suculentas, que actan tambin como estructuras de reserva. Se forman en el extremo de tallos subterrneos delgados. Un ejemplo muy conocido lo constituye la papa. Los tubrculos presentan en su superficie nudos con hojas escamosas, arreglados de manera espiral, y cada uno de ellos consta de una o ms yemas pequeas. Cuando se inicia el crecimiento del vstago principal las races adventicias se desarrollan en la base del tubrculo y las yemas horizontales se alargan y producen tallos etiolados en forma de estolones. A partir de los tubrculos que han formado ramas horizontales se forman tubrculos nuevos (figura 13D).

Los tubrculos y los rizomas son muy semejantes y en algunos casos es casi imposible distinguirlos. Sin embargo, una caracterstica distintiva de un rizoma verdadero es que presenta un grosor uniforme en toda su longitud, sobre la cual crecen races adventicias, las cuales no existen en los nudos de los tubrculos. Otra diferencia entre estas estructuras consiste en que el rizoma formar el vstago principal de la nueva planta, mientras que el tubrculo forma ramas laterales (figura 13C y 13D).

4) Brotes. Se definen como ramas o tallos que desarrollan races adventicias sin que sean independientes de la planta progenitora. Se desarrollan en las axilas de las hojas escamosas o de las yemas adventicias sobre las races. En la pia comestible los brotes se desarrollan en las axilas de las hojas inferiores que son cubiertas por el suelo.

Propagacin vegetativa por yemas.

A partir de la produccin de las yemas axilares con orientacin vertical en los tallos de algunas plantas (figura 15A) y de su posterior desprendimiento y cada al suelo, se producen estructuras de propagacin vegetativa tales como los bulbos que se presentan en la cebolla, el tulipn y el lirio o los cormos del gladiolo y el azafrn. Ambas estructuras, una vez liberadas, se establecen de manera subterrnea pero forman ramas que dan lugar a nuevas plantas.

Figura 1. A) Yemas axilares; B) cormo; C) cormelo; D) bulbo.

1) Cormos. Se forman en las yemas de las axilas de las hojas de un tallo robusto y suculento que proporciona los nutrientes necesarios para la nueva estructura, la cual se desprender del progenitor y se desarrollar subterrneamente como un tallo corto, erecto y slido con nudos y entrenudos. Los cormos tienen forma de esferas aplanadas dorsoventralmente, como los del gladiolo y el azafrn. Estn envueltos en delgadas hojas escamosas que los protegen del dao fsico y de la prdida de agua, pero que no funcionan como estructuras de almacenamiento, a diferencia de las escamas de los bulbos. Cuando se desprenden las escamas marcan crculos alrededor del cormo. ste desarrolla races adventicias ventrales o basales. El pice del cormo es un vstago terminal que se desarrollar en las hojas y en un vstago floral terminado por una inflorescencia, y en cada uno de los nudos se producen las yemas axilares (figura). El cormo se multiplica ramificndose simpdicamente, y si se corta un cormo, manteniendo una yema en cada seccin, cada uno de estos segmentos desarrollar un cormo nuevo.

2) Cormelos. Sobre el extremo inferior del cormo se producen pequeas estructuras semejantes a los estolones conocidos como cormelos (figura). La muerte del cormo parental permitir la separacin de los cormos hijos, los cuales pueden ser almacenados durante el invierno y plantados durante la temporada favorable para el crecimiento.

3) Bulbos. Se desarrollan sobre tallos cortos y engrosados, a partir de yemas axilares de hojas carnosas. De stas obtienen elementos de reserva, a diferencia de los cormos que las obtienen a partir del tallo, lo cual les permite producir rpidamente races adventicias. Se desarrollan subterrneamente en forma de tallos carnosos, cubiertos con hojas engrosadas a manera de escamas que funcionan como rganos de reserva (figura).

IV. PROPAGACIN VEGETATIVA INDUCIDA

Como hemos visto, la potencialidad de las plantas para generar nuevos individuos a partir de segmentos de su organismo est distribuida ampliamente en las plantas de muchos ambientes. Para muchas especies la reproduccin asexual predomina sobre la sexual, y es que las condiciones de su ambiente hacen muy improbable que la semilla llegue a generar una planta capaz de establecerse debido a las limitaciones de recursos fundamentales como el agua, la luz o la competencia con las plantas establecidas. Un caso bien conocido en nuestro pas es el de las cactceas y otras plantas de las zonas ridas que presentan muchas de las estructuras reproductivas antes citadas. Por ejemplo, los nopales se reproducen fcilmente en forma natural a partir de segmentos del tallo, que tienen una forma muy peculiar y se les conoce como pencas, y en trminos botnicos como cladodios. stos se desprenden espontneamente o a consecuencia de algn hecho traumtico y enraizan en forma natural, lo que constituye en muchos casos el principal mecanismo de reproduccin de estas plantas (figura).

Figura 2. Propagacin vegetativa por medio de los cladodios de plantas de nopal (segmentos del tallo).

Con base en la potencialidad presente en la naturaleza en lo que respecta a la propagacin vegetativa de las plantas, se han desarrollado mtodos de propagacin inducida, cuya complejidad va desde las tecnologas ms rsticas hasta los mtodos ms tecnificados.

V. ENRAIZAMIENTO DE SEGMENTOS

Esta tcnica de propagacin tiene muchas ventajas y se emplea exitosamente sin necesidad de gran inversin econmica. La tcnica ms comn es la induccin de la formacin de races en una seccin del tallo o de la rama, de manera que se origine una planta independiente. En los casos en que se ha experimentado propagar rboles mediante la enraizacin a partir de segmentos se ha tenido xito en ms de 80 por ciento.

Segn la parte de la planta de donde se obtienen los segmentos (cortes o fragmentos) se ha dividido en cortes de: hojas, de brotes o renuevos, de raz y de ramas. La seleccin de cualquiera de ellos depende bsicamente de las caractersticas inherentes a cada especie, de las facilidades para obtener y manipular los cortes (en funcin del estado fenolgico de la planta), del propsito de la propagacin y de la disponibilidad de recursos econmicos.

Cortes de ramas. La propagacin vegetativa mediante segmentos de ramas o brotes es uno de los mtodos ms usados para propagar plantas leosas en vivero. Segn las caractersticas de madurez de la madera de donde se obtienen las ramas o brotes, los cortes se han dividido en cortes son: de maderas duras, semiduras y suaves. Aunque las diferentes fases de maduracin se presentan de manera continua, generalmente se distinguen por la forma y el color de las hojas y por los cambios de coloracin del tallo o ramas. Las tcnicas de propagacin de rboles por medio de cortes de ramas se dividen en dos tipos bsicos: de segmentos foliados y de segmentos defoliados. Cada uno de stos utiliza cortes de madera con un grado de maduracin diferente, y como proceden de rboles de contrastante ciclo fenolgico, esta diferencia se relaciona con la acumulacin de reservas en los tejidos del tallo. En los rboles caducifolios, de los cuales se obtienen los segmentos defoliados, antes de la cada de las hojas hay acumulacin de reservas, las cuales estn destinadas a formar posteriormente hojas nuevas. A partir de estas reservas se generan las races y las hojas en el segmento; en cambio, los segmentos foliados por lo general proceden de rboles de hoja perenne, que no acumulan reservas en el tallo y que deben continuar fotosintetizando para producir los recursos necesarios para generar nuevo crecimiento.

Figura 3. Se sealan en la parte superior las partes de una estaca y en la porcin inferior los tipos de corte utilizados para la obtencin de estacas: a) recto, b) taln o tacn y c) mazo.

El enraizamiento de segmentos defoliados ocurre fcilmente, ya que el propio ciclo fenolgico hace coincidir la produccin de hormonas de crecimiento con el periodo de enraizamiento y crecimiento de yemas del segmento. Aun as, se favorece notablemente el enraizamiento si se emplean hormonas y algunos procedimientos para asegurar el desarrollo rpido de los segmentos. Las sustancias ms usadas para acelerar el

enraizamiento son el cido naftalenactico (ANA) y el cido indolbutrico (AIB), de los cuales se hablar posteriormente. El enraizamiento tambin se favorece colocando los segmentos a temperatura baja (5-8C) por algunas semanas, ya que esto estimula la sntesis de hormonas en plantas que proceden de climas en los que hay una estacin fra.

Finalmente, para lograr un buen enraizamiento hay que escoger los segmentos con las caractersticas ptimas de madurez de la madera y que carezcan de hojas.

Algunas opciones para preparar y manipular las estacas antes de la plantacin se presentan en el cuadro 22.

CUADRO 1. Mtodos de preparacin y manipulacin de los segmentos o cortes defoliados previos a su plantacin definitiva.

Como se mencion, no todas las plantas tienen la capacidad de enraizar espontneamente, por lo que a veces es necesario aplicar sustancias hormonales que provoquen la formacin de races. Las auxinas son hormonas reguladoras del crecimiento vegetal y, en dosis muy pequeas, regulan los procesos fisiolgicos de las plantas. Las hay de origen natural, como el cido indolactico (AIA), y sintticas, como el cido indolbutrico (AIB) y el

cido naftalenactico (ANA). Todas estimulan la formacin y el desarrollo de las races cuando se aplican la base de las estacas.

La funcin de las auxinas en la promocin del enraizamiento tiene que ver con la divisin y crecimiento celular, la atraccin de nutrientes y de otras sustancias al sitio de aplicacin, adems de las relaciones hdricas y fotosintticas de las estacas, entre otros aspectos. La mayora de las especies forestales enraizan adecuadamente con AIB, aunque se ha observado que para algunos clones la adicin de ANA resulta ms benfica.

Un mtodo sencillo es la aplicacin de la hormona por medio del remojo de la base de las estacas (de 2 a 3 cm) en soluciones acuosas y con bajas concentraciones de auxina (de 4 a 12 horas), segn las instrucciones de los preparados comerciales. Sin embargo, este mtodo es lento y poco exacto, difcil de realizar cuando los cortes son numerosos y algunas veces las hojas se marchitan durante el proceso; entonces se puede recurrir a las auxinas disponibles en aerosol.

Para las especies forestales tropicales se recomienda la inmersin de la base de las estacas en soluciones de AIB al 4% en alcohol etlico como solvente, por periodos muy cortos (5 segundos). Posteriormente se acomoda la base de la estaca en aire fro para evaporar el alcohol, antes de colocarlas en el propagador (figura).

Figura 4. Aplicacin de auxinas solubilizadas en alcohol a los segmentos, evaporacin del alcohol de los segmentos y siembra en el propagador rstico.

Asimismo, para estos ltimos cortes la aplicacin de AIB a altas concentraciones es usualmente benfico para incrementar la velocidad y porcentaje de enraizamiento, adems de favorecer el desarrollo de sistemas radiculares robustos.

VI. MICROPROPAGACIN IN VITRO:

Figura 5. Del explante (a) se obtienen yemas (b) que se desarrollan formando tallos adventicios (c, d, e). Estos tallos pueden aislarse para lograr su diferenciacin y despus trasplantarse a recipientes con suelo (f-j).

Por mucho tiempo las tcnicas de micropropagacin han sido consideradas demasiado complicadas para convertirse en una opcin viable para la propagacin de rboles en regiones tropicales subdesarrolladas. Sin embargo, tal punto de vista es poco realista ya que existen mtodos de micropropagacin que slo requieren recursos tcnicos e instalaciones mnimas.

Los procedimientos ms usados por los laboratorios de micropropagacin son cuatro mtodos diferentes para multiplicar plantas in vitro: 1) la activacin de la ramificacin axilar, 2) los segmentos nodales, 3) los tallos adventicios y 4) las embriognesis somticas. De los cuatro, este ltimo es el que se utiliza menos. Las tcnicas que dan los mejores resultados varan dependiendo de las especies y del propsito por el cual se propagan.

VII. ALGUNAS FOTOS DE LOS EXPERIMENTOS DE MICROPROPAGACION IN VITRO REALIZADOS EN EL CIRGEBB.

Foto #1: CHB (SEMILLA BLANCA)

Foto #2: CHP (SEMILLA PARDA)

Foto #3: CHP (SEMILLA PARDA)

Foto #4 : CHN (SEMILLA NEGRA)

Foto # 5: CHB (SEMILLA BLANCA); CHP (SEMILLA PARDA); CHN (SEMILLA NEGRA)

INFORME INTERNO I. GENERALIDADES VII. ALGUNAS FOTOS DE LOS EXPERIMENTOS DE MICROPROPAGACION IN VITRO REALIZADOS EN EL CIRGEBB.