Inducción de trepado por daño foliar en Ipomoea purpurea (Convolvulaceae): efecto del nivel de daño, herbivoría natural y volátiles. (Induced twining by leaf damage in Ipomoea purpurea (Convolvulaceae): effect of damage level, natural herbivory and volatiles ) Quilodrán M*, Atala C*. Laboratorio de Anatomía y Ecología Funcional de Plantas; Facultad de Ciencia y Tecnología; Universidad de Concepción, Campus Los Ángeles Resumen El trepado es un proceso natural de algunas plantas que puede ser inducido por estímulos externos como el daño foliar y la aplicación de ácido jasmónico. Esta respuesta inducida se cree que reduce la probabilidad de herbivoría foliar futura y es limitada por la sequía. Esta respuesta se ha detectado en plantas de la familia Convolvulaceae usando daño artificial, sin embargo, se desconocen muchos de los mecanismos e implicancias ecológicas. En tres experimentos de invernadero independientes se indujo el trepado en plantas de Ipomoea purpurea (Convolvulaceae) aplicando distintos niveles de daño (0, 25, 50 y 100% de las hojas perforadas), herbívora con caracoles y por medio de volátiles. Para esto último se colocaron hojas molidas cerca de plantas no dañadas. Se midió el porcentaje de plantas enredadas en el tiempo, el porcentaje de daño foliar (experimento con caracoles), tasa de crecimiento y el área foliar específica. Las plantas con 100% de daño, con daño por caracoles y expuestas a hojas molidas se enredaron más rápidamente que plantas control. No hubo diferencias entre tratamientos en las demás variables medidas, con excepción del tratamiento con 100% daño que presentó una mayor tasa de crecimiento. El trepado en I. purpurea puede ser inducido por daño natural y por señales volátiles haciendo esta respuesta ecológicamente relevante. No se observó un umbral de daño, posiblemente por no existir costos asociados a la inducción de trepado. Materiales y métodos Introducción Semillas de Ipomoea purpurea El trepado es un proceso ecológico típico de las enredaderas y se ha demostrado que puede ser inducido por el daño foliar artificial en varias especies de la familia Convolvulaceae. En la especie Ipomoea pupurea perteneciente a esta familia, se ha descrito que el trepado puede ser inducido también por la aplicación de acido jasmónico. Esta respuesta se cree que es activada para evitar daño por herbivoría, especialmente de insectos rastreros. Sin embargo, se desconoce algunos aspectos como si existe un umbral de daño que gatille esta respuesta, si realmente esta respuesta es inducida por herbivoría natural, y si tienen también efecto sobre el trepado los compuestos químicos volátiles que se liberan producto del daño foliar de otra planta vecina. En el presente estudio realizado en un invernadero, comparamos la tasa de enredo de ipomoea purpurea con distintos regímenes de daño foliar artificial, con daño natural por caracoles y con la exposición a volátiles. Placa Petri Control 25% 50% 100% Bandejas Cuando el ápice de las plantas giro en 180º se colocó un soporte al lado Izquierdo de la planta a 2 cm de distancia de la punta en contacto con esta. Numero de muestras: umbral n= 15, caracoles n= 12, volátiles n= 19 Desarrollo de radícula Control Daño Control Daño Masetas Plásticas Para el análisis del porcentaje de enredo se uso un test de proporciones, un ANOVA de 1 vía y un test de Tukey, P<0.05, para el análisis del experimento de umbral y un test de t para los otros Resultados Porcentaje de plantas enredadas (%) Porcentaje de plantas enredadas (%) Porcentaje de plantas enredadas (%) horas Letras distintas indican diferencias significativas entre los tratamientos volátiles variable control volatiles tratamiento volátiles Altura total (cm)* 20,78±0,65a 20,94±0,93a distancia suelo ápice (cm) 16,25±0,39a 16,6±0,83a diámetro de los cotiledones (mm)** 2,91±0,07a 2,83±0,08a crecimiento (cm/hr)** 0,24±0,03a 0,29±0,07a Largo Ultimo Entrenudo*(cm) 1,78±0,21a 1,89±0,19a área foliar total (cm) 35,65±2,22a 35,9±2,19a area foliar especifica 271,46±23,91a 286,97±29,29a root/shoot* 0,818±0,06a 0,66±0,04a letras distintas representan diferencias significativas (test de t p<0,05) *normalizado con Ln.** normalizado con exp. Caracoles variable control caracoles tratamiento caracoles Altura total (cm)* 19,4±0,57a 18,13±0,6a distancia suelo-ápice (cm) 13,83±0,49a 13,1±0,54a diametro de los cotiledones (mm) 2,69±0,08a 2,5±0,08a crecimiento (cm/h) 0,11±0,02a 0,19±0,03b Largo Ultimo Entrenudo*(cm) 1,78±0,25a 1,93±0,28a área foliar total (cm)* 33,14±2,4a 31,71±1,46a área foliar especifica 313,21±15,93a 274,09±16,49a root/shoot* 0,741±0,06a 0,681±0,006a letras distintas representan diferencias significativas (test de t,p<0,05) *normalizado con Ln. umbral de daño variable control 25% 50% 100% Altura total (cm)* 21,09±0,79ab 23,56±0,99b 19,7±1,01a 21,2±0,73ab distancia suelo ápice (cm) 14,37±0,58abc 17,08±0,79c 13,57±0,69ab 14,04±0,65ab diámetro de los cotiledones (mm) 3,07±0,08a 3,23±0,92a 3,1±0,007a 3,02±0,07a crecimiento (cm/hr) 0,18±0,02a 0,17±0,02a 0,15±0,02a 0,21±0,23a Largo Ultimo Entrenudo*(cm) 2,03±0,2a 1,92±0,22a 1,83±0,18a 2,26±0,31a área foliar total (cm) 30,59±2,44ab 38,44±0,83ab 29,5±2,12b 25,88±1,53a área foliar especifica 203,96±14,99a 236,82±16,2a 221,74±19,29a 197,75±16,7a root/shoot* 0,61±0,04a 0,67±0,21a 0,67±0,24a 0,621±0,06a letras distintas representan diferencias significativas (test de Tukey p<0,05),*normalizado con Ln. Discusión Conclusión Se observó inducción en el trepado de ipomoea purpurea ante el daño artificial de las hojas, daño por caracoles y la presencia de volátiles. La rápida inducción al trepado y las diferencias significativas en el crecimiento en el experimento con caracoles puede no solo deberse al daño foliar, también a las interacciones químicas producidas por el contacto con la saliva de los caracoles. El tratamiento con volátiles indujo el trepado, pero no afectó los otros rasgos medidos. Las diferencias en velocidad de enroscamiento del experimento de umbral de daño pueden no tener relevancia ecológica. Sin embargo, podría ser significativo en especies que presentan esta respuesta, pero de crecimiento más lento como C. arvensis. No se detecto un umbral de daño para la inducción de trepado, aunque se pueden apreciar diferencias en las primeras horas luego de aplicado el daño. El daño por caracoles induce el trepado y aumenta el crecimiento en Ipomoea purpurea. La acción de volátiles de la misma planta, también inducen el trepado. Agradecimientos: Unidad de investigación y relaciones internacionales (UIRRI), Universidad de Concepción, Campus Los Ángeles. Carrera Ing. en Biotecnología Vegetal, Universidad de Concepción, Campus Los Ángeles. Guillermo Pereira por facilitar el invernadero para el experimento.