Por Dr. Pedro Serra
¡Saludos! Hoy vamos a comentar un clásico. Se trata de “Induction of fertile male flowers in genetically female cannabis sativa plants by silver nitrate and silver thiosulphate anionic complex”
cuyos autores H. Y. Mohan Ram y R. Sett publicaron en 1982 en la revista “Theorical and Applied Genetics” (pedazo de revista con un índice de impacto de 3,5).
Hace unos años este artículo era muy difícil de conseguir, pero me he llevado la grata sorpresa de que actualmente se puede descargar gratis en este link.
Posiblemente, ésta es la publicación que mayor repercusión ha tenido en la comunidad cannábica. Gracias a los conocimiento generados en este artículo, los bancos de semillas han desarrollado las plantas feminizadas, revolucionando el mercado y haciendo que a día de hoy la comercialización de semillas que incluyen tanto machos como hembras, haya quedado relegada a una cuestión residual. Muestra de ello es que el banco de semillas Sweet Seeds, uno de los pioneros en ofrecer semillas feminizadas, bautizó “Mohan Ram” a una de sus variedades en reconocimiento a las técnicas de feminización descritas.
Independientemente de este hecho, este artículo es un buen ejemplo de cómo los conocimientos y técnicas adquiridas en distintas especies vegetales son transferidos a otras, en este caso el cannabis. En aquella época ya se sabía que los iones de plata podían inducir la aparición de flores macho en pepino, sandía, tomate y ricino.
Aunque realmente Mohan Ram y sus colegas describen por primera vez la masculinización de flores en cannabis con plata en el artículo “Comparative effect of silver ion and gibberellic acid on the induction of male flowers on female Cannabis plants.” publicado un año antes, es en este donde se ajusta y optimiza la técnica, incluyendo la aplicación del tiosulfato de plata.
Por otro lado quiero reseñar que este artículo está muy bien escrito y como muestra no hay más que fijarse en el título: Inducción de flores macho fértiles en plantas genéticamente hembras mediante nitrato de planta o el complejo aniónico tiosulfato de plata. ¡¡¡Toma ya!!! Directo, concreto, que te lo lees y ya casi sabes todo el artículo. ¡¡¡Así me gustan a mí!!!
Bueno pues vamos al lío.
En la introducción el artículo nos comenta que la expresión del sexo en plantas con flor está regulada por factores genéticos y factores ambientales. La regulación genética a su vez, está mediada por hormonas y en consecuencia, éstas tienen la capacidad de modificar la sexualidad si se aplican exógenamente. En general, la aplicación de giberelinas induce la masculinización de flores mientras que la de auxinas, citoquininas y etileno promueve la feminización. Centrándose en el etileno, se sabía que al disminuir esta hormona mediante métodos físicos o químicos, las plantas tienden a masculinizar sus flores. Un efecto similar se da al aplicar nitrato de plata (AgNO3). En pepino y ricino su aplicación induce una mayor masculinización que la producida por giberelinas. Al parecer, los iones de plata interfieren la acción del etileno actuando sobre los receptores de esta hormona. En la introducción se comenta un artículo muy bonito realizado con plata marcada radioactivamente en el que se estudia la naturaleza del ion de plata para contrarrestar el marchitamiento inducido por el etileno en flores de clavel cortadas y puestas en un jarrón con agua. En este estudio se demuestra que los iones positivos de plata (cationes), forma en la que están al aplicar AgNO3, circulan lentamente (3cm/día) a través de los tejidos vegetales, mientras que como iones negativos (aniones), que es la forma que están al aplicar tiosulfato de plata (STS), circulan mucho más rápido (2m/hora) y mantienen más tiempo el aspecto saludable de los claveles.
Con estos antecedentes, y amparados con datos preliminares de su laboratorio, el objetivo del artículo es minimizar y optimizar la cantidad de nitrato de plata que induce la masculinización de flores en líneas femeninas de cannabis, así como comprobar si la aplicación de STS produce el mismo efecto.
El experimento que se realiza es el siguiente:
Se utilizan plantas provenientes de semillas a las cuales se les testea el sexo mediante la observación de las flores que desarrolla el cannabis durante su etapa vegetativa en la zona de unión de las hojas al tallo (véase la foto).
Una vez identificado el sexo de cada planta, se eliminan los machos y se organizan en lotes de 10 plantas. Cada lote recibe un tratamiento que puede ser de 50, 100 o 150 microgramos/planta de AgNO3 o de 25, 50 o 100 microgramos/planta de STS mediante la aplicación de una gota de 10 microlitros al día en el ápice de la planta durante cinco días. Todas las aplicaciones vienen acompañadas con tween 20% que actúa como mojante. Un último lote de planta se trata de igual manera pero solo con agua y mojante como control negativo del estudio.
Resultados:
1 – Plantas tratadas con AgNO3.
En las plantas tratadas con 50 y 100 microgramos las hojas que envuelven el meristemo apical se tornan negras. Se observa una parada del crecimiento del ápice que retoma su actividad a los 25 días del último tratamiento. A partir de ese instante, el ápice crece igual que los controles no tratados pero con un mayor número de nudos. Durante la parada del ápice, se observa una pérdida de dominancia apical que desencadena el crecimiento de las ramas laterales. En estas ramas se desarrollan flores de cuatro tipos: flores hembras, flores hermafroditas, flores machos reducidas (con un número de estambres reducido), y flores machos (véase la figura en la que la flecha indica el meristemo apical tratado y se observan las flores macho (mf) en las ramas laterales).
Respecto a las plantas tratadas con 150 microgramos se observa que el ápice se torna negro y frena totalmente su crecimiento. Las hojas del tallo se tornan amarillas y mueren antes de expandirse. Las ramas laterales no crecen salvo las más alejadas del ápice que crecen exageradamente dándole una forma de arbusto a la planta. Inesperadamente estas plantas producen unas pocas flores femeninas inviables.
Los resultados del tratamiento con AgNO3 se recogen en la siguiente tabla:
2 – Plantas tratadas con STS
Los meristemos apicales cesan su crecimiento y se tornan negros y con aspecto seco en todas las plantas tratadas con STS. A su vez, las hojas jóvenes se decoloran y muestran una superficie foliar muy reducida. Los meristemos apicales de las plantas tratadas con 25 y 50 microgramos retoman su actividad a los 25 días del último tratamiento mientras que el de las plantas tratadas con 100 microgramos nunca retoma su actividad. Todos los tratamientos inducen una reducción de tamaño y un aumento del número de nudos respecto al control. Al igual que ocurre con las plantas tratadas con AgNO3 la pérdida de dominancia apical provoca un mayor crecimiento de las ramas laterales con una floración más abundante que la de los controles. En general, en plantas tratadas con STS se observa una mayor proporción de flores masculinas que en las plantas tratadas con AgNO3 que desarrollan más flores femeninas, hermafroditas o masculinas reducidas.
Los resultados del tratamiento con STS se recogen en la siguiente tabla:
Una vez comprobada la capacidad de masculinizar flores de AgNO3 y STS, se estudia la viabilidad de su polen. Por un lado se compruebala actividad metabólica del polen con el test del tetrazolium (sustrato que se vuelve azul al oxidarse). Por otro lado, se estudia la viabilidad del polen sembrándolo en cultivo in vitro y verificando su germinación (véase la foto).
Por último, se polinizan plantas y se compruebala obtención de semillas viables.
En la discusión los autores recapitulan los resultados obtenidos. La dosis óptima de AgNO3 se encuentra entre 50 y 100 microgramos y es en las ramas laterales, donde se obtiene un mayor número de flores. La aplicación de STS es más efectiva y produce una mayor proporción de flores macho. El polen obtenido con estas técnicas es capaz de fecundar flores femeninas y producir semillas viables. Finalmente los autores proponen su utilización para auto-fecundar plantas y garantizar líneas femeninas en programas de mejora.
Bueno, el artículo finaliza aquí y simplemente me gustaría comentar un hecho que queda evidenciado y que es aplicable a la mayoría de organismos de reproducción sexual. La capacidad de revertir el sexo implica que tanto machos como hembras disponemos de toda la información y maquinaria necesaria para expresar ambos sexos. De alguna forma, la evolución ha hecho que los sexos no se independicen por completo sino que simplemente sean unos pocos genes activadores o represores los que determinan si se utiliza la información para ser macho o la información para ser hembra. Estos interruptores son los que genéticamente predisponen la sexualidad del organismo y su segregación es la que confiere el número de individuos de cada sexo en las poblaciones. La cascada de eventos que provoca la activación o represión de estos interruptores, donde las hormonas tienen un papel muy relevante, puede verse by-passeada en algunos puntos como si de un circuito eléctrico se tratara. El artículo de hoy es un ejemplo, ya que al aplicar iones de plata interferimos con el etileno lo que desencadena una alteración de la cascada de eventos promovida por los interruptores.
Ya solo me queda despedirme, desear que este post haya sido de vuestro agrado y como siempre, invitaros a participar con comentarios, críticas, dudas o lo que os venga en gana.
Un saludo.
Dr. Serra