Efecto de las formas fisiológicamente activas de ácidos húmicos y fúlvicos en la actividad específica de las células meristemáticas y el crecimiento del maíz
Introducción
Para comprender la naturaleza de la acción estimulante de los ácidos húmicos y fúlvicos, es importante estudiar su influencia en las diversas fases del crecimiento de las plantas. Dado que el proceso clave de crecimiento es la mitosis, relacionada con la replicación del ADN, esta investigación está dirigida a identificar la correlación entre el efecto del humato en el crecimiento de las plantas y su impacto en la división celular, el estado funcional de los núcleos y la cantidad de ADN en ellos.
La base del trabajo fue la hipótesis de L.A. Khristeva, según la cual los ácidos húmicos y fúlvicos en estado ionodisperso intensifican los procesos redox, aumentan el potencial energético de la planta y aceleran la síntesis de ATP. Esto, a su vez, activa la formación de formas lábiles de ácidos nucleicos, lo que influye en la síntesis de proteínas y la velocidad de los procesos de crecimiento.
Metodología de la investigación
Los experimentos se realizaron en plántulas de maíz con tres repeticiones. Las semillas se germinaron en placas de Petri a una temperatura de 23–30°C. Después de la germinación, se trasplantaron a soluciones de las sustancias estudiadas e inhibidores:
- Estimulantes: humato de potasio (3,1·10⁻⁵ M), ATP (1,4·10⁻⁵ M).
- Inhibidores:
- Síntesis de ARN: 8-azaguanina (10⁻³ M), ARN-asa (1 mg/ml).
- Síntesis de ADN: ADN-asa (1 mg/ml).
- Síntesis de proteínas: cloranfenicol (0,0025%).
- Síntesis de ATP: 2,4-dinitrofenol (10⁻³ M).
Después de 36 horas, se midió la longitud de las raíces y se realizaron estudios citológicos:
- Se determinó el índice mitótico (número de fases de mitosis por 1000 células).
- Se midió el volumen de los núcleos de las células meristemáticas.
- La cantidad de ADN en los núcleos se determinó mediante un método fotométrico.
Resultados de la investigación
| Variante | Longitud de las raíces (cm) | Índice mitótico (‰) | Volumen de los núcleos (unid. rel.) | ADN por núcleo (unid. rel.) |
|---|---|---|---|---|
| Agua (control) | 5.0 | 45.4 ± 4.9 | 2.88 | 0.310 |
| Humato de potasio | 7.8 | 66.6 ± 4.6 | 4.49 | 0.324 |
| ATP | 7.5 | 76.6 ± 6.2 | 5.47 | 0.327 |
| 8-azaguanina | 2.7 | 18.1 ± 0.7 | 1.62 | 0.260 |
| ARN-asa | 2.4 | 9.7 ± 2.9 | 1.88 | 0.300 |
| ADN-asa | 3.7 | 9.0 ± 2.7 | 1.69 | 0.275 |
| Cloranfenicol | 2.6 | 12.5 ± 2.5 | 1.99 | 0.310 |
| 2,4-dinitrofenol | 2.1 | 2.1 ± 0.6 | 0.93 | 0.282 |
Observaciones clave:
- Estimulantes (humato de potasio, ATP):
- Aumentan la longitud de las raíces, la actividad mitótica y el volumen de los núcleos.
- Incrementan el contenido de ADN en los núcleos, lo que confirma su papel en la activación de la síntesis de ácidos nucleicos.
- Inhibidores:
- 8-azaguanina y ARN-asa suprimen el crecimiento, reducen la actividad mitótica y disminuyen el volumen de los núcleos.
- ADN-asa inhibe la síntesis de ADN, lo que se refleja en todos los indicadores estudiados.
- Cloranfenicol bloquea la síntesis de proteínas, pero no afecta el contenido de ADN.
- 2,4-dinitrofenol detiene casi por completo la mitosis y reduce drásticamente el nivel de ADN.
- Eliminación del efecto inhibidor:
- El trasplante de plántulas a soluciones de humato de potasio o ATP restaura parcialmente el crecimiento y la actividad mitótica.
- El mayor efecto se observó para los inhibidores de la síntesis de ARN y ADN, y menor para el 2,4-dinitrofenol.
Conclusiones
- Los ácidos húmicos y el ATP estimulan la actividad mitótica de las células meristemáticas, aumentan el volumen de los núcleos y el contenido de ADN.
- Los inhibidores de la síntesis de ARN, ADN y proteínas suprimen el crecimiento y la división celular. Su acción se compensa parcialmente con sustancias fisiológicamente activas.
- El 2,4-dinitrofenol, que interfiere con la síntesis de ATP, tiene el efecto inhibidor más fuerte, que es difícil de revertir con ácidos húmicos.
Conclusión
Los resultados confirman la hipótesis sobre el papel clave de los ácidos húmicos y el ATP en el suministro energético de las células y la activación de la síntesis de ácidos nucleicos, lo que determina su influencia estimulante en el crecimiento de las plantas.