Introducción

Una de las tendencias actuales de la citricultura mexicana es la diversificación de portainjertos, la cual surge como consecuencia de la aparición de enfermedades conocidas como el virus tristeza de los cítricos y de la necesidad de mejorar el rendimiento y la eficiencia productiva de las huertas. Los mecanismos diversos de interacción injerto-portainjerto han sido sugeridos de modo general, y se detallan en la actualidad aumentando el conocimiento para la toma de decisiones correctas desde la planeación de huertos.

En los cítricos, particularmente en la lima persa (Citrus x latifolia Tanaka ex Q. Jiménez), hay diversos estudios relacionados con el uso de portainjertos, enfocados preferentemente en el desarrollo del vigor, rendimiento, y calidad de la fruta (^{Curti-Díaz, Hernández-Guerra, & Loredo-Salazar, 2012}; ^{Jiménez, Frometa, & García, 2009}; ^{Machado, Siqueira, Salomão, Cecon, & Da Silva, 2017}; ^{Mademba, Lemerre-Desprez, & Lebegin, 2012}; ^{Piña-Dumoulín et al., 2006}). En estos estudios se ha encontrado que el limón ‘Volkameriano’ (Citrus volkameriana Tenn. & Pasq.) es un portainjerto que induce alto vigor en el injerto de lima persa y que incrementa con la edad; la planta puede alcanzar alturas de 1.04 m desde el primer año hasta más de 5 m en la edad adulta con volumen de copa mayor de 100 m³. En contraparte, cuando el naranjo trifoliado (Poncirus trifoliata L. Raf.) se evaluó como portainjerto, las alturas desarrolladas por la lima persa fueron bajas durante los primeros años (0.85 a 2.70 m), pero incrementaron hasta 3 y 4.5 m con volúmenes de copa variables, desde 9 hasta 98 m³. Por esta razón, el naranjo trifoliado se considera un portainjerto de efecto enanizante (^{Cantuarias-Avilés et al., 2012}; ^{Jiménez et al., 2009}; ^{Machado et al., 2017}; ^{Stenzel & Neves, 2004}). Por otra parte, ^{Jiménez et al. (2009)} y ^{Espinoza-Núñez, Mourão, Sanches, Cantuarias-Avilés, y Dos Santos (2011)} resaltaron que el naranjo agrio (C. aurantium L.) induce alto vigor con alturas de 3.2 m y hasta 111 m³ de copa en la edad adulta.

A pesar de que hay estudios enfocados en las características de vigor del injerto, pocos analizan su relación con las características anatómicas del xilema secundario del tallo de los portainjertos. Al respecto, ^{Tadeo, Moya, Iglesias, Talón, y Primo-Millo (2003)} reportaron que los portainjertos más vigorosos poseen mayor capacidad física para el transporte de agua, ya que sus tallos presentan elementos de vaso más grandes. Los cítricos tienen xilema secundario de porosidad difusa, con elementos de vaso rodeados de células de parénquima y fibras.

^{Saeed, Dodd, y Sohail (2010)} estudiaron el xilema del tallo de siete portainjertos en plántulas de cítricos de tres meses de edad, entre ellos el naranjo agrio y ‘Flying Dragon’. Los investigadores observaron que los portainjertos más vigorosos, como el naranjo agrio, tienen menos elementos de vasos y, comparativamente, menos floema en tallos y raíces que los menos vigorosos. También explicaron que la diferencia en número y tamaño de los vasos se debe a la síntesis de auxinas en las hojas jóvenes, donde los niveles altos inducen la formación de vasos numerosos y pequeños, debido a su tasa rápida de diferenciación. En cambio, si la concentración de auxina es baja, la diferenciación es más lenta y, por lo tanto, hay menor número de vasos y de mayor tamaño. Con respecto a ‘Flying Dragon’, los autores atribuyeron el crecimiento lento y altura reducida del portainjerto a una proporción alta de la relación corteza:xilema, tanto en raíz como en tallo. El crecimiento menos vigoroso en portainjertos con elementos de vaso más pequeños en el xilema de tallo y raíz sugiere que los niveles bajos de auxina/citocinina favorecen la diferenciación del floema; y niveles mayores de auxina/citocinina favorecen la xilogénesis (^{Saeed et al., 2010}).

Por su parte, ^{Martínez-Alcántara et al. (2013)} estudiaron el comportamiento de naranja ‘Valencia’ injertada sobre los portainjertos ‘Flying Dragon’ y ‘Rubidoux’ y registraron que este último indujo 39.7 % más peso fresco y 27.3 % más área foliar que ‘Flying Dragon’. También observaron que ‘Flying Dragon’ tuvo los valores más altos en cuanto a resistencia hidráulica, la cual limitó la conductancia hidráulica, que a su vez disminuyó el potencial hídrico reduciendo la conductancia estomática. Dichos autores concluyeron que la causa principal del enanismo en el portainjerto ‘Flying Dragon’ puede ser su baja capacidad de conducción hidráulica. ^{Berdeja-Arbeu et al. (2013)} también evaluaron seis portainjertos de seis años, entre ellos limón ‘Volkameriano’ y naranjo agrio. Estos autores no encontraron diferencia significativa en la altura de árboles de lima persa, pero hallaron correlaciones negativas en el perímetro de injerto con el diámetro tangencial del vaso y área total de vaso, lo cual indica que la morfología y anatomía del xilema de tallo de lima persa fue afectada por los diferentes portainjertos.

En tal contexto, el objetivo del presente estudio fue determinar la relación que existe entre las características anatómicas del xilema del tallo de cuatro portainjertos (dos no enanizantes y dos enanizantes) y las características del crecimiento inicial del injerto de lima persa ‘Tahiti’ en vivero.

Materiales y métodos

El experimento se realizó en un invernadero con cubierta de cristal ubicado en el Campo Agrícola Experimental de Fitotecnia de la Universidad Autónoma Chapingo, situado en 19° 29’ LN y 98° 52’ LO, a una altitud de 2 240 m.

Se obtuvieron plantas de cuatro portainjertos de seis meses de edad del vivero certificado Maricruz, en Arroyo de Piedra, Tlapacoyan, Veracruz, México. Las plantas se trasladaron a Chapingo, México; se trasplantaron en macetas individuales de 16 L de capacidad y se colocaron en el invernadero por otros nueve meses para su adaptación y desarrollo. El sustrato fue una mezcla de suelo limo-arenoso + 10 % composta; las plantas se regaron cada 72 h. La temperatura media en este periodo fue de 29 °C.

Las yemas de lima persa usadas para injertar fueron donadas por el vivero Maricruz. Los portainjertos utilizados fueron limón ‘Volkameriano’ (C. volkameriana), naranjo agrio (C. aurantium) (no certificado), naranjo trifoliado ‘Flying Dragon’ (Poncirus trifoliata var. monstrosa) y trifoliado ‘Rubidoux’ (P. trifoliata). La injertación se llevó a cabo de agosto a septiembre de 2015. El injerto practicado fue de tipo escudete.

Las variables del crecimiento inicial del brote primario fueron las siguientes: a) longitud obtenida semanalmente con flexómetro desde la base del injerto al ápice, hasta que la medida fue constante, b) velocidad de crecimiento representada por el número de días requeridos para alcanzar longitud constante, c) diámetro medido a 4 cm de la base del injerto con un vernier digital Truper® (modelo CALDI-6MP, México), d) número de hojas; e) longitud de entrenudos obtenida de la división de la longitud total entre el número de entrenudos del brote primario, f) área foliar calculada mediante la suma del área de todas las hojas del brote, a través del programa Image Tool v3 (^{University of Texas Health Science Center San Antonio [UTHSCSA], 1995}), y g) área promedio de hoja obtenida de la división del área foliar total entre el número de hojas.

El trabajo de la descripción anatómica de la madera se realizó en el Laboratorio de Anatomía y Tecnología de la Madera de la División de Ciencias Forestales de la Universidad Autónoma Chapingo. Las variables anatómicas del tallo de los portainjertos se midieron en preparaciones de cortes transversales y en individualización de células. Las preparaciones para la observación microscópica de los cortes transversales del tallo se hicieron de acuerdo con el procedimiento descrito por ^{García, Guindeo, Peraza, y de Palacios (2003)}, con 24 h de tinción en safranina y recubrimiento con resina Entellán®. La individualización de los elementos del xilema se hizo siguiendo la técnica de maceración de ^{Franklin (1945)}. El sedimento visible se tiñó con safranina y se colocó una gota en el portaobjeto; se eliminó el exceso de agua con calor, se recubrió con resina Entellan® y se colocó el cubreobjetos. Ambos grupos de preparaciones se observaron en un analizador de imágenes Leica Microsystems DM3000 (Alemania). En los cortes transversales del tallo se observaron y midieron la densidad de los elementos de vaso, área promedio de los vasos y radio de xilema. En las preparaciones con técnica de maceración (células individualizadas) se midieron la longitud y diámetro de vasos, y la longitud y diámetro de las fibras; el tamaño de muestra para la medición de estas variables fue de 27 observaciones. El porcentaje de área ocupada por los vasos se calculó con la multiplicación del área promedio de vaso por la densidad.

Los datos se analizaron en un diseño experimental completamente aleatorizado con seis repeticiones por tratamiento. Para cada variable se realizó análisis de varianza y prueba de comparación de medias de Tukey (P ≤ 0.05); posteriormente, el grado de asociación entre las variables anatómicas y del crecimiento se determinó mediante correlación de Pearson en el programa SAS v9 (^{Statistical Analysis System, 1992}).

Resultados y discusión

El análisis estadístico de varianza indicó que los cuatro portainjertos tienen efecto en todas las variables del crecimiento inicial de la lima persa ‘Tahiti’ y que sus características anatómicas son diferentes entre sí.

El Cuadro 1 muestra el efecto de los cuatro portainjertos sobre las variables de crecimiento inicial de lima persa. El análisis comparativo de las medias estadísticas permitió observar que los portainjertos naranjo agrio y limón ‘Volkameriano’ tuvieron comportamiento similar en casi todas las variables del crecimiento evaluadas, con excepción de la longitud del brote que fue menor en ‘Volkameriano’ (21 % menor). Los portainjertos enanizantes ‘Flying Dragon’ y ‘Rubidoux’ coincidieron en todas las variables del crecimiento medidas, conformando otro grupo estadístico. El efecto de estos portainjertos se refleja en la reducción de todas las variables evaluadas con respecto a los no enanizantes; por ejemplo, en los portainjertos enanizantes, la reducción en la longitud del brote, velocidad de crecimiento y área foliar del brote fue 65 a 70 %, en el número de hojas fue 57 % y en el diámetro del brote primario fue 42 %, mientras que el área de cada hoja y la longitud de entrenudos disminuyeron 26 y 32 %, respectivamente.

El portainjerto limón ‘Volkameriano’ induce alturas de hasta 5 m y volumen de copa mayor de 100 m³ en la edad adulta, mientras que los trifoliados del género Poncirus inducen altura de plantas menor de 3 m (^{Curti-Díaz et al., 2012}; ^{Jiménez et al., 2009}; ^{Machado et al., 2017}; ^{Mademba et al., 2012}; ^{Piña-Dumoulín et al., 2006}; ^{Stenzel & Neves, 2004}). Por otra parte, ^{Jiménez et al. (2009)} y ^{Espinoza-Nuñez et al. (2011)} han resaltado el gran vigor que induce el naranjo agrio (C. aurantium) en la lima persa; sin embargo, ninguno de ellos ha relacionado alguna característica anatómica del tallo de los portainjertos con sus resultados.

El Cuadro 2 presenta las variables anatómicas del tallo de los cuatro portainjertos evaluados. El portainjerto ‘Volkameriano’, en general, expresó los valores más altos en cada variable, con excepción de la densidad de vasos, tal como se observa en la Figura 1. En el caso de la longitud de fibra y radio del xilema, los portainjertos ‘Volkameriano’ y agrio fueron estadísticamente similares (P > 0.05). En contraste, los trifoliados ‘Rubidoux’ y ‘Flying Dragon’ tuvieron los valores más bajos, excepto en la densidad de vasos; ambos portainjertos solo fueron estadísticamente diferentes (P ≤ 0.05) en la longitud de los elementos de vaso y la longitud de las fibras.

Figura 1 Tamaño y densidad de vasos del xilema secundario del tallo de dos portainjertos vigorosos (A: naranjo agrio y B: limón ‘Volkameriano’) y dos enanizantes (C: trifoliado ‘Flying Dragon’ y D: trifoliado ‘Rubidoux’) en injertos de lima persa. Aumento en 10x. 

En la Figura 2 se observa que el limón ‘Volkameriano’ tuvo elementos de vaso más largos y de mayor diámetro que el naranjo agrio, este a su vez mayores que ‘Rubidoux’ y ‘Flying Dragon’, los cuales no presentaron diferencia en diámetro, pero sí en longitud (Cuadro 2).

Figura 2 Elementos de vaso promedio del xilema del tallo de dos portainjertos vigorosos (A: naranjo agrio y B: limón ‘Volkameriano’) y dos enanizantes (C: trifoliado ‘Flying Dragon’ y D: trifoliado ‘Rubidoux’) en injertos de lima persa. Aumento en 20x. 

En la Figura 3 se aprecia que las fibras de naranjo agrio y limón ‘Volkameriano’ tuvieron longitud similar y fueron más largas que las de ‘Rubidoux’ y ‘Flying Dragon’; de acuerdo con ^{Brenes-Angulo, Reyes-Cordero, y Moya-Roque (2012)}, todas las fibras menores de 1 mm de longitud se clasifican como fibras cortas. El diámetro de fibras fue mayor en ‘Volkameriano’ y similar en los otros tres portainjertos (Cuadro 2).

Figura 3 Longitud de fibra promedio del xilema del tallo de dos portainjertos vigorosos (A: naranjo agrio y B: limón ‘Volkameriano’) y dos enanizantes (C: trifoliado ‘Flying Dragon’ y D: trifoliado ‘Rubidoux’) en injertos de lima persa. Aumento en 10x. 

De esta manera, el limón ‘Volkameriano’ y naranjo agrio, que presentaron menor densidad de vasos y elementos de vaso con mayores dimensiones, también produjeron valores más altos en el crecimiento inicial del brote de lima persa. De manera contraria, ‘Flying Dragon’ y ‘Rubidoux’ tuvieron los elementos de vaso más pequeños y con mayor densidad, pero el crecimiento inicial del brote de lima persa fue reducido. Algunos estudios realizados con diversas especies frutales como aguacate, durazno, manzano y cítricos indican que hay mayor crecimiento del brote cuando los vasos del tallo o raíz del portainjerto son más grandes, y menor crecimiento cuando hay vasos pequeños, pero en mayor cantidad (^{Bauerle, Centinari, & Bauerle, 2011}; ^{Berdeja et al., 2013}; ^{Fassio, Heath, Arpaia, & Castro, 2009}; ^{Martínez-Alcántara et al., 2013}; ^{Rodríguez, 2012}; ^{Tombesi, Johnson, Day, & DeJong, 2010}). En los mismos estudios, los autores relacionaron los vasos grandes del xilema con una mayor conductancia hidráulica -ya sea medida o teórica- y mayor crecimiento del brote; en cambio, cuando los vasos fueron pequeños, la conductancia hidráulica fue baja al igual que el crecimiento.

En el presente estudio, el diámetro de los vasos y su densidad permitieron distinguir, anatómicamente, los portainjertos que inducen ya sea alto vigor o enanismo. ^{Rodríguez (2012)} considera que el número de los vasos y su tamaño son factores que determinan la conducción hidráulica en las plantas, y esta a su vez influye en las relaciones hídricas, las cuales se ven reflejadas en el crecimiento vegetativo. Lo anterior sugiere que los portainjertos con dimensiones de vasos mayores estarían induciendo la formación de plantas más vigorosas de lima persa, debido a la disponibilidad de agua, minerales y hormonas en la solución, contrario a los portainjertos enanizantes, que tendrían una menor disposición.

El Cuadro 3 presenta el grado de correlación de las variables del crecimiento de lima persa con las variables anatómicas del xilema del portainjerto. La correlación reveló una fuerte asociación del tamaño y densidad de vasos, y de la longitud de fibras y radio del xilema con cada una de las variables del crecimiento inicial de la lima persa. Sobresale la correlación alta negativa que presenta la densidad de vasos con todas las variables del crecimiento inicial, lo cual indica que a un número menor de vasos por unidad de superficie existe una variable con un comportamiento positivo y viceversa. ^{Zach et al. (2010)} encontraron correlaciones negativas de la densidad media de los vasos del tronco y de las ramas de árboles forestales con la altura del árbol, y correlación positiva del diámetro de los vasos del tallo con la altura del árbol.

En este estudio, la correlación de número de hojas con la densidad es alta y negativa (-0.883), la cual es similar a lo reportado por ^{Saeed et al. (2010)}, quienes mencionan que la densidad de vasos se relaciona con el número de hojas, induce y controla la formación de tejido vascular y, en consecuencia, estimula los altos niveles de auxinas cerca de las hojas, lo cual favorece la formación de numerosos vasos pequeños debido a su tasa rápida de diferenciación.

El radio del xilema mostró altas correlaciones positivas con todas las variables del crecimiento inicial. ^{Saeed et al. (2010)} sugieren que los portainjertos caracterizados por tener crecimiento poco vigoroso poseen elementos de vaso más pequeños provocados por niveles más bajos de auxinas que, en conjunto con el efecto de citoquininas, favorecen la diferenciación de floema, mientras que niveles mayores de auxina/citoquinina favorecen la xilogénesis. En este estudio, los portainjertos vigorosos tuvieron mayor radio del xilema que los portainjertos enanizantes (Cuadro 2).

La longitud de las fibras también presentó una correlación alta con las variables del crecimiento, pero el diámetro mostró muy baja correlación. Es probable que estas características no estén relacionadas con el crecimiento, ya que la función principal de estas células es de sostén (^{García et al., 2003}), y que su longitud solo sea consecuencia de la diferenciación celular; sin embargo, es necesario continuar con su estudio.

El conocimiento de los grados de asociación de las características anatómicas del tallo del portainjerto y las variables de crecimiento es importante, debido a la probable utilización como indicadores o índices para predecir el comportamiento de una variedad injertada.

Conclusiones

Los portainjertos naranjo agrio y limón ‘Volkameriano’ mostraron crecimiento vigoroso del brote primario de lima persa ‘Tahiti’ contrario a los portainjertos trifoliados ‘Rubidoux’ y ‘Flying Dragon’ que mostraron efecto enanizante. Tales efectos en el crecimiento inicial se encuentran fuertemente correlacionados con las características de los elementos de vaso del xilema del tallo de los portainjertos, indicando que las funciones de este tejido influyen en el crecimiento del injerto de lima persa en vivero. Por tanto, la longitud, densidad y diámetro de los vasos del xilema de tallo del portainjerto se pueden considerar variables predictivas del crecimiento del brote del injerto. La información obtenida representa un avance en la generación de conocimiento para reforzar las decisiones en el establecimiento de plantaciones de lima persa ‘Tahiti’.