Tolerancia a la desecación en semillas del Jardín Botánico de Bogotá como contribución a su conservación ex situ

Andrea Fernanda Morales Pisco1, Carlos Iván Suárez Ballesteros1, David Rivera Ospina2

1 Jardín Botánico de Bogotá José Celestino Mutis, Avenida Calle 63 No. 68-95, Bogotá, D.C., Colombia; 2 Jardín Botánico de Bogotá José Celestino Mutis, Avenida Calle 63 N° 68 - 95, 111071, Bogotá, D.C., Colombia

Autor(es) de contacto: Andrea Fernanda Morales Pisco (amorales@jbb.gov.co)Carlos Iván Suárez Ballesteros (csuarez@jbb.gov.co)

Recibido {Fecha}; Revisado {Fecha}; Aceptado {Fecha}; Publicado {Fecha}

Referencia: Combinación de autores, año de publicación del artículo de datos (en paréntesis), Titulo, Nombre de la Revista, Volumen, Número de edición (en paréntesis), y doi del artículo de datos.

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Morales Pisco A F, Suárez Ballesteros C I (2023): Tolerancia a la desecación en semillas del Jardín Botánico de Bogotá como contribución a su conservación ex situ. v1.2. Jardín Botánico de Bogotá "José Celestino Mutis". Dataset/Occurrence. http://catalogador.jbb.gov.co:8090/app/resource?r=001_bio-rrbb_sc_2021021 http://catalogador.jbb.gov.co:8090/app/resource?r=001_bio-rrbb_sc_2021021

Resumen

Es claro que los bosques de la alta montaña, característicos por su amplia y valiosa provisión de servicios ecosistémicos, se encuentran sometidos a constantes cambios y a transformaciones drásticas, así como son vulnerables al cambio climático. En estos se estima alta la pérdida de biodiversidad y especies, por lo que el desarrollo de actividades de investigación que generen conocimiento y que sustenten el desarrollo de estrategias de conservación de especies de estos ecosistemas se evidencia prioritario y fundamental. El Jardín Botánico de Bogotá (JBB), alberga una colección viva de plantas con cerca de 50.000 individuos distribuidos en 34 zonas, por medio de las cuales da énfasis en la conservación de flora andina, altoandina y de páramo. Dentro de esta se encuentran las colecciones ecosistémicas de bosque alto andino y de páramo. Cada una de las cuales prioriza la conservación de plantas nativas, endémicas y amenazadas de dichos ecosistemas de alta montaña. Así como el desarrollo de actividades de investigación que permitan conocer el estado y dinámica de la vegetación dentro de las mismas. A pesar de los esfuerzos en la actualidad se desconoce la calidad fisiológica de las semillas presentes en la colección viva de plantas del JBB y su potencial inclusión en el banco de semillas de la entidad, como estrategia complementaria de conservación. Es así como la presente investigación tuvo como objetivo determinar la tolerancia a la desecación para especies nativas y de la alta montaña, conservadas en la colección viva de plantas del Jardín Botánico de Bogotá. Para esto se desarrollaron pruebas de viabilidad de semillas a partir de ensayos de germinación en laboratorio e invernadero, así como pruebas con tetrazolio, esto para semillas con contenido de humedad inicial, como con contenido de humedad objeto, lo cual nos permitió hacer un análisis comparativo de la viabilidad de las semillas tras enfrentar reducción en la humedad de las semillas de siete especies vegetales nativas características de la alta montaña colombiana. Resultado de las pruebas evidenciamos que de las siete especies vegetales estudiadas todas evidenciaron semillas viables, bien sea a partir de ensayos de germinación o pruebas con tetrazolio. Ahora bien, a pesar que la especie Schultesianthus coriaceus no presentó germinación bajo ninguno de los tratamientos, si se evidenció viabilidad por tinción a partir de la prueba de tetrazolio. Las seis especies restantes, sin importar el porcentaje, presentaron germinación bajo todos los ensayos realizados. Esto es evidencia positiva de la capacidad de reproducción de plantas conservadas actualmente en la colección viva del Jardín Botánico de Bogotá, así como del éxito en la polinización de las mismas. 
Adicionalmente, de las especies evaluadas, pudimos evidenciar que la mayoría de las especies presentan un comportamiento de tipo ortodoxo, lo que nos indica la posibilidad de su conservación bajo la estrategia de banco de semillas. De este modo se ingresa a esta colección las especies Cavendishia bracteata, Cavendishia pubescens, Morella pubescens, Puya bicolor y Puya santosii. Así, resaltamos la importancia de articular las actividades de conservación ex situ, dar continuidad a la investigación en semillas y generar información de la situación actual de las colecciones vivas.

Palabras clave: banco de semillas, conservación ex situ, germinación, viabilidad, pruebas de tetrazolio, Observation, Occurrence

Descripción general

Propósito: Determinar la tolerancia a la desecación para especies nativas y de la alta montaña, conservadas en la colección viva de plantas del Jardín Botánico de Bogotá.
Additional information: Colecciones Vivas

Detalles del proyecto

Título del proyecto: Proyecto de Inversión 7679: Investigación para la conservación de los ecosistemas y la flora de la Región y Bogotá
Personas asociadas: Claudia Alexandra Pinzón Osorio
Fuentes de financiación: Proyecto de inversión 7679, Contrato No. 146-2021, Contrato No. 302-2021
Descripción/descriptor del área de estudio: Distrio Capital
Descripción del diseño: Objetivo general: Aumentar la capacidad institucional para la gestión del conocimiento en conservación, restauración y uso sostenible de la flora en áreas de la estructura ecológica y de interés ambiental en la ciudad región. Objetivos específicos: 1. Generar conocimiento acerca de la representatividad, funcionamiento y dinámicas que inciden en los cambios y estado de la diversidad biológica y los servicios ecosistémicos en áreas estratégicas de importancia ambiental. 2. Desarrollar procesos de investigación en restauración ecológica de los efectos de los disturbios naturales y antrópicos sobre la composición, estructura y función de los ecosistemas de Bogotá 3. Desarrollar investigaciones asociado al uso de las especies vegetales nativas que permita un aprovechamiento ambientalmente sustentable a través de una estrategia con base técnico-científica. 4. Desarrollar una estrategia institucional que permita cumplir con los requisitos para que el Jardín Botánico sea acreditado como centro de investigación para la conservación y los ecosistemas de la ciudad región.

Datos publicados a través de GBIF: http://catalogador.jbb.gov.co:8090/app/resource?r=001_bio-rrbb_sc_2021021

Cobertura taxonómica

Descripción general de la cobertura taxonómica: Se trabajó con siete especies conservadas en la colección viva del Jardín Botánico de Bogotá.
Categorías taxonómicas
Species: Schultesianthus coriaceus, Morella pubescens, Puya santosii, Puya bicolor, Cavendishia bracteata, Monochaetum myrtoideum, Cavendishia pubescens
Nombres comunes: Guadalupe, Laurel de cera, Puya, Puya, Uvito de páramo, Angelito, Uvito de monte

Cobertura geográfica

Cobertura geográfica general: Colombia, Bogotá, D.C., Jardín Botánico de Bogotá José Celestino Mutis
Coordenadas: 4°39'57.6''N y 4°40'12''N Latitud; 74°6'10.8''W y 74°5'49.2''W Longitud 

Cobertura temporal: January 13, 2022 - October 27, 2022

Métodos

Descripción de la metodología paso a paso: 
- . 	1. Colecta de material vegetal 
Se realizaron colectas de semillas de frutos maduros y visualmente sanos de diferentes individuos conservados en la colección viva de plantas del JBB. Dicha colecta no superó más del 20% de las semillas sanas disponibles en el momento de cosecha (DiSacco et al 2020). El material colectado se dispuso en el laboratorio de la Subdirección Científica, en un área ventilada sin presencia de luz directa para el material vegetal. Cada colecta estuvo soportada con información geográfica y registros fotográficos. Previo a la realización de las diferentes pruebas, se realizó una limpieza del material colectado, para esto se separaron los frutos y las semillas de residuos no deseados a partir de tamices (Pérez-Martínez et al. 2014) y se descartaron semillas con daños físicos o fitosanitarios (Keith 1997).
- . 	2. Porcentaje de embrión
Para evaluar la calidad de las semillas colectadas se realizaron pruebas de corte de cuatro réplicas por especie. Una vez realizada la prueba de corte se registró el número de semillas llenas vacías e infestadas, la proporción de semillas llenas se calculó mediante la siguiente formula (DiSacco et al 2020):

Proporción de semillas llenas = N° de semillas llenas /N° de semillas cortadas.
- . 	3. Pruebas de viabilidad con tetrazolio 
Para cada especie se evaluó la viabilidad de semillas realizando pruebas de cuatro réplicas con la prueba de 2,3,5-trifeniltetrazolio (prueba de tetrazolio). En primer lugar, las semillas fueron hidratas en cajas de Petri con algodón humedecido por 24 horas; posteriormente se les agregó una solución de tetrazolio al 1% y se ingresaron al horno Binder ED 53-UL a una temperatura de 40 °C en condiciones de oscuridad durante 24 horas. Una vez cumplido el tiempo, se evaluaron las semillas y se registró el número de semillas viables, inviables y vacías, dependiendo la presencia o ausencia de tinción en el embrión (DiSacco et al 2020).
- . 	4. Ensayos de germinación 
Se realizaron ensayos de germinación en laboratorio y en invernadero. El número de semillas evaluadas por especie, se determinó de acuerdo al tamaño del lote de semillas colectadas y la proporción de semillas vacías o infestadas. Para esto se realizó una sobre siembra con la cual se aseguró que los ensayos tuvieran aproximadamente el mismo número de semillas potencialmente viables (DiSacco et al 2020). El cálculo de la sobre siembra se realizó mediante la siguiente fórmula:

Sobre-siembra = semillas necesarias para el ensayo / proporción de semillas llenas

4.1 Ensayos de germinación en laboratorio
Se realizaron ensayos de germinación de semillas con contenido de humedad inicial (CHi) para cada especie. Para todas las especies, se realizaron cuatro réplicas y el número de semillas por especie dependió de la sobre siembra. Previo a la siembra, se realizó una limpieza y desinfección de las semillas empleando hipoclorito de sodio al 1 % (Muñoz y Ackerman 2011). Las semillas se sembraron en cajas de Petri utilizando como medio agar-agar, este procedimiento se llevó a cabo en la cámara de flujo laminar. Posteriormente fueron dispuestas bajo condiciones controladas en una cámara de germinación Thermoline (New South Wales, Australia) con fotoperíodo de 12 horas, temperatura de 20/10 ± 2,5 °C y humedad de 75 ± 5% (Pérez-Martínez et al 2014). El monitoreo(Pérez-Martínez et al. 2014)(Pérez-Martínez et al. 2014)(Pérez-Martínez et al. 2014)(Pérez-Martínez et al. 2014)(Pérez-Martínez et al. 2014)(Pérez-Martínez et al. 2014)(Pérez-Martínez et al. 2014) de la germinación se realizó tres veces a la semana, las semillas que se registraron como germinadas fueron aquellas en donde la emergencia de la radícula a través de los tejidos circundantes fue de mínimo 2 mm (Bewley et al 2013; DiSacco et al 2020). 

4.2 Ensayos de germinación en invernadero
Para cada especie, se realizaron ensayos de germinación en el invernadero de banco plantular de la Subdirección Científica. Para cada especie se montaron cuatro réplicas y el número de semillas dependió del tamaño de las colectas y la sobre siembra. En la siembra se emplearon bandejas base de germinación de 55cm x 29cm y como sustrato se utilizó una mezcla de dos partes de turba, una parte de tierra negra y una parte de humus sólido. El riego se realizó tres veces a la semana, mediante aspersión.
- . 	5. Tolerancia a la desecación 
Para evaluar la tolerancia a la desecación se utilizó un lote de semillas con contenido de humead objeto (CHo). Para esto, las semillas fueron desecadas hasta alcanzar el 15% de humedad relativa de equilibrio (RHe) mediante el uso de sílica gel teniendo especial cuidado en no bajar el contenido de humedad de las semillas excesivamente (DiSacco et al 2020) y almacenadas en un freezer a -20°C (Gold et al 2004; DiSacco et al 2020). Una vez obtenido el contenido de humedad objeto, se realizaron ensayos de germinación de cuatro replicas para cada especie. Estos ensayos se realizaron siguiendo la misma metodología empleada en la germinación en laboratorio, en cámara de germinación. Adicionalmente, se evaluó la viabilidad para las semillas con Cho con la prueba de tetrazolio siguiendo los procedimientos descritos en el apartado de prueba de viabilidad.
- . 	6. Análisis de los datos 
Se realizó un análisis para determinar viabilidad de semillas para cada especie. Esto en concordancia con las pruebas de viabilidad con tetrazolio y los ensayos de germinación. En cuanto a la viabilidad a partir de las pruebas de tetrazolio, por especie, se determinó el número de semillas con tinción, número de semillas sin tinción y número de semillas vacías. Para la germinación, se calculó el porcentaje de germinación (PG) y el tiempo medio de germinación (TMG) para cada especie. Esto se calculó de acuerdo a las siguientes fórmulas (Ranal y Santana 2006; DiSacco et al 2020):

PG=(G/L)*100			 MGT=∑_(t=1)^k▒〖ni ti /∑_(t=1)^k▒ni〗

donde G es el número de semillas germinadas, L es número de semillas llenas (L = número de semillas sembradas – (vacías + infestadas en la prueba de corte)); ni es el número de semillas germinadas en la iésima toma de datos, ti es el tiempo (días) de la iésima toma de datos y k es el tiempo en días de duración de la prueba de germinación.

En cuanto a la tolerancia a la desecación, para cada especie se compararon los resultados de germinación de los ensayos con Chi respecto a los ensayos Cho, si los resultados de germinación no arrojaron diferencias significativas las especies fueron categorizadas como ortodoxas y podrán ser conservadas bajo condiciones estándares de bancos de semillas -20°C y 15% de humedad relativa de equilibrio (RHe), es decir 4-7% de contenido de humedad (Gold et al 2004; Di Sacco et al 2020). 

Este análisis estadístico se realizó por especie, en primer lugar, se realizó prueba de normalidad de Shapiro-Wilk (para muestras pequeñas), si los datos se comportaban de manera normal se procedió a realizar Test de Levene para comprobar homogeneidad de varianzas, si se cumplieron los supuestos de normalidad y homocedasticidad se realizó ANOVA de un factor para identificar la presencia o ausencia de diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos estudiados. Esto se realizó para cada variable evaluada (germinación y viabilidad con tetrazolio). Ahora bien, si los datos se comportaban de manera normal pero no había homocedasticidad, se realizó ANOVA con corrección de Welch. 
Por último, si no había normalidad en los datos, se realizó la prueba no paramétrica de Kriskal-Wallis para identificar diferencias entre los tratamientos. 
Todo esto se llevó a cabo en el software estadístico SPSS.
Descripción del área de muestreo: Esta investigación se desarrolló en las instalaciones del Jardín Botánico de Bogotá José Celestino Mutis, localizado en la ciudad de Bogotá Distrito Capital, con coordenadas 4°40’ Norte y 74°06’ Oeste.
Descripción del muestreo: La selección de especies se realizó de acuerdo con la vegetación nativa en estado de floración y fructificación identificadas dentro de la colección viva de plantas del JBB. La colecta de frutos y semillas, se desarrolló en las colecciones de plantas vivas de Páramo, Sistemático de Angiospermas y Bosque andino con énfasis en Lauráceas, en donde se seleccionaron individuos al azar.
Descripción del control de calidad: A lo largo de la toma de datos, el monitoreo de germinación fue realizado por la misma persona.

Idioma de los metadatos: Spanish
Fecha de creación de los metadatos: 2021-12-06
Nivel de jerarquía: Dataset

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