Introducción

Agave salmiana Otto ex Salm-Dyck es una planta perenne que alcanza su etapa reproductiva sexual entre los 12 y 20 años ^{(Álvarez-Duarte et al., 2018)}. Esta especie es importante para la producción de pulque, miel, fibra, pencas y mixiote ^{(García, 2007)}; además, es una especie que se usa como cerco vivo, en el bordo aguas abajo de las plantaciones en terraza, favoreciendo la infiltración de agua y previniendo la erosión por arrastre del suelo por los escurrimientos hídricos ^{(Nobel, 2011)}, y también es empleada en sistemas agroforestales en asociación con cultivos anuales ^{(Narváez et al., 2020)}.

Las plantas del género Agave emiten una inflorescencia al final de su ciclo de vida, por lo que se clasifican como plantas monocárpicas ^{(Nobel, 2011)} y son polinizadas por murciélagos nectarívoros, favoreciendo la diversidad genética ^{(Trejo-Salazar et al., 2015)}. Este tipo de reproducción es una limitante para la obtención de progenie a corto plazo ^{(García, 2007)}; sin embargo, el maguey también se propaga asexualmente a través de la generación de bulbilos aéreos e hijuelos en el rizoma ^{(Gentry, 1982)}. Los rizomas son tallos subterráneos modificados que crecen de forma perpendicular en relación con la fuerza de la gravedad ^{(Troiani et al., 2017)}. El número de hijuelos obtenidos en esta forma es reducido, en promedio de tres a ocho durante la vida del maguey ^{(Nieto et al., 2016)}. Por lo anterior, es necesario buscar alternativas para incrementar el número de hijuelos mediante esta forma de propagación, y conveniente cuando se tienen plantas seleccionadas por características sobresalientes, que resultan de establecer ensayos clonales en programas de mejoramiento genético, con el fin de aumentar la producción y calidad del aguamiel.

En los procesos fisiológicos y bioquímicos de división celular, el crecimiento y la diferenciación de los órganos intervienen hormonas vegetales como las auxinas, giberelinas, citocininas y poliaminas ^{(Alcántara et al., 2019}; ^{Porta y Jiménez-Nopala, 2019)}. Las auxinas en su forma de ácido indol-3-acético (AIA), participan en los procesos de desarrollo y diferenciación celular de las plantas ^{(Sauer et al., 2013}; ^{Teale et al., 2006)}. Este ácido orgánico débil se forma con una estructura de anillo de indol plana acoplada a una cadena lateral de carbono con un grupo carboxilo al final, el cual disminuye la polaridad del AIA, facilitando la difusión a través de las membranas ^{(Ljung, 2013)}. Las auxinas modulan el gravitropismo en la punta de la raíz y la morfogénesis del cabello radicular en la zona de diferenciación ^{(Tu et al., 2021)}. En cultivos de agave in vitro, se ha demostrado que las auxinas ácido naftalenacético (ANA) y el ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) son importantes para la inducción de callo embriogénico ^{(Ángeles-Espino et al., 2018)}.

Aunado al uso de hormonas vegetales, las labores culturales como el aporque y el cajeteo pueden favorecer la emergencia de hijuelos al propiciar condiciones microambientales favorables ^{(Porta y Jiménez-Nopala, 2019)}. El aporque consiste en aflojar y acercar el suelo de la periferia de una planta formando un montículo, el cual proporciona soporte, humedad, temperatura y aireación para el desarrollo de rizomas ^{(Pimentel, 2007)}. El cajeteo consiste en remover el suelo de la base de la planta a la periferia formando un bordo en una circunferencia ^{(Pimentel, 2007)}; esta labor se realiza en condiciones de baja pluviosidad para la captación de agua de lluvia ^{(León et al., 2004}; ^{Pimentel, 2007)}. Ambas actividades, además, mejoran las condiciones estructurales del suelo para el desarrollo óptimo del sistema radical ^{(Porta y Jiménez-Nopala, 2019)}; sin embargo, en el maguey, el cajeteo y aporque no son actividades comunes en el manejo del cultivo. El objetivo de la presente investigación fue evaluar el número, altura y diámetro de roseta de hijuelos del rizoma de plantas de A. salmiana sometidas a diferentes tratamientos. Se plantea la hipótesis que las labores culturales combinadas con aplicación de auxina aumentan el número y crecimiento de hijuelos de rizoma en A. salmiana por la exposición de las raíces a la luz y activación de las hormonas de crecimiento.

Materiales y métodos

Variables registradas

Se contó el número de hijuelos de rizoma que emergían en la zona de aplicación de tratamientos (50 cm de radio alrededor de la planta) cada mes entre julio y noviembre del mismo año; posteriormente, se realizó una evaluación adicional en mayo de 2022 para comprobar si los tratamientos tenían efecto después de la temporada de sequía. En noviembre de 2022; es decir, 17 meses después de la aplicación de tratamientos, se midieron supervivencia (%), altura y diámetro de roseta (cm) de los hijuelos de maguey. El diámetro de la roseta fue el promedio de los diámetros en dirección norte-sur y este-oeste (Figura 1).

Figura 1 A) el diámetro de roseta en un hijuelo de rizoma se obtuvo promediando dos mediciones, de norte-sur y esteoeste, B) planta de siete años con hijuelos. 

Resultados

Los análisis de varianza mostraron que los tratamientos tuvieron diferencias (P ≤ 0.0001) de efecto para el número de hijuelos en A. salmiana. Las plantas con el mayor número promedio de hijuelos a los 5 (3.1) y 11 meses (3.7) fueron en las que se realizó cajeteo-AIB, aporque-AIB, aporque-cajeteo- AIB, cajeteo-aporque y aporque (Cuadro 1), mientras que las plantas que desarrollaron el menor número de hijuelos (1.3) fueron las del grupo testigo y aquellas en que se aplicó AIB (1.4); sin embargo, el número de hijuelos se incrementó entre 142 y 164 % con respecto al testigo cuando se aplicó AIB en combinación con alguna labor cultural. La aplicación de ambas labores culturales con AIB tuvo el mismo efecto en el incremento del número de hijuelos (≈ 140 % con referencia al testigo) que el uso de alguna de ellas con la auxina; en cambio, cuando se aplicó alguna labor cultural, el aporque promovió en 100 % más el número de hijuelos y el cajeteo un 38 % más hijuelos, ambos respecto al testigo; empero, el uso simultáneo de ambas labores culturales tuvo el mismo efecto que el aporque.

Las plantas de maguey emitieron el mayor número de hijuelos entre los meses de julio y octubre (Figura 1). En el mes de agosto produjeron el mayor número promedio, 0.7 hijuelos por planta. En los meses de julio, septiembre y octubre, el número promedio fue de 0.5 hijuelos por planta, mientras que en el mes de noviembre éste fue de 0.1 hijuelos por planta. La producción de hijuelos en el periodo de estiaje (diciembre del 2021 a mayo de 2022) fue muy baja, representó el 8 % del total de hijuelos emergidos en el periodo de evaluación (Cuadro 1, Figura 2).

Figura 2 Número promedio de hijuelos por planta en A. salmiana durante el período de evaluación de diferentes tratamientos. 

No se encontraron diferencias significativas (P < 0.99) entre tratamientos para supervivencia de los hijuelos con base en el ANOVA. El 99 % de los hijuelos sobrevivió 17 meses después de establecer el experimento.

Se hallaron diferencias (P ≤ 0.0002 y P ≤ 0.0001) entre tratamientos para crecimiento en altura y diámetro de roseta, respectivamente, de acuerdo con la prueba de Kruskal-Wallis. La altura y diámetro de roseta de los hijuelos que crecieron en los tratamientos de cajeteoaporque, cajeteo-AIB y aporque-cajeteo-AIB tuvieron medias superiores, aunque sin diferencias estadísticas entre esos tratamientos. Los hijuelos que desarrollaron a partir de las plantas en los tratamientos con AIB y aporque también destacaron en altura (Cuadro 2). Los promedios de altura para los hijuelos que sobresalieron oscilan de 14.2 a 16.0 cm, y de 16.5 a 18.3 cm en diámetro de roseta. Los hijuelos que crecieron en las plantas sometidas a los tratamientos testigo, cajeteo y aporque-AIB fueron los menos favorecidos en las variables de crecimiento evaluadas.

Discusión

El cajeteo y aporque en combinación con el IAB promovieron una mayor emisión de hijuelos. Este incremento en el número de hijuelos pudo ser debido a que el ácido indol-3-butírico promueve la división, elongación y diferenciación celular para la formacion de raíces y rizomas ^{(Garay-Arroyo et al., 2014}; ^{Taiz y Zeiger, 2010)}, señalando que la raíz se forma a partir de células en tejidos de floema y cambium, y un rizoma es una rama que desarrolla a partir de la activación de una yema vegetativa ya presente en la axila de la hoja.

Las auxinas también modulan los procesos de desarrollo, gravitropismo y morfogénesis del pelo radicular ^{(Taiz y Zeiger, 2010}; ^{Tu et al., 2021)}. La aplicación de auxinas en forma de ácido naftalenacético (ANA) o 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) activa las células para la inducción de callo embriogénico y desarrollo de raíces en A. tequilana Weber en cultivo in vitro ^{(Ángeles-Espino et al. 2018)}. También, se observó una respuesta positiva en la formación de callo con la aplicación de ANA y AIA (ácido indol-3-acético) en A. angustifolia Haw. en cultivo in vitro ^{(Arzate-Fernández y Mejía-Franco, 2011)}, por lo que el AIB junto con el aporque y cajeteo tuvieron un papel importante en la producción de hijuelos de A. salmiana en la presente investigación. Aunque los resultados fueron satisfactorios, es recomendable continuar con más investigaciones en las que se experimente con diferentes reguladores de crecimiento (auxinas, giberelinas, citocininas y poliaminas) para promover la inducción de hijuelos en maguey, tal y como se ha observado en otras especies de plantas donde las hormonas aplicadas externamente interactúan con los niveles hormonales endógenos de la planta ^{(Alcántara et al., 2019)}.

En el maguey, así como en otras plantas, los balances hormonales activan la expresión de genes específicos que promueven la emergencia de hijuelos como una forma de propagación de las especies ^{(Abraham-Juárez et al., 2010}; ^{Jang et al., 2011)}. En la presente investigación, las plantas de A. salmiana produjeron hijuelos aun cuando no se aplicó tratamiento alguno, lo cual confirma la capacidad genética que tiene la especie para emitir hijuelos. ^{Abraham-Juárez et al. (2010)} encontraron que un cambio en el balance hormonal facilitó la expresión de cinco genes (AtqKNOX1, AtqKNOX2, AtqUNK1, AtqUNK2 y AtqGIsA) que participaron en la formación de meristemos que desarrollaron bulbilos en A. tequilana. Genes implicados en el metabolismo secundario y hormonal promueven el desarrollo de rizomas en Oryza sativa L. y Sorghum bicolor (L.) Moench por efecto de estímulos abióticos ambientales ^{(Jang et al., 2006)}. También, los genes PpRSL1 y PpRSL2, regulados por auxinas, controlan el desarrollo de pelos radiculares y rizoides en Physcomitrella patens (Hedw.) Bruch & Schimp. ^{(Jang et al., 2011}; ^{Rensing et al., 2020)}. Las auxinas promueven el desarrollo del pelo radicular en Arabidopsis thaliana (L.) Heynh; sin embargo, se desconocen las interacciones reguladoras entre la auxina y los genes PpRSL1 y PpRSL2 ^{(Jang et al., 2011)}, aunque los mismos genes controlan el desarrollo de pelos radiculares y rizoides, la regulación de esta red transcripcional por auxinas es diferente en estas dos especies ^{(Jang et al., 2011)}. Un número mayor de 50 genes activadores y represores transcripcionales están involucrados en la expresión génica en respuesta a la auxina (ARF) y Aux/IAA en el género Arabidopsis ^{(Vernoux et al., 2011)}.

Los genes CmPIN1, CmTIR3, CmTIR1, CmAXR1, CmAXR6, CmAXR2, CmIAA16 y CmIAA12 regulan la producción de auxinas que promueven la formación de brotes en el género Chrysanthemum L. ^{(Dierck, 2016)}; además, las auxinas promueven la iniciación de raíces adventicias en estacas o acodos aéreos ^{(Garay-Arroyo et al., 2014}; ^{Oliva, 2005)}. Las auxinas de fuentes exógenas deben penetrar en los elementos cribosos y alcanzar el parénquima vascular ^{(Ljung et al., 2002)}; las auxinas en forma de AIB sin la remoción de suelo y sin incisión en los rizomas en el presente estudio probablemente no pudieron ingresar al sistema, por lo que no provocaron efecto alguno en las plantas de maguey tratadas y por lo tanto no hubo diferencias en la emergencia de hijuelos entre las plantas testigo con respecto a las que sólo recibieron el AIB.

En la presente investigación las labores culturales de cajeteo y aporque mejoraron las condiciones microambientales, tales como humedad, temperatura y aireación alrededor de las plantas, que las estimularon para desarrollar superior número de hijuelos ^{(Pumisacho y Velásquez, 2009}; ^{Troiani et al., 2017)}. El aporque es una práctica de uso extendido para cubrir los estolones y crear un ambiente propicio para la tuberización en el cultivo de papa ^{(Oyarzún et al., 2002)}. Las labores culturales evaluadas en el presente trabajo ayudaron a exponer a la luz el rizoma del maguey, y en consecuencia, a promover la emergencia de hijuelos. La luz es necesaria para la formación de micro-rizomas en Curcuma longa L. ^{(Nayac y Kumar, 2006)}. Se recomienda aplicar labores culturales en el manejo de plantaciones de maguey con base en los resultados obtenidos en la presente investigación.

No hubo efecto residual del AIB en la emergencia de hijuelos después de 11 meses de la aplicación de tratamientos en el presente estudio. Esto concuerda con el comportamiento de estacas de Eucalyptus nitens Deane & Maiden, donde las auxinas externas tuvieron un efecto positivo en la emisión de raíces en el corto plazo ^{(Luckman y Menary, 2002)}. Las labores culturales promovieron la emergencia de hijuelos en maguey en la presente investigación debido a una mayor retención de humedad, aireación en el suelo y eliminación de malezas como se reporta en hortalizas ^{(Silva, 2017)}, papa ^{(Oyarzún et al., 2002}; ^{Rodríguez et al., 2020)} y maíz ^{(León et al., 2004)}.

En la zona de estudio durante la década reciente, la precipitación promedio ha sido de 584 mm anuales ^{(CONAGUA, 2017)}. La alta supervivencia de los hijuelos pudo deberse a que el maguey es una planta adaptada a condiciones limitantes de humedad, y tolera una disminución entre 80 y 90 % del contenido tisular de agua ^{(Nobel, 2011)}, y esta supervivencia de los hijuelos pudo ser consecuencia de que éstos aun se encuentran unidos a la planta madre en las etapas tempranas de su ciclo de vida ^{(García, 2007)}. Diferentes especies del género Agave sobrevivieron por 14 meses en condiciones de humedad baja en el suelo ^{(Ramírez-Tobías et al., 2014)}. Estas características son útiles en la adaptación de Agave salmiana a los cambios ambientales provocados por el cambio climático global, donde la precipitación pluvial puede disminuir entre 5.6 y 7.8 % con respecto a la precipitación actual entre los años 2030 y 2090 ^{(Sáenz-Romero et al., 2010)}.

Conclusiones

Las labores culturales en combinación con la aplicación de AIB al suelo estimularon que plantas de A. salmiana incrementasen el número de hijuelos de rizoma. CajeteoAIB, aporque-AIB, aporque-cajeteo-AIB, cajeteo-aporque y aporque promovieron el mayor número de hijuelos en plantas de A. salmiana. Las labores culturales y la aplicación de AIB aumentaron el crecimiento en altura y diámetro de roseta de los hijuelos de A. salmiana. CajeteoAIB, aporque-cajeteo-AIB, cajeteo-aporque, aporque y AIB promovieron el mayor crecimiento en altura de los hijuelos. Cajeteo-AIB, aporque-cajeteo-AIB y cajeteo-aporque fomentaron el mayor diámetro de roseta en hijuelos.