Introducción

Ecuador ocupa el cuarto lugar entre los países productores de cacao fino del mundo (^{Loor-Solórzano et al., 2019}). En América Latina, es el mayor productor y exportador de cacao fino de aroma. Para preservar la calidad del producto se necesita el establecimiento de cacaotales con plántulas aptas obtenidas mediante un proceso que garantice una mayor producción (^{Peña-López, 2019}). En la práctica, se prefiere la propagación vegetativa a partir de esquejes, ya que no produce cambios en la información genética del nuevo individuo respecto a la planta madre (^{Borges-García, Reyes, Zayas y Destrade, 2015}). Sin embargo, el crecimiento de las plántulas es lento y la regeneración es baja (alrededor de 25-40%), por lo que se requiere de sustancias estimuladoras del enraizamiento (^{Cajamarca-Marín, Quevedo y García, 2017}).

En el mercado hay varias hormonas promotoras del crecimiento vegetal, como el ácido beta indol butírico, ácido naftalenacético, ácido giberélico, entre otros, que se usan para estimular la formación de raíces y la regeneración de plantas a partir de esquejes de cacao. Estas inducen la división celular, incrementan el contenido de clorofila a través de la diferenciación de cloroplastos, aumenta la actividad fotosintética, participa en la pérdida de dominancia apical y retrasa la senescencia (^{Cárdenas-Hernández, Álvarez, Barragán y Rivera, 2010}; Santander-Coronel, 2018¹). Sin embargo, el alto costo de estos productos hormonales ha motivado la búsqueda de alternativas (^{Cordero-Rivera, Montalván y Flores, 2014}).

El uso de bioestimulantes provenientes de la pared celular vegetal, tales como los oligopectatos, son una alternativa para estimular la formación de raíces en esquejes y favorecer el crecimiento de las plantas (^{Guarnizo, Oliveros, Murillo y Bermúdez, 2020}). Los oligopectatos u oligogalacturónidos constituyen cadenas de 2 a 20 unidades de ácido galacturónico, unidas por enlaces α (1.4) que se obtienen mediante hidrólisis de la pectina presente en la pared celular vegetal (^{Singh et al., 2020}). Comercialmente pueden obtenerse de los albedos de frutas cítricas, una mezcla de oligopectatos que poseen entre 9 y 16 unidades de ácido galacturónico (^{Mederos y Hormaza, 2008}). La aplicación de oligopectatos en esquejes de guayaba aumentó el porcentaje de raíces en las plantas (^{Ramírez, Cruz y Franchialfaro, 2003}). De igual forma, el tratamiento de fragmentos nodulares de yuca (Manihot esculenta C.) con 10 mg L^-1 de oligopectatos, aumentó el enraizamiento respecto al control (^{Suárez y Hernández, 2015}). El uso de este producto también estimuló el enraizamiento y crecimiento vegetal de plantas ornamentales como violeta (Viola odorata L.) y palma areca (Dipsis lutescens H. Wendl.) (^{Cabrera et al., 2012}). El objetivo de este trabajo es la optimización de las dosis de oligogalacturónidos en la propagación vegetativa de dos clones de cacao (Theobroma cacao L.) bajo condiciones controladas en vivero.

Materiales y Métodos

Resultados y Discusión

La dosis de 100 mg L^-1 de oligogalacturónidos mostró los mayores efectos significativos en las variables NH, NR, FR, BFR, BSR e IPR, seguido de la dosis de 50 mg L^-1. El efecto del enraizante químico en dosis de 200 mg L^-1 tiende a ser parecido a la dosis de 100 mg L^-1 de oligogalacturónidos, excepto en las variables IPR y BSR. El testigo sin aplicación de hormonas mostró menores magnitudes en todas las variables biológicas (Cuadro 1).

El índice de plantas regeneradas (IPR), del 25 al 40% referida por ^{Cajamarca-Marín et al. (2017)}, fue superada por los tratamientos con dosis de 50 mg L^-1 y 100 mg L^-1, donde se alcanzaron promedios de 50% y 53.3% para los clones CCN-51 y EETP 801, respectivamente. A nivel de vivero, la variable número de hojas (NH) expresa de manera objetiva el crecimiento vegetativo (Cuadro 1). Los estadísticos Media, error estándar, variación relativa o proporción del error y la precisión, denotan información técnica para hacer inferencias con alta confiabilidad.

El efecto hormonal del oligogalacturónido estimula el desarrollo de las raíces de las plantas (^{Falcón-Rodriguez, Costales, González y Nápoles, 2015}) y en el crecimiento de los cultivos está relacionado con el incremento de la disponibilidad y la absorción de nutrientes y el proceso de fotosíntesis mediante la acumulación de metabolitos y el aumento de pigmentos foliares (^{Reyes-Pérez, Ramos, Llerena, Ramírez y Falcón, 2021}; ^{Rodríguez, Martínez y Cruz, 2021}; ^{Reyes-Pérez et al., 2022}). Los mecanismos de acción del oligogalacturónido no están totalmente dilucidados, pero la aplicación de este compuesto puede sustituir parcialmente el uso de hormonas vegetales en la propagación vegetativa comercial de cultivos como ornamentales, plátanos y bananos, aunque depende de la concentración aplicada (^{Izquierdo, Núñez, González, Proenza y Cabrera, 2009}; ^{Borges-García et al., 2015}).

Estos resultados refuerzan la hipótesis de que los enraizantes, además de tener efectos estimulantes en el prendimiento de los esquejes, promueven el crecimiento vegetal como efecto directo de la concentración utilizada. ^{Falcón-Rodríguez et al. (2015)} y ^{Lara-Acosta, Costales, Nápoles y Falcón (2019)} demostraron que la aplicación de oligogalacturónidos a fragmentos de tejidos y esquejes de distintos cultivos, estimula el enraizamiento y acelera el crecimiento vegetal, por lo que se ha considerado como un bioestimulante.

En la Figura 1, se expone la distribución empírica de los tratamientos, destacándose que la dosis de 100 mg L^-1 permite obtener los valores más altos en el índice de plantas regeneradas (IPR) y la dosis de 10 mg L^-1 tiende a ser similar al tratamiento con el enraizante químico. El testigo (sin oligogalacturónidos) presenta el valor más bajo de IPR.

Figura 1: Efecto de los tratamientos sobre el índice de plantas regeneradas en los clones de cacao EET 0801 y CCN-51.  

Figure 1: Effect of treatments on the index of regenerated plants in cocoa clones EET 0801 and CCN-51. 

En el resumen de los análisis de varianza (Cuadro 2), se distingue que los coeficientes de variación (%), fluctúan de 4.72 a 10.55% lo que equivale a un adecuado control de los errores experimentales. En los tratamientos, se observaron diferencias significativas en todas las variables experimentales (P < 0.05), sin embargo, para los clones el comportamiento fue diferenciado, no evidenciándose diferencias estadísticas en las variables: NR, FR, BFR, BSR, BFH e IPR.

En la Figura 2, se puede observar el comportamiento de los tratamientos y los rangos, según el criterio de Keuls, donde, el testigo absoluto sin enraizante, tiene un reducido índice de plantas regeneradas.

Figura 2: Índice de plantas regeneradas en la propagación vegetativa de los clones de cacao EET-801 y CCN-51, a la aplicación de oligogalacturónidos. Medias con letras iguales no difieren significativamente según Keuls (P ≤ 0.05), C.V. = coeficiente de variación.  

Figure 2: Index of regenerated plants in the vegetative propagation of the cocoa clones EET-801 and CCN-51, to the application of oligogalacturonides. Means with the same letters do not differ significantly according to Keuls (P ≤ 0.05) C.V. = coefficient of variation. 

El clon CCN-51 comparado con el clon EET 801 tiende a mostrar mayor número de hojas (P < 0.01), fracción radical (P < 0.05), biomasa seca de la hoja (P > 0.01) y biomasa seca del tallo (P > 0.01). En las otras variables biológicas, los dos clones en estudio resultaron estadísticamente iguales (Cuadro 3).

El análisis de correlaciones lineales, momento-producto de Pearson, permitió determinar que IPR tiene una correlación positiva y significativa con niveles de confianza mayores que 95%, con todas las variables biológicas en estudio (Cuadro 4). La biomasa seca del tallo (BST) no se correlaciona estadísticamente con BSR, BFH, ni BSH. No se evidencia correlación significativa entre BSR con BFR. Los valores críticos de r, para grados de libertad = 4 y α = 0.05 y α = 0.01, fueron: r0.05 = 0.811 y r0.01 = 0.917, respectivamente.

Estos resultados tienen implicaciones prácticas en la producción de cacao, pues las plántulas al tener mayor biomasa seca radicular podrían tener un crecimiento más rápido y por tanto un menor tiempo de aclimatización para convertirse en plantas vigorosas. En ese sentido, ^{Izquierdo et al. (2009)} dan a conocer un comportamiento similar en plantas in vitro de plátanos tratadas con oligogalacturónidos debido a que se acortó el ciclo de climatización, respecto al testigo.

Los análisis estadísticos realizados respecto a la biomasa fresca de las hojas indican que la concentración de oligogalacturónidos a 100 mg L^-1 fue el mejor tratamiento en los dos clones de cacao. La mayor biomasa fresca de la hoja fue obtenida con la aplicación de oligogalacturónidos a 100 mg L^-1 lo que demuestra la respuesta positiva de este indicador al aumento de la concentración del producto. ^{Ramos-Hernández et al. (2013)} sostienen que las estacas de guayaba tratadas con oligogalacturónidos aumentan la proliferación de raíces y esto mejora el potencial hídrico y beneficia la plasticidad y elasticidad de las hojas y raíces.

Los resultados de estimulación del crecimiento vegetal mediante la aplicación de oligogalacturónidos se debe a la composición de oligómeros activos que estimulan la secreción de endopoligalacturonasas endógenas, las cuales, aumentan la hidrólisis de las sustancias pécticas que funcionan como material de unión de la celulosa, hemicelulosa y otros componentes de la célula vegetal provocando un mayor crecimiento de la misma (^{Sabater, Blanco, Montilla y Corzo, 2021}). Las oligosacarinas se han propuesto como una nueva jerarquía de hormonas en las plantas, cuya acción precede la síntesis y acumulación de las conocidas hormonas tradicionales (^{Falcón-Rodríguez et al., 2015}; ^{Reyes-Pérez et al., 2021}). Los resultados encontrados en este trabajo pudieran tener una aplicación práctica inmediata para el cultivo del cacao en los dos clones estudiados, así como en otros cultivos (^{Cabrera et al., 2012}).

El coeficiente de determinación fue 87%, por lo que se afirma: la aplicación de oligogalacturónidos influye positivamente en el índice de plantas regeneradas, en los dos clones probados en vivero, siendo el modelo cuadrático que mejore representa el fenómeno biológico. Sin la aplicación del producto, el IPR promedio fue 14.5% y la dosis máxima calculada a partir de la primera derivada, para tener la mejor respuesta de IPR es:

Por lo tanto, la dosis de oligogalacturónidos que posibilita obtener el máximo IPR es 85 mg L^-1

Según ^{Ramos-Hernández et al. (2013)}, en el enraizamiento de esquejes de guayaba enana Roja cubana, hubo una mejor respuesta en enraizamiento con la dosis de 20 mg L^-1. Esta diferencia en la dosis puede explicarse porque se trata de especies distintas.

El índice de plantas regeneradas que puede predecirse a partir del análisis de regresión polinomial de grado 2, donde se determinó que aplicando 85 mg L^-1 del bioestimulante se logra el 49.1% de IPR, con un coeficiente de determinación del 87% (Figura 3).

Figura 3: Índice de plantas regeneradas (%) en función de las dosis del oligogalacturónidos en los clones de cacao CCN-51 y EET-801.  

Figure 3: Index of regenerated plants (%) depending on the doses of oligogalacturonides in the cocoa clones CCN-51 and EET-801. 

Realizando el análisis de regresión lineal múltiple para generar un modelo en el que el valor de la variable dependiente o respuesta (Y) se determina a partir de un conjunto de variables independientes llamadas predictores, sean X1, X2, X3… (^{Amat, 2016}). Para este análisis se usó la modelación lineal automatizada del software SPSS v22 (^{IBM SPSS Statistics, 2013}). En la preparación de los datos no se detectaron valores atípicos. El modelo matemático: Y = f(X1, X2), se tradujo en IPR= f(BFR,BFH). Estas variables predictoras tuvieron una importancia en el modelo que equivale a 59 y 33%, respectivamente.

El modelo multivariado para predecir IPR es el siguiente:

Dónde: IPR= Índice de plantas regeneradas, BFR= Biomasa fresca de las raíces, BFH= Biomasa fresca de las hojas.

La curva de regresión ajustada del modelo IPR (Figura 4) indica la lata probabilidad de predecir el IPR en base a la biomasa fresca de las raíces (BFR) y biomasa fresca de las hojas (BFH), con un coeficiente de determinación, R² _ajustado= 0.959 y un coeficiente alfa de Cronbach, α = 0.964, para datos tipificados, que permite tener una alta confiabilidad en el modelo. Los oligogalacturónidos además de tener efectos significativos sobre el crecimiento vegetativo de las plántulas de cacao, se utilizan como protectores de las plantas ante el estrés salino, como en el cultivo del arroz (^{Pérez-Domínguez et al., 2021}).

Figura 4: Curva de regresión ajustada del índice de plantas regeneradas (IPR) en función de la biomasa fresca de las raíces (BFR) y biomasa fresca de las hojas (BFH).  

Figure 4: Adjusted regression curve of the index of regenerated plants (IPR) as a function of the fresh biomass of the roots (BFR) and fresh biomass of the leaves (BFH). 

Conclusiones

Las dosis de 50 mg L^-1 y 100 mg L^-1 en los clones de cacao EET 801 y CCN-51 mostraron los mayores efectos sobre las variables biológicas. NH, FR, BSH y BST. El clon CCN-51 comparado con EET 801 mostro mayores promedios de NH, FR, BSH y BST (P < 0.05). Los clones CCN-51 y EET 80 resultaron estadísticamente iguales en NR, BFR, BSR, BFH e IPR. El IPR tiene una correlación positiva y significativa con todas las variables biológicas evaluadas. La biomasa seca del tallo (BST) no se correlaciona estadísticamente con BSR, BFH ni BSH. El más alto índice de plantas regeneradas se obtuvo con la dosis de 85 mg L^-1 para lograr un IPR potencial de 49.1%. El índice de plantas regeneradas (IPR) puede predecirse con un coeficiente de determinación del 96%. Por lo tanto, la aplicación de oligogalacturónidos es una opción para la propagación vegetativa de cacao en condiciones de vivero.

Declaración de Ética

No aplicable.

Consentimiento para Publicación

No aplicable.

Disponibilidad de Datos

No aplicable.

Conflicto de Intereses

Los autores declaran que no tienen intereses en competencia.

Fondos

No aplicable.

Contribución de los Autores

Investigación, conceptualización, validación, administración del proyecto, adquisición de fondo: J.J.R.P. Escritura: revisión y edición: J.A.T.R. Investigación, metodología: L.T.L.R. Escritura: preparación del borrador original, escritura: revisión y edición: L.G.H.M. Curación de datos, análisis de datos: J.J.R.P. Escritura, revisión, análisis formal: J.A.T.R.