ES2220157B1 - GROUP OF PLANTS, METHOD FOR PLANTING TREES AND METHOD FOR CULTIVATING PLANTS. - Google Patents
GROUP OF PLANTS, METHOD FOR PLANTING TREES AND METHOD FOR CULTIVATING PLANTS.Info
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Abstract
Grupo de plantas, método para plantar árboles y método para cultivar plantas. Inhibición de los daños a los bosques causados por rayos ultravioleta. Esto se realiza mediante la selección por cochicina de tipo triploides o tetraploides de cromosomas y mediante la repoblación para formar un grupo de plantas resistente a los rayos ultravioleta creando un bosque artificial.Group of plants, method for planting trees and method for growing plants. Inhibition of damage to forests caused by ultraviolet rays. This is done by the selection by triploid or tetraploid cochromine type of chromosomes and by repopulation to form a group of plants resistant to ultraviolet rays creating an artificial forest.
Description
Bosque plantado por el hombre, método para plantar árboles y método para cultivar plantas.Forest planted by man, method for plant trees and method of growing plants.
La presente invención se refiere a una técnica de cultivo de plantas, tal como el cultivo de árboles, y más específicamente a una técnica de cultivo selectivo de árboles jóvenes o similares que es resistente a los rayos ultravioleta con objeto de obtener una vegetación, tal como la de un bosque, fiablemente resistente a los rayos ultravioleta.The present invention relates to a technique of plant cultivation, such as tree cultivation, and more specifically to a selective tree cultivation technique young or similar that is resistant to ultraviolet rays with object of obtaining vegetation, such as that of a forest, reliably resistant to ultraviolet rays.
Últimamente, el problema de los rayos ultravioleta sobre la tierra es objeto de debate. Se debe especialmente al hecho de que en los últimos tiempos se está destruyendo el ozono de la estratosfera que rodea a la tierra, con lo cual los rayos ultravioleta llegan a la tierra desde el exterior y ejercen su mala influencia sobre la biología terrestre.Lately, the problem of lightning Ultraviolet on earth is the subject of debate. Must be especially to the fact that in recent times it is destroying the ozone of the stratosphere surrounding the earth, with which ultraviolet rays reach the earth from the outside and exert their bad influence on terrestrial biology.
Por ejemplo, en lo referente al cuerpo humano, se informa sobre el incremento de afecciones asociadas a los rayos ultravioleta, y se confirma que el aumento de casos de cáncer de la piel se debe a un incremento de la radiación proveniente de los rayos ultravioleta. Por lo tanto, se estima que el daño derivado de los rayos ultravioleta da lugar a la presencia de oxígeno activo. Niwa, uno de los presentes inventores, ha estudiado sus propiedades farmacológicas y bioquímicas de diversas afecciones causadas por el oxígeno activo a través de varios años.For example, in relation to the human body, it reports on the increase in conditions associated with lightning ultraviolet, and it is confirmed that the increase in cancer cases of the skin is due to an increase in radiation from the ultraviolet rays. Therefore, it is estimated that the damage derived from Ultraviolet rays results in the presence of active oxygen. Niwa, one of the present inventors, has studied its properties Pharmacological and biochemical conditions of various conditions caused by active oxygen over several years.
Los daños reales derivados de los rayos ultravioleta convencionales han sido estudiados principalmente, y como tópico primordial, en relación con sus efectos sobre el cuerpo humano. Por otra parte, los presentes inventores han llegado a la conclusión de que los rayos ultravioleta también han provocado un considerable daño a los bosques.Actual damage from lightning Conventional ultraviolet have been studied primarily, and as a primary topic, in relation to its effects on the body human. Moreover, the present inventors have reached the conclusion that ultraviolet rays have also caused a considerable damage to forests.
Se ha determinado que el mayor daño a los bosques proviene de la lluvia ácida. Por ejemplo, en el distrito de Schwarzwald, Alemania, se ha emitido un informe sobre los considerables daños provocados en una extensa zona en la que gran número de árboles perecieron a causa de la lluvia ácida. Los óxidos acídicos, tales como los óxidos con contenido de azufre derivados de la combustión industrial, se disuelven en las gotas de lluvia para convertirse en lluvia ácida.It has been determined that the greatest damage to forests It comes from acid rain. For example, in the district of Schwarzwald, Germany, a report on the considerable damage caused in an extensive area where large number of trees perished due to acid rain. Oxides acidic, such as sulfur-containing oxides derived of industrial combustion, they dissolve in raindrops to become acid rain.
La investigación sobre estos efectos fue repetida en varias ocasiones por los presentes inventores, que visitaron el bosque dañado y obtuvieron unos extensos resultados.Research on these effects was repeated. on several occasions by the present inventors, who visited the Damaged forest and obtained extensive results.
Los presente inventores observaron los daños del bosque en el curso de varias visitas realizadas a diversos lugares del mismo, en diferentes distritos. Después de una detallada investigación de las condiciones observadas, los presentes investigadores determinaron que posiblemente existen otros factores, además de la lluvia ácida, fuertemente relacionados con los fenómenos anormales de los árboles marchitos encontrados en el bosque. Tales daños podrían deberse a los rayos ultravioleta, identificados como el factor principal relacionado con el daño al bosque.The present inventors observed the damages of the forest in the course of several visits made to various places of the same, in different districts. After a detailed investigation of the conditions observed, the present researchers determined that there are possibly others factors, in addition to acid rain, strongly related to abnormal phenomena of withered trees found in the forest. Such damage could be due to ultraviolet rays, identified as the main factor related to damage to forest.
No existen muchos estudios anteriores sobre los efectos dañinos de los rayos ultravioleta sobre los bosques. Como resultado de los efectos observados por los presentes inventores en relación con los rayos ultravioleta, es necesario tomar medidas prácticas urgentes destinadas a inhibir tales daños a los bosques. Debido a la pérdida de ozono de la atmósfera y al aumento de la radiación ultravioleta a escala mundial, deben adoptarse medidas urgentes para inhibir el daño provocado por los rayos ultravioleta, centrándose en los diversos factores que provocan tales daños. Si no se aplican medidas al respecto, los bosques de todo el mundo se marchitarán a causa de los rayos ultravioleta, y se prevé su desaparición a escala mundial.There are not many previous studies on harmful effects of ultraviolet rays on forests. How result of the effects observed by the present inventors in In relation to ultraviolet rays, it is necessary to take measures urgent practices aimed at inhibiting such damage to forests. Due to the loss of ozone from the atmosphere and the increase in ultraviolet radiation worldwide, measures must be taken urgent to inhibit the damage caused by ultraviolet rays, focusing on the various factors that cause such damage. Yes no measures are applied in this regard, forests around the world are they will wilt due to ultraviolet rays, and their global disappearance
El objeto de la presente invención es prevenir el daño a los bosques provocados por los rayos ultravioleta.The object of the present invention is to prevent damage to forests caused by ultraviolet rays.
Los bosques plantados por el hombre según la presente invención se caracterizan por el cultivo de plantas de semilla dotadas de poliploides (tasusei, en japonés). El número de cromosomas de las plantas de semilla es triploide o tetraploide. Las plantas son de coníferas. Tales plantas de coníferas se seleccionan del grupo que incluye al cedro y al ciprés japoneses. El mayor número de cromosomas de las semillas se obtiene a través de reproducción y mutación.Man-planted forests according to the present invention are characterized by the cultivation of seed plants endowed with polyploids ( tasusei , in Japanese). The chromosome number of seed plants is triploid or tetraploid. The plants are coniferous. Such coniferous plants are selected from the group that includes Japanese cedar and cypress. The largest number of seed chromosomes is obtained through reproduction and mutation.
El método de cultivo de árboles de la presente invención se caracteriza porque comprende los pasos de seleccionar plantas de semilla con cromosomas poliploides y luego plantarlas. El número de cromosomas de las plantas debe ser triploide o tetraploide. Las plantas son de coníferas. Tales plantas de coníferas son de Cryptomeria japonica D. Don y Chamaecyparis obtusa Endl. El mayor número de cromosomas de las semillas se obtiene a través de reproducción y mutación. El método de cultivo de plantas de la presente invención se caracteriza porque comprende los pasos de formar una vegetación artificial considerablemente resistente a los rayos ultravioleta en comparación con la vegetación constituida por plantas triploide - mediante el cultivo selectivo de plantas cuyo número de cromosomas supere el número básico e intrínseco de la especie.The tree cultivation method of the present invention is characterized in that it comprises the steps of selecting seed plants with polyploid chromosomes and then planting them. The number of chromosomes in plants must be triploid or tetraploid. The plants are coniferous. Such coniferous plants are from Cryptomeria japonica D. Don and Chamaecyparis obtusa Endl . The largest number of seed chromosomes is obtained through reproduction and mutation. The plant cultivation method of the present invention is characterized in that it comprises the steps of forming an artificial vegetation considerably resistant to ultraviolet rays compared to the vegetation constituted by triploid plants - by selective cultivation of plants whose chromosome number exceeds the number basic and intrinsic of the species.
En esta memoria descriptiva, "poliploide" (tasusei, en japonés) define aquellas especies con tres veces más de juegos de cromosomas - es decir, el número de cromosomas fundamentales multiplicado por tres. Además, deberá tenerse presente que el haploide o diploide que normalmente se observa en las plantas no se incluye en el alcance definido por el citado poliploide.In this specification, "polyploid" ( tasusei , in Japanese) defines those species with three times more chromosome sets - that is, the number of fundamental chromosomes multiplied by three. In addition, it should be borne in mind that the haploid or diploid normally observed in plants is not included in the scope defined by said polyploid.
A continuación se describen varios ejemplos y detalles de las realizaciones.Several examples are described below and details of the realizations.
Las plantas de semilla empleadas en los bosques plantados por el hombre, el método para plantar árboles y el método para cultivar plantas de la presente invención incluyen aspectos de resistencia a los rayos ultravioleta (en lo sucesivo, "resistencia a UV". La forestación, en el caso de los bosques plantados por el hombre, se realiza empleando plantas de semilla con esta propiedad de resistencia a los rayos ultravioleta.Seed plants used in forests man-planted, the method of planting trees and the method for growing plants of the present invention include aspects of resistance to ultraviolet rays (hereinafter, "UV resistance". Afforestation, in the case of forests planted by man, it is done using seed plants with this property of resistance to ultraviolet rays.
Una vez seleccionadas las plantas de semilla que poseen dicha propiedad de resistencia a UV, se adopta una norma de selección de cromosomas poliploides (tasusei) adquiridos por dichas plantas. El término poliploide empleado en el presente documento define a las plantas de semilla con número de cromosomas superior a diploide.Once the seed plants that have such UV resistance property are selected, a standard for the selection of polyploid chromosomes ( tasusei ) acquired by said plants is adopted. The term polyploid used herein defines seed plants with chromosome numbers greater than diploid.
Este estudio ha sido propuesto, por vez primera, por los presentes inventores. Los árboles con cromosomas poliploides poseen una resistencia contra los rayos ultravioleta superior a la normalmente observada en árboles triploides. En los bosques plantados por el hombre formados por las citadas plantas de semilla resistentes a UV, se observa una evidente inhibición de los daños provocados por los rayos ultravioleta en árboles con cromosomas triploides. Los fenómenos anormales se refieren a efectos tales como árboles que se marchitan de pie, hojas peremnes que se secan y hojas caducas que caen a destiempo. Se estima que estos fenómenos anormales, producidos por los rayos ultravioleta, pueden ser inhibidos.This study has been proposed, for the first time, by the present inventors. The trees with chromosomes polyploids possess a resistance against ultraviolet rays higher than normally observed in triploid trees. In the man-planted forests formed by the aforementioned plants UV resistant seed, an obvious inhibition of damage caused by ultraviolet rays on trees with triploid chromosomes. Abnormal phenomena refer to effects such as standing withering trees, perennial leaves They dry out and deciduous leaves fall out of time. It is estimated that these abnormal phenomena, produced by ultraviolet rays, They can be inhibited.
A continuación se describen detalladamente varios tipos de árboles y varios ejemplos de la eficacia de la invención.Several are described in detail below. types of trees and several examples of the effectiveness of the invention.
En el ejemplo, se recogieron hojas de las plantas descritas en los apartados (1) a (3) que a continuación se incluyen, sometiéndolas a experimentos de resistencia a los rayos ultravioleta (resistencia W).In the example, leaves were collected from plants described in sections (1) to (3) below include, subjecting them to lightning resistance experiments ultraviolet (resistance W).
Se emplearon hojas de Oryza sativa para fines comparativos de las muestras. El Oryza sativa es una planta monocotiledónea bien conocida por su resistencia a los rayos ultravioleta. Las muestras de hojas de Oryza Sativa utilizadas en el experimento se obtuvieron en la ciudad de Tosashimizu, prefectura de Kochi, en Shokoku, Japón. Las hojas de Oryza Sativa, provenientes de cinco zonas diferentes de la ciudad de Tosashimizu, fueron sometidas a medición de la actividad enzimática mediante el procedimiento descrito más adelante. Oryza sativa leaves were used for comparative purposes of the samples. Oryza sativa is a monocot plant well known for its resistance to ultraviolet rays. Samples of Oryza Sativa leaves used in the experiment were obtained in the city of Tosashimizu, Kochi Prefecture, in Shokoku, Japan. The leaves of Oryza Sativa , from five different areas of the city of Tosashimizu, were subjected to measurement of enzyme activity by the procedure described below.
Para el experimento, se recogieron hojas de Osmunda japonica Thunb que crecen espontáneamente en Tosashimizu, Japón. Se sabe que la Osmunda japonica Thunb, un helecho, es una plata cuya evolución es anterior a la de otras plantas. Muchos informes señalan que la Osmunda japonica Thunb se adapta a las condiciones ambientales gracias a que han adquirido la poliploidia multiplicador de cromosomas de la especie.For the experiment, Osmunda japonica Thunb leaves were collected that grow spontaneously in Tosashimizu, Japan. It is known that the Osmunda japonica Thunb , a fern, is a silver whose evolution is earlier than that of other plants. Many reports indicate that the Osmunda japonica Thunb adapts to environmental conditions thanks to the fact that they have acquired the polyploidy multiplier of chromosomes of the species.
Siendo una planta sensible a los rayos ultravioleta, las hojas de la gimnosperma se incluyeron en el experimento. Las tablas 1 a 4 de este ejemplo incluyen el árbol kuromatsu (cuyo nombre en latín es Pinus Thunbergii Parl), el árbol sugi (cuyo nombre en latín es Cryptomeria japonica D. Don) y el árbol hinoki (cuyo nombre en latín Chamaecyparis obtusa Endl.), los cuales crecen espontáneamente en las montañas de Japón y cuyas hojas se emplearon para el experimento. Dichas muestras de hojas de pino negro, cedro y ciprés se obtuvieron de los sitios reflejados en las tablas 1
\hbox{a 4.}Being a plant sensitive to ultraviolet rays, gymnosperm leaves were included in the experiment. Tables 1 to 4 of this example include the Kuromatsu tree (whose Latin name is Pinus Thunbergii Parl ), the sugi tree (whose Latin name is Cryptomeria japonica D. Don ) and the Hinoki tree (whose Latin name Chamaecyparis obtusa Endl .), which grow spontaneously in the mountains of Japan and whose leaves were used for the experiment. Said samples of black pine, cedar and cypress leaves were obtained from the sites reflected in tables 1
\ hbox {a 4.}
El pino negro (en lo sucesivo denominado "pino negro de control") sensible a los rayos UV comunes y el pino negro resistente a los rayos UV (en lo sucesivo denominado "pino negro resistente a UV"), descritos separadamente en la tabla 1, fueron sometidos a ensayos de actividad SOD y actividad GSH-Px, y a pruebas para determinar su nivel de peróxido lipídico.The black pine (hereinafter referred to as "pine control black ") sensitive to common UV rays and pine UV resistant black (hereinafter referred to as "pine UV resistant black "), described separately in Table 1, underwent tests of SOD activity and activity GSH-Px, and to tests to determine its level of lipid peroxide.
Además, y según se refleja en las tablas 5 y 6, se realizaron mediciones de especies triploides y especies tetraploides derivadas de cruces y mutaciones.In addition, and as reflected in Tables 5 and 6, triploid species and species measurements were made tetraploids derived from crosses and mutations.
\hskip1cm* P < 0,01 entre pinos negros resistentes y sensibles a UV
\ hskip1cm* P <0.01 among resistant and UV-sensitive black pines
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
\begin{minipage}{130mm} + P < 0,001 entre tetraploides de
unidades de control de ciprés japonés ( Chamaecyparis obtusa
Endl .) y diploides o triploides de ciprés japonés
( Chamaecyparis obtusa Endl .), y entre tetraploides de
unidades de control de ciprés japonés ( Chamaecyparis obtusa
Endl .) y diploides o triploides de unidades de control de ciprés
japonés ( Chamaecyparis obtusa
Endl .).\end{minipage} \cr}\ dotable {\ tabskip \ tabcolsep # \ hfil \ tabskip0ptplus1fil \ dddarstrut \ cr} {
\ begin {minipage} {130mm} + P <0.001 between tetraploids of
Japanese cypress control units (Chamaecyparis obtusa
Endl.) And diploids or triploids of Japanese cypress
(Chamaecyparis obtusa Endl.), And between tetraploids of
Japanese cypress control units (Chamaecyparis obtusa
Endl.) And diploids or triploids of cypress control units
Japanese (Chamaecyparis obtusa
Endl.). \ End {minipage} \ cr}
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
\begin{minipage}{130mm} \pm < 0,0001 entre tetraploides y
triploides de unidades de control de cedro japonés ( Cryptomería
japónica D. Don .)\end{minipage} \cr
\begin{minipage}{130mm} \NAK P < 0,00001 entre
tetraploides y triploides de unidades de control de cedro japonés
( Cryptomería japónica D.
Don .).\end{minipage} \cr}\ dotable {\ tabskip \ tabcolsep # \ hfil \ tabskip0ptplus1fil \ dddarstrut \ cr} {
\ begin {minipage} {130mm} \ pm <0.0001 between tetraploids and
Japanese cedar control unit triploids (Cryptomería
Japan D. Don.) \ end {minipage} \ cr
\ begin {minipage} {130mm} \ NAK P <0.00001 between
Tetraploids and triploids of Japanese cedar control units
(Japan Cryptomería D.
Don.). \ End {minipage} \ cr}
Según se indica en la tabla 1, los Pinus Thunbergii Parl. resistentes a los rayos ultravioleta (resistentes a W) se compararon con los Pinus Thunbergii Parl. sensibles a los rayos ultravioleta (unidades de control) en relación con la actividad SOD, la actividad de glutatión peroxidasa (GSH-Px) y los niveles de peróxido lipídico.As indicated in Table 1, the Pinus Thunbergii Parl . UV resistant (W resistant) were compared with the Pinus Thunbergii Parl . sensitive to ultraviolet rays (control units) in relation to SOD activity, glutathione peroxidase activity (GSH-Px) and lipid peroxide levels.
En la tabla 2, los triploides de Chamaecyparis obtusa Endl. se compararon con los triploides de Chamaecyparis obtusa Endl. en relación con los niveles de peróxido lipídico, la actividad SOD y la actividad GSH-Px.In Table 2, the triploids of Chamaecyparis obtusa Endl . they were compared with the triploids of Chamaecyparis obtusa Endl . in relation to lipid peroxide levels, SOD activity and GSH-Px activity.
En la tabla 3, los diploides, triploides y tetraploides de unidades de control de Chamaecyparis obtusa Endl. se compararon en relación con la actividad SOD individual, la actividad GSH-Px y los niveles de peróxido lipídico.In Table 3, the diploids, triploids and tetraploids of control units of Chamaecyparis obtusa Endl . they were compared in relation to individual SOD activity, GSH-Px activity and lipid peroxide levels.
En la tabla 4 se comparó la actividad SOD, la actividad GSH-Px y los niveles de peróxido lipídico de los diploides, triploides y tetraploides de unidades de control de Cryptomería japónica D. Don, hojas de Oryza Sativa y Osmunda japónica Thunb. La comparación entre la tabla 4 y las tablas 5 y 6 se describe más adelante.Table 4 compared the SOD activity, the GSH-Px activity and the lipid peroxide levels of the diploids, triploids and tetraploids of control units of Cryptomería japan D. Don , leaves of Oryza Sativa and Osmunda Japan Thunb . The comparison between table 4 and tables 5 and 6 is described below.
Los extractos de las hojas de diploide, triploide y tetraploide de Cryptomería japónica D. Don y Chamaecyparis obtusa Endl. se comparan en las tablas 5 y 6, según se describe más adelante. En la tabla 5, columna de muestras de control, la marca empleada para describir el tamaño de la muestra de 0,6 gr/ml se denomina "x1", la de 0,3 gr/ml se denomina "x2", la de 6,0 gr/ml se denomina "x10". La tabla 6 incluye información sobre las hojas de Oryza Sativa, para fines comparativos.Extracts of diploid, triploid and tetraploid leaves from Cryptomería japan D. Don and Chamaecyparis obtusa Endl . they are compared in tables 5 and 6, as described below. In table 5, column of control samples, the brand used to describe the sample size of 0.6 gr / ml is called "x1", that of 0.3 gr / ml is called "x2", that of 6.0 gr / ml is called "x10". Table 6 includes information on Oryza Sativa sheets, for comparative purposes.
Se ensayó la actividad enzimática individual y el nivel de peróxido lipídico de las plantas descritas en los apartados (1) a (3). Los elementos de ensayo empleados en la medición de la actividad enzimática consistieron en la actividad SOD, la actividad de glutatión peroxidasa (GSH-Px) y la actividad catalasa. Los resultados obtenidos se incluyen en las tablas 1 a 4. Las cantidades aparecen en forma de \pm SD. Por el contrario, fue totalmente imposible detectar la actividad catalasa de plantas que no fueran Oryza Sativa, por lo que sus resultados no figuran en las tablas 1 a 4.The individual enzymatic activity and the level of lipid peroxide of the plants described in sections (1) to (3) were tested. The test elements used in the measurement of enzymatic activity consisted of SOD activity, glutathione peroxidase activity (GSH-Px) and catalase activity. The results obtained are included in tables 1 to 4. The amounts appear in the form of ± SD. On the contrary, it was totally impossible to detect the catalase activity of plants other than Oryza Sativa , so their results are not listed in Tables 1 to 4.
En relación con el análisis cuantitativo del nivel de peróxido lipídico, el nivel en cuestión se midió empleando el método de reacción TBA, que consiste en convertir el ácido docohexanoico en una sustancia reactiva al TBA.In relation to the quantitative analysis of lipid peroxide level, the level in question was measured using the TBA reaction method, which consists in converting the docohexanoic acid in a substance reactive to TBA.
Los homogenados de las hojas de las plantas individuales anteriormente descritas, empleados como muestras, se prepararon de la forma siguiente. Las hojas recogidas se pulverizaron en un molino. Los homogenados de las hojas de las plantas individuales anteriormente descritas se emplearon como muestras. El procedimiento de preparación de dichos homogenados de hoja es el siguiente. El polvo se suspende en una solución de etanol al 95% para el ensayo de formación de peróxido lipídico o en una solución fisiológica salina para cualquier otro ensayo que no sea de formación de peróxido lipídico. En ambos casos, la concentración es de 60 mg/ml. La solución en suspensión se somete a sonicación (15 W, durante 15 segundos).Homogenates of plant leaves Individuals described above, used as samples, are They prepared as follows. The collected leaves are they pulverized in a mill. The homogenates of the leaves of the individual plants described above were used as samples. The procedure for preparing said homogenates of sheet is as follows. The powder is suspended in a solution of 95% ethanol for the lipid peroxide formation test or in a physiological saline solution for any other test that does not be of lipid peroxide formation. In both cases, the concentration is 60 mg / ml. The suspension solution is subjected to sonication (15 W, for 15 seconds).
Después de la sonicación, la solución se centrifuga a 1.300 g, según se muestra en la figura 1. Una vez realizada la centrifugación, los sobrenadantes se dividen en dos partes. Una parte se emplea en la preparación de muestras para determinar el nivel de peróxido lipídico. La otra se pasa a través de un filtro de 45\mu. Una parte de este filtrado se utiliza como muestra para el ensayo de actividad SOD, y el resto como muestras para los ensayos de actividad catalasa y GSH-Px.After sonication, the solution is centrifuge at 1,300 g, as shown in figure 1. Once performed the centrifugation, the supernatants are divided into two parts A part is used in the preparation of samples for Determine the level of lipid peroxide. The other is passed through of a 45 µ filter. A part of this filtering is used as sample for the SOD activity test, and the rest as samples for catalase activity tests and GSH-Px.
La mezcla anteriormente indicada se agrega a 0,2 ml de la mezcla de ensayo que contiene xantina-xantina oxidasa para producir O_{2}-. La cantidad resultante de O_{2}- está determinada por la cantidad de reducción de ferricitocromo c (tipo III) obtenida por absorbancia óptica a 550 nm, medida con un espectrofotómetro (Beckman).The mixture indicated above is added to 0.2 ml of the test mixture containing xanthine-xanthine oxidase to produce O2 -. The resulting amount of O2 - is determined by the amount of reduction of ferricitochrome c (type III) obtained by absorbance 550 nm optics, measured with a spectrophotometer (Beckman).
La cantidad de SOD contenida en la muestra se define como la cantidad de reducción obtenida al reducir citocromo c al 50%. Una unidad de SOD se expresa en unidades/mg de proteína. En este análisis, la muestra misma no sólo inhibe la reacción sobre el citocromo c sin la mediación del O_{2}-, sino que reduce directamente una pequeña cantidad de citocromo c.The amount of SOD contained in the sample is defined as the amount of reduction obtained by reducing cytochrome 50% c One unit of SOD is expressed in units / mg of protein. In this analysis, the sample itself not only inhibits the reaction on cytochrome c without the mediation of O2 - but reduces directly a small amount of cytochrome c.
Empleando estos factores, se calculó la cantidad real de COD por medio de la siguiente fórmula:Using these factors, the amount was calculated Actual COD by means of the following formula:
unidad = {a-(b-c)}/(a/2)unit = {a- (b-c)} / (a / 2)
en donde:in where:
a = absorbancia obtenida por la adición sólo de xantina oxidasa.a = absorbance obtained by the addition of only Xanthine oxidase.
b = absorbancia obtenida por los homogenados de las hojas en presencia de xantina oxidasa.b = absorbance obtained by homogenates of the leaves in the presence of xanthine oxidase.
c = absorbancia obtenida por la adición sólo de los homogenados de las hojas antes de la adición de xantina oxidasa.c = absorbance obtained by the addition of only leaf homogenates before the addition of xanthine oxidase
La actividad catalasa se determinó sobre la base de la velocidad de reducción del peróxido de hidrógeno (H_{2}O_{2}). La velocidad de reducción se midió durante 12 a 30 segundos, en presencia de muestras de homogenados de las hojas, empleándose un espectrofotómetro a 240 nm.The catalase activity was determined on the basis of the rate of reduction of hydrogen peroxide (H 2 O 2). The rate of reduction was measured for 12 to 30 seconds, in the presence of samples of leaf homogenates, using a spectrophotometer at 240 nm.
La actividad se expresa por medio de la siguiente fórmula:The activity is expressed through the following formula:
K = (2,3 / 18) X log (A1/A2)K = (2.3 / 18) X log (A1 / A2)
A1 = Absorbancia medida durante 12 segundos a 240 nm en mezcla de ensayo con un volumen total de 3,1 ml, consistente en 10 mmol/L de H_{2}O_{2} en una solución de 3 ml de 50 mmol/L de solución tampón de fosfato de potasio y 0,1 ml de homogenado de las hojas.A1 = Absorbance measured for 12 seconds at 240 nm in test mixture with a total volume of 3.1 ml, consistent in 10 mmol / L of H2O2 in a 3 ml solution of 50 mmol / L of potassium phosphate buffer solution and 0.1 ml of homogenate leaves.
A2 = Absorbancia medida durante 30 segundos a 240 nm en la citada mezcla de ensayo.A2 = Absorbance measured for 30 seconds at 240 nm in said test mixture.
En este ensayo, el substrato de peróxido de hidrógeno fue sustituido por perborato sódico debido a la posibilidad de que el peróxido de hidrógeno provocara inestabilidad. En este caso, una solución de 0,002 a 0,05 ml de muestra de las hojas se suspendió en 2,8 ml de solución tampón (pH 7,4) de fosfato potásico de 0,5 mol/L, manteniéndose la mezcla en preincubación a 30ºC durante 5 minutos. A continuación, se agregó una solución de 0,2 N de perborato sódico a la mezcla preincubada, iniciándose la reacción. Se registró información durante 2-3 minutos, a 220 nm.In this test, the peroxide substrate of hydrogen was replaced by sodium perborate due to the possibility of hydrogen peroxide causing instability. In this case, a solution of 0.002 to 0.05 ml of Leaf sample was suspended in 2.8 ml of buffer solution (pH 7.4) 0.5 mol / L potassium phosphate, keeping the mixture in preincubation at 30 ° C for 5 minutes. Then it was added a 0.2 N solution of sodium perborate to the pre-incubated mixture, starting the reaction. Information was recorded during 2-3 minutes, at 220 nm.
Para la medición del GSH-Px se utilizó el método de Lawrence y Burk, de conexión con la oxidación de NADPH de gutatión reductasa. La potencia de oxidación de NADPH se midió a 37ºC, empleándose un espectrofotómetro con una longitud de onda de 340 nm.For the measurement of the GSH-Px, he used the method of Lawrence and Burk, of connection with oxidation of NADPH from gutathione reductase. The oxidation power of NADPH it was measured at 37 ° C, using a spectrophotometer with a length 340 nm wave
La mezcla del ensayo consistió en 50 mmmol/L de solución tampón de fosfato potásico (pH 7,0), 1 mmol/L de ácido etilendiaminotetraacético, 1 mmol/L de NaN_{3}, 0,2 mmol/L de glutatión, 2 unidades de glutatión reductasa, y 1,5 mmol/L de solución hidroperóxido de cumeno 10 mmol/L de terc-butilperoxido.The test mixture consisted of 50 mmmol / L of potassium phosphate buffer solution (pH 7.0), 1 mmol / L acid ethylenediaminetetraacetic acid, 1 mmol / L NaN3, 0.2 mmol / L glutathione, 2 glutathione reductase units, and 1.5 mmol / L of 10 mmol / L cumene hydroperoxide solution tert-butylperoxide.
A esta mezcla se le agregó homogenado de las hojas, obteniéndose un volumen de solución de 1,0 ml. La actividad enzimática medida por medio de este método equivale a la cantidad de NADPH oxidada por minuto. La actividad se representa en unidades/mg de proteína, según el método de Lowry.To this mixture was added homogenate of the leaves, obtaining a solution volume of 1.0 ml. Activity Enzymatic measured by this method equals the amount of oxidized NADPH per minute. The activity is represented in units / mg of protein, according to Lowry's method.
El ácido graso poliinsaturado 4,7,10,13,16, 19-docosahexanoico se diluyó 200 veces en etanol al 94%. Al tubo de ensayo que contenía este substrato se le añadieron diversas concentraciones de homogenados antes de someterlo a radiación ultravioleta. En el experimento se ensayaron homogenados con concentraciones de 0,6, 3,0 y 6,0 mg/ml. Después de la radiación, la solución fue analizada por medio de fluorospectrometría para medir la cantidad existente de TBA (ácido tiobarbitúrico). Se establecieron unas longitudes de onda a 515 nm para excitación y 553 nm para emisión en un fluoroespectrofotómetro Hitachi F-2000.Polyunsaturated fatty acid 4,7,10,13,16, 19-docosahexanoic was diluted 200 times in ethanol 94% To the test tube containing this substrate were added various concentrations of homogenates before subjecting it to ultraviolet radiation In the experiment homogenates were tested with concentrations of 0.6, 3.0 and 6.0 mg / ml. After the radiation, the solution was analyzed by means of fluorospectrometry to measure the existing amount of TBA (acid thiobarbituric). Wavelengths were set at 515 nm for excitation and 553 nm for emission in a fluorospectrophotometer Hitachi F-2000.
Los resultados aparecen con la indicación media \pm S.E. La cantidad de substancia de TBA se adoptó como medida de peróxido lipídico. Además, se realizó un análisis de diferencia significativa mediante un test t Student. El resultado del test t demuestra la significativa diferencia entre los dos grupos.The results appear with the average indication S.E. The amount of TBA substance was adopted as a measure of lipid peroxide. In addition, a difference analysis was performed significant through a Student t test. The t test result It demonstrates the significant difference between the two groups.
Los ploides de los árboles anteriormente citados se determinaron a través de análisis citológico de células de puntas de raíces o análisis por citometría de flujo de células de hojas.The ploids of the aforementioned trees were determined through cytological analysis of cells from root tips or cell flow cytometry analysis of leaves.
El debate sobre las tablas 1 a 6 se realizó de la forma siguiente. Según se aprecia en las tablas 1 a 4, las hojas de Oryza Sativa y Osmunda japónica Thunb (ref. tabla 4) reflejaron una actividad SOD aparentemente más elevada que las de las plantas gimnospermas, tales como los Pinus Thunbergii Parl., el Cryptomería japónica D. Don y el Chamaecyparis obtusa Endl. Destaca el GHS-Px de las hojas de Oryza Sativa, que reflejó una elevada actividad de 1384 unidades/g, y el SOD, cuya gran actividad llegó a 2941 unidades/g.The debate on tables 1 to 6 was carried out as follows. As shown in Tables 1 to 4, the leaves of Oryza Sativa and Osmunda Japan Thunb (ref. Table 4) reflected a SOD activity apparently higher than those of gymnosperm plants, such as the Pinus Thunbergii Parl ., The Japanese Cryptomería D. Don and the Chamaecyparis obtusa Endl . The GHS-Px of the leaves of Oryza Sativa stands out , which reflected a high activity of 1384 units / g, and the SOD, whose great activity reached 2941 units / g.
Según se aprecia en la tabla 4, la actividad SOD de las hojas de Oryza Sativa es superior a la de los árboles individuales sometidos a ensayo (salvo el Cryptomería japónica D. Don, que es una planta tetraploide). En algunos casos, la mayor actividad SOD equivale a 100 veces la actividad de los árboles comunes sometidos a ensayo. En la tabla 4, las hojas de Osmunda japónica Thunb reflejan una elevada actividad, alcanzando 1394 unidades/g.As can be seen in Table 4, the SOD activity of the Oryza Sativa leaves is superior to that of the individual trees under test (except for the Cryptomería japan D. Don , which is a tetraploid plant). In some cases, the greater SOD activity is equivalent to 100 times the activity of the common trees under test. In Table 4, the leaves of Osmunda Japan Thunb reflect a high activity, reaching 1394 units / g.
En cuanto a las plantas gimnospermas sometidas a ensayo, y según se aprecia en la tabla 1 (P<0,01), se ve que los Pinus Thunbergii Parl. poseen propiedades de resistencia a los rayos ultravioleta, siendo aparentemente su actividad SOD superior que la de los Pinus Thunbergii Parl. comunes. Por ejemplo, la actividad SOD de los Pinus Thunbergii Parl. que poseen propiedades de resistencia a los rayos ultravioleta es de 413 \pm 56 unidades/g como media, un valor mucho más elevado que el de los Pinus Thunbergii Parl. comunes (240 \pm 37 unidades/g como media).As for the gymnosperm plants tested, and as shown in Table 1 (P <0.01), it is seen that the Pinus Thunbergii Parl . they have ultraviolet resistance properties, their SOD activity apparently being higher than that of the Pinus Thunbergii Parl . common. For example, the SOD activity of the Pinus Thunbergii Parl . that possess properties of resistance to ultraviolet rays is 413 ± 56 units / g on average, a much higher value than that of the Pinus Thunbergii Parl . common (240 ± 37 units / g on average).
De los anteriores resultados se desprende que los árboles que poseen propiedades de resistencia a los rayos ultravioleta presentan una elevada actividad SOD. Esto indicaría que la actividad SOD interviene en la protección frente a los rayos ultravioleta.From the previous results it follows that trees that have lightning resistance properties Ultraviolet have a high SOD activity. This would indicate that the SOD activity is involved in lightning protection ultraviolet.
Al comparar la actividad SOD de las especies de árboles triploides y las especies de árboles tetraploides, según se muestra en las tablas 2 a 3 y especialmente con referencia a los árboles individuales, las especies de árboles tratraploides presentaron una mayor actividad SOD que las especies de árboles triploides. El árbol de control de Cryptomería japónica D. Don (muestra de cedro Kamikawa, Cr-38c) que aparece en la tabla 4, reveló una actividad SOD mucho mayor que la de los árboles comunes. En dicho Cryptomería japónica D. Don, el incremento aparente de la actividad SOD se detectó en árboles que poseían el cromosoma tetraploides. En contraste con esto, ni los árboles diploides ni los triploides reflejaron un aparente incremento de actividad SOD.When comparing the SOD activity of the triploid tree species and the tetraploid tree species, as shown in Tables 2 to 3 and especially with reference to the individual trees, the tratraploid tree species exhibited a greater SOD activity than the species of triploid trees. The control tree of Japan's Cryptomería D. Don (sample of Kamikawa cedar, Cr-38c) that appears in table 4, revealed a SOD activity much greater than that of common trees. In said Cryptomería japan D. Don , the apparent increase in SOD activity was detected in trees that had the tetraploid chromosome. In contrast to this, neither diploid trees nor triploids reflected an apparent increase in SOD activity.
Además, en lo referente al nivel de peróxido lipídico, ha quedado demostrado que los cedros con escasa cantidad de resina tienen una capacidad de formación de peróxido lipídico considerablemente menor que la de otros árboles.In addition, regarding the peroxide level lipid, it has been shown that cedars with small amounts of resin have a capacity of formation of lipid peroxide considerably smaller than that of other trees.
No se encontró ninguna diferencia de actividad GSH-Px entre los Pinus Thunbergii Parl. resistentes a los rayos ultravioleta y los Pinus Thunbergii Parl. comunes sensibles a los rayos ultravioleta incluidos como unidades de control en la tabla (ref. tabla 1, P>0,05). Esto podría indicar que no existe una relación con las enzimas GSH-Px resistentes a los rayos ultravioleta.No difference in GSH-Px activity was found between the Pinus Thunbergii Parl . resistant to ultraviolet rays and the Pinus Thunbergii Parl . ultraviolet-sensitive commons included as control units in the table (ref. table 1, P> 0.05). This could indicate that there is no relationship with GSH-Px enzymes resistant to ultraviolet rays.
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
\begin{minipage}{130mm} * x1 significa 0,6 gr/ml como unidad, y
la columna muestra añadida indica el múltiplo de la
unidad\end{minipage} \cr}\ dotable {\ tabskip \ tabcolsep # \ hfil \ tabskip0ptplus1fil \ dddarstrut \ cr} {
\ begin {minipage} {130mm} * x1 means 0.6 gr / ml as a unit, and
the sample column added indicates the multiple of the
drive \ end {minipage} \ cr}
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
\begin{minipage}{130mm} * x1 significa 0,6 gr/ml como unidad, y
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the sample column added indicates the multiple of the
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La formación de peróxido lipídico aumentó con una baja concentración del homogenato (por ejemplo, 0,6 mg/mi). Una elevada concentración de homogenato inhibe la formación de peróxido lipídico. Esto se muestra claramente en las tablas 5 y 6.The formation of lipid peroxide increased with a low concentration of homogenate (for example, 0.6 mg / mi). A high concentration of homogenate inhibits peroxide formation lipid This is clearly shown in Tables 5 and 6.
Según se aprecia en las tablas 5 y 6, la comparación entre las muestras de árboles tetraploides indica claramente que las muestras con una elevada actividad SOD presentan un fuerte efecto de inhibición en presencia de muestras de baja concentración. Esto podría sugerir que la actividad SOD juega un papel a la hora de inhibir la formación de peróxido lipídico como elemento citotóxico. Esto significa que, a mayor actividad SOD, mayor inhibición de formación de peróxido lipídico.As can be seen in Tables 5 and 6, the comparison between samples of tetraploid trees indicates clearly that samples with high SOD activity have a strong inhibition effect in the presence of low samples concentration. This might suggest that the SOD activity plays a role in inhibiting the formation of lipid peroxide as cytotoxic element. This means that, the more SOD activity, increased inhibition of lipid peroxide formation.
Por ejemplo, las muestras de Cryptomería japónica D. Don Nº S-26, -30, -32, -34, -36 y -38 de la tabla 5 y las muestras de Chamaecyparis obtusa Endl. Nº H-6, -9, -10 y -11 de la tabla 6 tienen una actividad SOD que supera las 1000 unidades/g. Entre estas muestras, nueve de ellas, las Nº S-26, -30, -32, -34 y H-6, -9, -10 reflejaron una menor formación de peróxido lipídico (según se indica en la columna x1 de la tabla 5) al añadírseles muestras con una concentración más baja que la de los controles.For example, the samples of Cryptomería japan D. Don Nº S-26, -30, -32, -34, -36 and -38 of table 5 and the samples of Chamaecyparis obtusa Endl . No. H-6, -9, -10 and -11 of Table 6 have an SOD activity that exceeds 1000 units / g. Among these samples, nine of them, Nos. S-26, -30, -32, -34 and H-6, -9, -10 reflected a lower formation of lipid peroxide (as indicated in column x1 of the table 5) by adding samples with a lower concentration than the controls.
En el caso de la muestra de hoja de Oryza Sativa, la formación de peróxido lipídico se inhibió con independencia de la baja concentración (véase la columna x1 de la tabla 5) o de la alta concentración (véase la columna x10 de la tabla) de homogenatos. Por consiguiente, la actividad SOD resultó ser tan alta como la actividad GHS-Px y la actividad catalasa. Entre las muestras de hojas sometidas a ensayo, la hoja de Oryza Sativa reflejó el mayor nivel de formación de peróxido lipídico. En otras muestras, diferentes a las de las hojas de Oryza Sativa, no se detectó actividad catalasa alguna, por lo que estos datos no han sido recogidos en las tablas.In the case of the Oryza Sativa leaf sample, the formation of lipid peroxide was inhibited irrespective of the low concentration (see column x1 of table 5) or the high concentration (see column x10 of the table) of homogenates Therefore, the SOD activity was as high as the GHS-Px activity and the catalase activity. Among the leaf samples tested, the Oryza Sativa leaf reflected the highest level of lipid peroxide formation. In other samples, other than those of Oryza Sativa leaves, no catalase activity was detected, so these data have not been collected in the tables.
Por el contrario, mientras mayor sea la actividad SOD, más fuertes serán los efectos de la antioxidación. El SOD juega un papel importante en la eliminación del oxígeno activo.On the contrary, the greater the activity SOD, the stronger the effects of antioxidation. SOD It plays an important role in the removal of active oxygen.
Al considerar los factores relacionados con la formación del oxígeno activo, no se descarta la presencia de rayos ultravioleta. En años recientes, la destrucción de la capa de ozono ha generado un aumento de la radiación ultravioleta que llega a la tierra. Sobre la base de esta evidencia, se ha identificado un aparente incremento de los radicales de oxígeno. Al igual que los seres humanos, los árboles sufren los efectos de la exposición a rayos ultravioleta y elevadas concentraciones de radicales de oxígeno.When considering factors related to formation of active oxygen, the presence of rays is not ruled out ultraviolet. In recent years, the destruction of the ozone layer has generated an increase in ultraviolet radiation that reaches the land. Based on this evidence, a apparent increase in oxygen radicals. Like the humans, trees suffer the effects of exposure to ultraviolet rays and high concentrations of radicals oxygen.
No obstante, los resultados experimentales de los presentes inventores señalan que la actividad SOD es alta en árboles que poseen resistencia ultravioleta, por lo que se estima que este aspecto constituye una función destinada a su protección frente a los daños provenientes del medio ambiente con la utilización de agentes antioxidantes tales como el SOD que se encuentra en sus hojas. Hasta ahora no existía informe alguno relativo a la autoprotección de los árboles, por medio de sus propios agentes antioxidantes, frente al daño provocado por el medio ambiente. En esto consiste el descubrimiento de los presentes inventores.However, the experimental results of the present inventors point out that the SOD activity is high in trees that possess ultraviolet resistance, so it is estimated that this aspect constitutes a function destined to its protection against environmental damage with the use of antioxidant agents such as SOD that found in its leaves. Until now there was no report concerning the self-protection of trees, through their own antioxidant agents, against the damage caused by the environment. This is the discovery of those present inventors
La capacidad antioxidante de los pinos
resistentes a los rayos ultravioleta (en lo sucesivo denominados
"resistentes a UV") se comparó con la de los pinos comunes. Se
obtuvieron informes sobre la inducción de la actividad
GHS-Px en respuesta a los radicales de oxígeno. No
obstante, los experimentos llevados a cabo por los presentes
inventores no proporcionaron ningún resultado sobre aparentes
cambios de actividad GHS-Px paralelamente a la
actividad
SOD.The antioxidant capacity of pine trees resistant to ultraviolet rays (hereinafter referred to as "UV resistant") was compared to that of common pine trees. Reports on the induction of GHS-Px activity in response to oxygen radicals were obtained. However, the experiments carried out by the present inventors did not provide any results on apparent changes in GHS-Px activity in parallel to the activity.
SOD
Respecto a la catalasa, existe un informe relacionado con la producción de catalasa inducida por los radicales de oxígeno de los árboles. Sin embargo, este experimento detectó catalasa sólo en las hojas de Oryza Sativa. Se piensa que el terpeno y otros elementos de los homogenatos inhiben la activación.Regarding catalase, there is a report related to the production of catalase induced by tree oxygen radicals. However, this experiment detected catalase only in the leaves of Oryza Sativa . Terpene and other elements of homogenates are thought to inhibit activation.
Es un hecho ampliamente conocido que, al igual que las enzimas (tales como la superoxidasa), las sustancias de bajo peso molecular (tales como la vitamina C en su función de agente oxidante) juegan un papel importante en la vida de los árboles. En el experimento de esta invención no se estudió la función antioxidante de los compuestos de bajo peso molecular, aunque sí se estudió la actividad SOD. La conclusión fue que el SOD, una enzima fuertemente antioxidante, se produce en las hojas de los árboles para protegerlos contra los excesos de radicales de oxígeno.It is a widely known fact that, like that enzymes (such as superoxidase), substances from low molecular weight (such as vitamin C in its function of oxidizing agent) play an important role in the lives of trees. In the experiment of this invention the antioxidant function of low molecular weight compounds, although the SOD activity was studied. The conclusion was that the SOD, a strongly antioxidant enzyme, is produced in the leaves of trees to protect them against radical excesses of oxygen.
Como resultado del análisis anterior, y según han descubierto los presente inventores, al considerar la relación entre la actividad SOD y los cromosomas de las plantas, los árboles del tipo triploide y tetraploide, y particularmente del tipo tetraploide, reflejan una elevada actividad SOD. No se ha analizado la relación entre la actividad SOD y los ploides de árboles basada en los estudios de otros especialistas. De acuerdo con lo señalado anteriormente, los resultados obtenidos por los presentes inventores no han sido evaluados en absoluto.As a result of the previous analysis, and as they have discovered the present inventors, when considering the relationship between SOD activity and the chromosomes of plants, trees of the triploid and tetraploid type, and particularly of the type tetraploid, reflect a high SOD activity. It has not been analyzed the relationship between SOD activity and tree based ploids in the studies of other specialists. In accordance with the above previously, the results obtained by the present Inventors have not been evaluated at all.
Al considerar la relación de la actividad SOD con el poliploide de los cromosomas y el incremento del locus de la codificación de cromosomas SOD, se produce un incremento de la cantidad existente de SOD. Esta consideración puede ser afirmativa en lo referente, por ejemplo, a los seres humanos. Se ha determinado que el Síndrome de Down tiene tres cromosomas (trisómico) que contienen locus de Cu, Zn y SOD, lo que produce un incremento del 50% en la cantidad de SOD.When considering the relationship of the SOD activity with the polyploid of the chromosomes and the increase of the locus of the SOD chromosome coding, there is an increase in the existing amount of SOD. This consideration can be affirmative. in relation, for example, to human beings. It has been determined that Down syndrome has three chromosomes (trisomic) containing Cu, Zn and SOD locus, which produces a 50% increase in the amount of SOD.
A pesar del incremento de la actividad SOD detectada individualmente en árboles triploides y tetraploides a través de los experimentos llevados a cabo por los presentes inventores, no se ha confirmado una potenciación en sí del nivel de SOD. Esto significa que podría considerarse una dilucidación de otro tipo. No obstante, la conclusión es que no se ha detectado un incremento de las posiciones de los cromosomas SOD en las muestras individuales sometidas a ensayo.Despite the increase in SOD activity individually detected in triploid and tetraploid trees at through the experiments carried out by those present inventors, no potentiation of the level of SOD This means that an elucidation of another type. However, the conclusion is that a increased positions of SOD chromosomes in samples Individuals tested.
Se estima que las hojas de Oryza Sativa están dotadas de resistencia a los rayos ultravioleta, que su actividad SOD es mayor que la del Cryptomería japónica D. Don, el pino negro y las unidades de control de Chamaecyparis obtusa Endl., y que, además, presentan una gran actividad GHS-Px, superior a la de los citados árboles. Además, la catalasa, casi no detectada en estos árboles, sí reflejó un nivel detectable en las hojas de Oryza Sativa.It is estimated that the leaves of Oryza Sativa are endowed with resistance to ultraviolet rays, that their SOD activity is greater than that of the Japan Don Cryptomería , the black pine and the control units of Chamaecyparis obtusa Endl ., And that, in addition , have a great activity GHS-Px, superior to that of the mentioned trees. In addition, catalase, almost undetected in these trees, did reflect a detectable level in the leaves of Oryza Sativa .
Esto significa que, a través de la capacidad que proporciona la fuerte actividad enzimática que poseen los árboles en respuesta a los radicales de oxígeno y a los rayos ultravioleta del medio ambiente, las plantas monocotiledóneas pueden adquirir una elevada adaptabilidad para defenderse de los rayos ultravioleta del medio ambiente. Por ejemplo, los helechos son plantas más primitivas que las gimnospermas y las angiospermas. Es un hecho bien conocido que los helechos pueden lograr una gran adaptabilidad al multiplicar su número de cromosomas para convertirlo en poliploide. Recientemente, se ha observado también una mayor adaptabilidad de las bacterias frente a las perturbaciones medioambientales mediante la adquisición de funciones poliploides.This means that, through the capacity that provides the strong enzymatic activity that trees possess in response to oxygen radicals and ultraviolet rays from the environment, monocot plants can acquire high adaptability to defend against ultraviolet rays enviroment. For example, ferns are more plants primitives than gymnosperms and angiosperms. It is a fact well known that ferns can achieve great adaptability by multiplying its number of chromosomes to convert it into polyploid Recently, there has also been a greater Adaptability of bacteria against disturbances environmental through the acquisition of functions polyploids
Además, los experimentos anteriormente descritos demuestran que el Cryptomería japónica D. Don y el Chamaecyparis obtusa Endl., que poseen propiedades de resistencia a los rayos ultravioleta, tienen cromosomas triploides y tetraploides.In addition, the experiments described above demonstrate that the Japanese Don Cryptomería D. and the Chamaecyparis obtusa Endl ., Which have ultraviolet resistance properties, have triploid and tetraploid chromosomes.
Incluso las plantas gimnospermas sensibles a los rayos ultravioleta pueden aumentar su actividad SOD mediante la multiplicación de su juego de cromosomas con el fin de protegerse a sí mismas frente a los mayores tiempos de exposición a rayos ultravioleta y radicales de oxígeno. Aparentemente, esto significa que las especies tienen una considerable capacidad de adaptación.Even gymnosperm plants sensitive to ultraviolet rays can increase your SOD activity by multiplication of your chromosome set in order to protect yourself from themselves against the longest times of exposure to lightning ultraviolet and oxygen radicals. Apparently, this means that species have a considerable capacity to adaptation.
Por otra parte, cabe la posibilidad de que el
pino negro resistente a los rayos ultravioleta aumente su SOD con
el fin de protegerse a sí mismo sin que esto guarde relación con
los cromosomas poliploides, a diferencia del pino negro común. Se
estima también que el pino negro resistente a los rayos
ultravioleta no adopta una actitud de multiplicación de sus
cromosomas para transformarse en poliploide. Como norma general,
se sabe que la mayor radiación UV-B (siendo B la
región en que los rayos ultravioleta se distribuyen de 280 nm a
320 nm) no está relacionada a los daños por oxidación de cuerpos
tales como los de las plantas. Por lo tanto, el caso del pino negro
confirma esta
hipótesis.On the other hand, it is possible that the black pine resistant to ultraviolet rays increases its SOD in order to protect itself without this being related to polyploid chromosomes, unlike the common black pine. It is also estimated that the black pine resistant to ultraviolet rays does not adopt an attitude of multiplication of its chromosomes to become a polyploid. As a general rule, it is known that the highest UV-B radiation (where B is the region in which ultraviolet rays are distributed from 280 nm to 320 nm) is not related to oxidation damage of bodies such as those of plants. Therefore, the case of black pine confirms this
hypothesis.
Existen dos tipos de adquisición de poliploides de cromosomas por parte de las plantas: uno es por cruce natural o artificial y el otro es por mutación natural, tal como por cambio de ramaje o mutación por tratamiento con colquicina. En este caso concreto, la mutación se produce mediante el procedimiento de las colchicinas y mediante el uso de la mutación de las yemas.There are two types of polyploid acquisition of chromosomes by plants: one is by natural crossing or artificial and the other is by natural mutation, such as by change of branch or mutation by treatment with colchicine. In this case specifically, the mutation is produced by the procedure of colchicines and by using the mutation of the yolks.
Las colchicinas son un tipo de alcaloides. La mutación se induce por medio de la introducción de las semillas de conífera en una solución acuosa de colchicinas (0,1% a 0,5%) de 1 a 3 días.Colchicines are a type of alkaloid. The mutation is induced by the introduction of the seeds of conifer in an aqueous solution of colchicines (0.1% to 0.5%) from 1 to 3 days.
La mutación también se puede inducir por la adición del extremo en crecimiento de la yema apical de la planta a una solución acuosa de colchicinas, de modo que se pueda obtener la variante de tetraploide. Por ejemplo, para obtener la variante de tetraploide para plántulas de coníferas es preferible añadir una solución acuosa de colchicinas de 0,2% a 0,4%, 4 ó 5 veces, un día si y otro no.The mutation can also be induced by adding the growing end of the apical bud of the plant to an aqueous solution of colchicines, so that it can be obtained the tetraploid variant. For example, to get the variant of tetraploid for coniferous seedlings it is preferable to add a aqueous solution of colchicines from 0.2% to 0.4%, 4 or 5 times, one day yes and another no.
La planta que tiene más cromosomas de los fundamentales presenta una mutación llamada "mutación cambio de rama" (mutación de las yemas). Esta mutación tiene lugar en la naturaleza, aunque es poco probable que se produzca. Por lo tanto, se usa esta mutación de la siguiente manera: el cromosoma tetraploide se obtiene por medio de investigación en un bosque que tiene resistencia a los rayos ultravioleta sin marchitarse, y seleccionando las plántulas que tengan cromosomas tetraploides.The plant that has more chromosomes than fundamental presents a mutation called "change mutation of branch "(mutation of the yolks). This mutation takes place in the nature, although it is unlikely to occur. Thus, This mutation is used as follows: the chromosome tetraploid is obtained through research in a forest that it has resistance to ultraviolet rays without wilting, and selecting seedlings that have tetraploid chromosomes.
Este procedimiento se usa porque se conserva la principal característica, la cual está causada por la mutación, en los campos de la agricultura y la jardinería, como en el caso del té verde, la manzana, el plátano, el tulipán la orquídea, etc.This procedure is used because the main feature, which is caused by the mutation, in the fields of agriculture and gardening, as in the case of green tea, apple, banana, tulip orchid, etc.
La Osmunda japónica Thunb, un helecho similar a las plantas gimnospermas y angiospermas, ya ha adquirido la condición poliploide, al igual que muchos tipos de helecho. Es sabido que las plantas monocoltiledóneas, tales como el Oryza Sativa, poseen la misma resistencia contra los rayos ultravioleta que el Pinus Thumbergii Parl., el Cryptomería japónica D. Don y el Chamaecyparis obtusa Endl. Los experimentos llevados a cabo por los presentes inventores indican que las hojas tanto de Osmunda japónica Thunb como de Oryza Sativa reflejan una actividad SOD más fuerte que la de otros árboles. Las plantas gimnospermas, tales como el pino negro, el Cryptomería japónica D. Don y el Chamaecyparis obtusa Endl., demuestran su acción de respuesta al medio ambiente real a través de la multiplicación de sus cromosomas con genes SOD, como han podido comprobar los presentes inventores.The Japanese Osmunda Thunb , a fern similar to gymnosperm and angiosperm plants, has already acquired the polyploid condition, as have many types of ferns. It is known that monocoltiledóneas plants, such as the Oryza Sativa , have the same resistance against ultraviolet rays as the Pinus Thumbergii Parl ., The Japanese Don Cryptomería D. and the Chamaecyparis obtusa Endl . The experiments carried out by the present inventors indicate that the leaves of both Osmunda Japan Thunb and Oryza Sativa reflect a stronger SOD activity than that of other trees. Gymnosperm plants, such as black pine, Cryptomería japan D. Don and Chamaecyparis obtusa Endl ., Demonstrate their response to the real environment through the multiplication of their chromosomes with SOD genes, as the present ones have been able to verify inventors
Sobre la base de referencias en el campo de la
agricultura y la jardinería, se observa que en muchos casos se
producen mejoras en diversos tipos de vegetación -tales como
plantas de té, manzanos, bananos, tulipanes y orquídeas- mediante
el empleo de poliploides. No obstante, en el caso del
Cryptomería japónica D. Don y del Chamaecyparis obtusa
Endl., es evidente que las especies poliploides no se
desarrollan igual de bien que las especies comunes. Este valor de
las especies poliploides ha pasado totalmente inadvertido por el
sector de la industria fores-
tal.Based on references in the field of agriculture and gardening, it is observed that in many cases there are improvements in various types of vegetation - such as tea plants, apple trees, bananas, tulips and orchids - through the use of polyploids. However, in the case of the Japanese Don Cryptomería D. and the Chamaecyparis obtusa Endl ., It is clear that polyploid species do not develop as well as common species. This value of polyploid species has gone completely unnoticed by the forestry industry sector.
such.
En las unidades de control de Cryptomería japónica D. Don y Chamaecyparis obtusa Endl., los presente inventores han encontrado especies triploides naturales entre las especies estériles a través de investigación celular biológica. Los informes y resultados obtenidos por los presentes inventores revelan que sólo 41 clones de cedros japoneses y 2 clones de unidades de control de Chamaecyparis obtusa Endl. corresponden a especies triploides. Cabe mencionar que las "unidades de control" muestran un buen ritmo de crecimiento.In the control units of Cryptomería japan D. Don and Chamaecyparis obtusa Endl ., The present inventors have found natural triploid species among sterile species through biological cell research. The reports and results obtained by the present inventors reveal that only 41 clones of Japanese cedars and 2 clones of control units of Chamaecyparis obtusa Endl . correspond to triploid species. It is worth mentioning that the "control units" show a good growth rate.
Los presentes inventores se han esforzado por cultivar las especies triploides empleando tecnología de cruce artificial. Esto se realizó mediante cruces entre especies triploides y tetraploides de Cryptomería japónica D. Don y Chamaecyparis obtusa Endl., respectivamente. Los presentes inventores han observado que las especies triploides artificiales obtenidas a través de cruce artificial se desarrollaron mejor que las especies diploides.The present inventors have endeavored to cultivate the triploid species using artificial crossing technology. This was done through crosses between triploid and tetraploid species of Cryptomería japan D. Don and Chamaecyparis obtusa Endl ., Respectively. The present inventors have observed that artificial triploid species obtained through artificial crossing developed better than diploid species.
Es decir, se confirmó el hecho de que se produce un mejor crecimiento de las especies triploides de cruce artificial que de las especies triploides comunes. Se deduce que es posible y beneficioso utilizar especies poliploides para cultivar Cryptomería japónica D. Don y Chamaecyparis obtusa Endl.That is, the fact that better growth of triploid artificial crossing species than of common triploid species was confirmed was confirmed. It follows that it is possible and beneficial to use polyploid species to cultivate Cryptomería japan D. Don and Chamaecyparis obtusa Endl .
El ensayo de peróxido lipídico refleja que el homogenato de las hojas de especies tetraploides con elevada actividad SOD aparentemente inhibe la formación de peróxido lipídico. Esta evidencia podría sugerir que los árboles se protegen a sí mismos frente al daño provocado por radicales de oxígeno introducidos por los rayos ultravioleta a través de la multiplicación de su número de cromosomas.The lipid peroxide test reflects that the leaf homogenate of tetraploid species with high SOD activity apparently inhibits peroxide formation lipid This evidence could suggest that trees are protected themselves against the damage caused by oxygen radicals introduced by ultraviolet rays through the multiplication of its number of chromosomes.
Los cedros japoneses -con la salvedad del cedro tetraploide- que contienen una cantidad de resina comparativamente menor que la de otros árboles, reflejaron un bajo nivel de peróxido lipídico y una baja actividad SOD. Estos resultados se incluyen en las tablas 2 a 4. Debido a que el Cryptomería japónica D. Don contiene una reducida cantidad de resina, es evidente que la cantidad de peróxido lipídico que se forma será baja. Por consiguiente, para tratar una baja formación de próxido lipídico basta con una reducida actividad SOD.Japanese cedars - with the exception of tetraploid cedar - that contain a comparatively smaller amount of resin than other trees, reflected a low level of lipid peroxide and a low SOD activity. These results are included in Tables 2 to 4. Because the Japan Don Cryptomería contains a small amount of resin, it is clear that the amount of lipid peroxide that is formed will be low. Therefore, a low SOD activity suffices to treat low lipid oxide formation.
Es decir, se estima que el Cryptomería
japónica D. Don no requiere una gran actividad SOD para el
tratamiento de un bajo nivel de peróxido lipídico, ya que este
cedro no produce una gran cantidad del citado peróxido
lipídi-
co.That is to say, it is estimated that Japan's Don Cryptomería does not require a large SOD activity for the treatment of a low level of lipid peroxide, since this cedar does not produce a large amount of said lipid peroxide.
co.
La investigación de los presentes inventores confirma que los árboles demuestran una excelente adaptabilidad frente al incremento del nivel dañino de los radicales de oxígeno resultante de la reciente aceleración del daño a la ozonosfera. Los helechos, que son plantas de una evolución más primitiva que las plantas gimnospermas y angiospermas, adquirieron la función poliploide con el fin de adaptarse a los inconvenientes de las alteraciones del medio ambiente a través de la multiplicación de su número de cromosomas.The investigation of the present inventors confirms that trees demonstrate excellent adaptability against the increase in the harmful level of oxygen radicals resulting from the recent acceleration of damage to the ozonosphere. The ferns, which are plants of a more primitive evolution than gymnosperm and angiosperm plants acquired the function polyploid in order to adapt to the disadvantages of environmental alterations through the multiplication of their number of chromosomes
Además, en las plantas de hojas en forma de aguja, tales como el Cryptomería japónica D. Don y el Chamaecyparis obtusa Endl., se observa que sus semillas adquirieron la propiedad de resistencia a los rayos ultravioleta mediante la multiplicación de su número de cromosomas. Esto se aprecia en la comparación entre las especies resistentes y las especies no resistentes a los rayos ultravioleta. Se descubrió que especialmente los árboles triploides y tetraploides presentaban esta tendencia.In addition, in needle-shaped leafy plants, such as the Cryptomería japan D. Don and the Chamaecyparis obtusa Endl ., It is observed that their seeds acquired the property of resistance to ultraviolet rays by multiplying their number of chromosomes. This can be seen in the comparison between resistant and non-UV resistant species. It was discovered that especially triploid and tetraploid trees presented this tendency.
Aunque algunas especies de cruce natural mostraban un crecimiento inadecuado o se volvían estériles, se confirma que las mismas podían lograr buenas características de crecimiento por medio de cruce artificial.Although some natural cross species they showed inadequate growth or became sterile, they confirms that they could achieve good characteristics of growth through artificial crossing.
Se descubrió que el medio para adquirir la propiedad de adaptabilidad del Cryptomería japónica D. Don y del Chamaecyparis obtusa Endl. consiste en multiplicar el juego cromosónico para convertirlo en poliploide. Se puede decir que esta producción de descendencia poliploide a través de cruce artificial constituye un método efectivo de protección de los árboles frente a la creciente tendencia de los radicales de oxígeno inducidos por los rayos ultravioleta.It was discovered that the means of acquiring the property of adaptability of the Japanese Don Cryptomería D. and of the Chamaecyparis obtusa Endl . It consists of multiplying the chromosonic game to turn it into a polyploid. It can be said that this production of polyploid offspring through artificial crossing constitutes an effective method of protecting trees against the growing tendency of oxygen radicals induced by ultraviolet rays.
Esta invención no necesariamente se limita a los ejemplos anteriores, y otras realizaciones podrán incluirse dentro del ámbito de la misma siempre que no se aparten de su objeto.This invention is not necessarily limited to previous examples, and other embodiments may be included within the scope of the same as long as they do not depart from their object.
Por ejemplo, además de los árboles con hojas de aguja anteriormente citados, tales como el Cryptomería japónica D. Don y el Chamaecyparis obtusa Endl., se puede considerar la adaptación de árboles de hoja ancha, tales como de hoja perenne y de hoja caduca. Por otro lado, a pesar de que los árboles han adquirido su resistencia a los rayos ultravioleta a través de la multiplicación de su número de cromosomas y a pesar de que los resultados de este experimento no se obtuvieron del Pinus Thumbergii Parl., evidentemente podrían existir ciertas especies de Pinus Thumbergii Parl. susceptibles de adquirir la resistencia a los rayos ultravioleta con la obtención de medios poliploides, ya que existen muchos tipos de pinos.For example, in addition to the aforementioned needle-leaf trees, such as the Cryptomería japan D. Don and the Chamaecyparis obtusa Endl ., The adaptation of broadleaf trees, such as evergreen and deciduous, can be considered. On the other hand, although the trees have acquired their resistance to ultraviolet rays through the multiplication of their chromosome numbers and although the results of this experiment were not obtained from Pinus Thumbergii Parl ., Obviously there could be certain species of Pinus Thumbergii Parl . capable of acquiring resistance to ultraviolet rays by obtaining polyploid media, since there are many types of pine trees.
Se estima que es posible seleccionar fuertes especies de plantas resistentes a los rayos ultravioleta a partir de los juegos de los cromosomas. Las plantas seleccionadas deben plantarse en áreas soleadas para que conserven su fuerte resistencia ecológica frente a los rayos ultravioleta.It is estimated that it is possible to select strong species of plants resistant to ultraviolet rays from of the chromosome games. Selected plants must stand in sunny areas to keep their fort ecological resistance against ultraviolet rays.
Aunque la anterior descripción se centra en las variedades triploides y tetraploides, los árboles poliploides, tales como los que presentan cromosomas pentaploides y hexaploides, pueden producir los mismos resultados.Although the above description focuses on the triploid and tetraploid varieties, polyploid trees, such as those with pentaploid and hexaploid chromosomes, They can produce the same results.
En los bosques plantados por el hombre según la presente invención, se inhiben considerablemente los daños tales como la muerte de árboles provocada por los rayos ultravioleta. Por consiguiente, si el grado de radiación ultravioleta de la tierra aumentara debido al aumento de la destrucción de la ozonosfera, se puede lograr la conservación de los bosques plantados por el hombre a través de la presente invención. Empleando el método de plantar árboles de la presente invención, se pueden formar bosques plantados por el hombre dotados de resistencia a los rayos ultravioleta.In forests planted by man according to In the present invention, such damages are considerably inhibited like the death of trees caused by ultraviolet rays. By consequently, if the degree of ultraviolet radiation from the earth will increase due to the increase in the destruction of the ozonosphere, can achieve the conservation of forests planted by the man through the present invention. Using the method of plant trees of the present invention, forests can be formed planted by man endowed with lightning resistance ultraviolet.
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