Rhododendron Color de la Flor: Interacción Genética/Cultural
R. J. Griesbach, Ph. D.
USDA, Floristas & Laboratorio de Cultivos de Vivero
Beltsville, Maryland
Reimpreso del Boletín de la Sociedad de Rododendros de Canadá (Vol. 12:2)
Clorofila, flavonoides y Carotenoides
El color de las flores se debe a tres pigmentos diferentes: clorofila, flavonoides y carotenoides. La clorofila se encuentra en pequeños «paquetes» llamados cloroplastos que se encuentran en las células de los pétalos y sépalos. Este pigmento es responsable del color verde y es soluble en grasa o lípidos. Los carotenoides también se encuentran dentro de pequeños «paquetes» en las células. Los «paquetes» que contienen carotenoides se llaman cromoplastos. Estos pigmentos son responsables de los colores amarillo y naranja y también son solubles en lípidos. Los flavonoides, a diferencia de los otros dos pigmentos, se encuentran dentro de la vacuola celular que ocupa la mayor parte del volumen celular. Las antocianinas son responsables del color rojo y azul y son solubles en agua.
Cada pigmento es el resultado de una secuencia o vía diferente de reacciones bioquímicas. La producción de cada pigmento es independiente de los otros dos. Por lo tanto, un bloqueo en la vía de los flavonoides no tiene efecto en las secuencias de carotenoides y clorofila. Por ejemplo, en las formas de flores blancas de muchos de los rododendros manchados de color rojo, los flavonoides que generalmente están presentes en las manchas carecen debido a la ausencia de una enzima crítica en la vía de biosíntesis de flavonoides. Los carotenoides, sin embargo, no se ven afectados. Por lo tanto, las manchas son amarillas sobre un fondo blanco.
El color de las flores es el resultado de mezclar los tres pigmentos (flavonoides, clorofila y carotenoides) en diferentes proporciones. Por ejemplo, una flor de Vulcano aparece roja debido a la presencia de flavonoides rojos y la ausencia de clorofila y carotenoides. Por otro lado, las flores de R. japonicum aparecen de color naranja debido a la presencia de flavonoides rojos combinados con carotenoides naranjas. De manera similar, las flores de R. sanguineum aparecen de color marrón debido a la presencia de flavonoides rojos combinados con cloroplastos verdes. Al mezclar y combinar los tres pigmentos, se puede crear un sinfín de colores diferentes.
Se sabe muy poco sobre la bioquímica de los carotenoides y la clorofila en relación con el color de las flores. Sin embargo, se conoce mucha información sobre la bioquímica de los flavonoides y el color de las flores. Los flavonoides se pueden subdividir en varios grupos: antocianinas, flavonoles, auronas, calconas y gosipetinas.
Las antocianinas
La parte restante de este artículo discutirá las antocianinas. Hay seis antocianinas principales: pelargonidina, cianidina, delfinidina, malvidina, petunidina y peonidina. Hay varios factores que influyen en la coloración de las antocianinas. Estos factores se pueden subdividir en dos tipos, los que tienen una base genética y los que tienen una base ambiental. La intensidad de la luz, la temperatura e incluso el pH del suelo pueden afectar el color de las flores.
Cambios de pH y color
En general, las células de las flores azules son más alcalinas que las rojas. Sin embargo, en hortensias, un pH del suelo de 6,0 producirá flores rosadas, mientras que un pH de 5,5 producirá flores azules. A PH ácido, el aluminio se vuelve más disponible y se encuentra a una concentración más alta en los sépalos que a pH más alcalinos. La disponibilidad de aluminio anula el efecto del pH. El aluminio, cuando se complica con antocianinas, puede cambiar el color de la antocianina de rosa a azul. El tipo de fertilizante también puede afectar el color de las hortensias. Una formulación de 25-5-30 dará lugar a flores azules, mientras que una formulación de 25-20-20 dará lugar a flores rosadas.
Los cambios de color asociados con el envejecimiento de las flores también se controlan mediante el pH. En morning glory, las flores frescas son rosadas con un pH de pétalo de alrededor de 6.5. A medida que las flores envejecen, el pH aumenta a aproximadamente 7,5 y las flores aparecen más azules. Cuando las flores están listas para cerrarse, el pH disminuye a aproximadamente 6,0 y el color cambia a rosa.
En la mayoría de los rododendros, las flores están amortiguadas. Esto significa que el pH del suelo no tiene ningún efecto en el color de las flores. Además, el envejecimiento no cambia el color de las flores (el envejecimiento puede cambiar la intensidad de la coloración). En general, el pH de las flores de rododendro está predominantemente bajo control genético con muy poca interacción ambiental. Este hecho es muy importante en la cría y el juicio, ya que nos dice que el tipo de medio para macetas no afectará el color de las flores. Además, con el fin de crear flores más rojas o más azules, uno puede reproducirse para obtener pH. El pH de los pétalos parece estar controlado por un pequeño número de genes. Al cruzar flores de color rojizo con flores de pH ácido, se puede producir una flor más roja.
Luz y temperatura
La luz y la temperatura también pueden afectar dramáticamente el color de las flores. La alta intensidad de luz durante el desarrollo de las flores también puede llevar a una coloración más vibrante. A alta intensidad de luz, la fotosíntesis se produce a un ritmo muy rápido, lo que conduce a la producción de mayores cantidades de azúcar. A temperaturas frescas, el crecimiento de la planta se ralentiza, lo que limita la cantidad de azúcar necesaria para la respiración. Las temperaturas frescas y la alta intensidad de luz permiten que la planta acumule una reserva de azúcar. Las moléculas de azúcar se unen a las moléculas de antocianina y tienen el efecto de estabilizar el color. Además, a altas intensidades de luz, se produce un aumento de la producción de antocianinas. Las antocianinas ayudan a proteger la célula del efecto dañino del aumento de la irradiación. Todos estos factores combinados conducen a un aumento de antocianinas bajo temperaturas frías y alta intensidad de luz. La alta intensidad de luz y las altas temperaturas pueden hacer que las antocianinas se descompongan y lleven a la decoloración. Para conservar el color vibrante, las flores, después de abrirlas, se pueden colocar en un ambiente fresco y de baja intensidad de luz para evitar que se desvanezcan.
Además de la decoloración o las diferencias de intensidad inducidas por el medio ambiente, hay genes que controlan la cantidad de antocianinas producidas. Estos genes pueden aumentar la cantidad de pigmento por célula o aumentar el número de células que producen pigmento. Al comparar plantas por diferencias en intensidad de color, uno debe tener cuidado de separar las diferencias debidas a la genética de las diferencias debidas al cultivo o al medio ambiente. Para hacer las cosas aún más difíciles, hay un componente genético en la decoloración inducida por el medio ambiente.
Copigmentación
La co-aparición de antocianinas y otros pigmentos flavonoides puede conducir a un color azulado de las flores. Este efecto se denomina copigmentación. A pH celular normal (entre pH 3 y 5), las antocianinas puras no son tan coloreadas como a pH ácido (pH 2 o menos). La adición de flavonoles a pH fisiológico provoca un aumento de la estabilidad y la intensidad de las antocianinas. Un deporte de Azalea de ‘Ala Roja’ con pétalos naranjas en lugar de rojos fue descubierto en Beltsville, MD. Este cambio de color fue el resultado de una reducción de la concentración de copigmentos.
Con cualquier antocianina dada es posible obtener todos los colores entre rojo y azul variando el pH, la concentración de esa antocianina o la relación de antocianina a flavonol. Un buen ejemplo de esto se ve en el aciano azul, donde la antocianina es cianidina, que es roja in vitro . Como ahora debería ser bastante evidente, el color de una antocianina pura in vitro tiene poca relación con su color in vivo . Mediante la reproducción de características tales como flavonoles aumentados o disminuidos o pH en lugar de la reproducción de antocianinas, es posible crear una gama casi infinita de colores de flores diferentes. Uno también debe darse cuenta de que hay muchos factores ambientales que afectarán el color de las flores. Un conocimiento profundo de las condiciones de parentesco y culturales es necesario para criar adecuadamente o juzgar el color de la flor.
Dr. Griesbach presentó este trabajo como parte de un panel de discusión sobre «Rododendros y Azaleas Reproductores para colores Amarillos y Azules» en la Mesa Redonda de Criadores, Convención Nacional ARS de 1986, Cleveland, Ohio. El Dr. Griesbach es genetista investigador del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, Beltsville, Maryland.