Rev. Fac. Agron. (LUZ). 1998, 15: 312-318

Citogen�tica en tres especies de Verbenaceas

Cytogenetic in three Verbenaceae species

Recibido el 04-05-1998lAceptado el 23-06-1998
1. Universidad Nacional de Tucum�n. Facultad de Agronom�a y Zootecnia. C�tedra de Gen�tica Vegetal. Av.Roca 1900. 4000. E-mail: [email protected]. Tucum�n, Argentina.

A. B. Andrada1, A. Pastoriza y L. V. Mart�nez Pulido

Resumen

Se realiz� un estudio citogen�tico en Aloysia polistachia (Gris.) Mold., Aloysia gratt�sima (Gill. et Hook) Tronc. y Lippia fissicalyx Tronc.; con el objeto de analizar el cariotipo y valorar la fertilidad a trav�s del comportamiento mei�tico y viabilidad del grano de polen. El estudio de los cromosomas mit�ticos y mei�ticos se realiz� utilizando hematoxilina al 2% y como mordiente citrato f�rrico al 1%. Para la determinaci�n de viabilidad del grano de polen se us� el reactivo de Mutzing. El an�lisis de los cromosomas mit�ticos arroj� los siguientes resultados: Para A. polistachia, 2n=36, para A. gratt�sima, 2n=54 y para L. fissicalyx, 2n=60; con cromosomas peque�os, lo que dificulta el estudio del cariotipo. Los n�meros cromos�micos encontrados indican que A. polystachia y L. fissicalyx son tetraploides y A. gratt�sima hexaploide. En el an�lisis de c�lulas madre del polen, se observaron divisiones anormales, con presencia de univalentes, multivalentes, puentes y cromosomas rezagados. En el an�lisis de viabilidad del grano de polen se obtuvo para A. polistachia un 54,73% de granos de polen normales y un 45,27% anormales. En A. gratt�sima, un 7,59% fueron normales y un 92,41% anormales y en L. fissicalyx,. un 17,6% fueron normales y un 82,4% anormales. De las irregularidades mei�ticas encontradas se deducen los problemas de fertilidad.
Palabras claves: Verbenaceas, cariotipo, fertilidad, poliploid�a, Aloysia sp..

Abstract

A cytogenetic study in Aloysia polistachia (Gris) Mold., Aloysia gratt�sima (Gill. Et Hook) Tronc. and Lippia fissicalyx Tronc. was carried out in order to analyze the kariotype and evaluate the fertility through the mitotic and meiotic behaviour and pollen grain viability. The study of the mitotic and meiotic chromosomes was performed using hematoxilyn at 2% and ferric citrate at 1% as mordant. The Mutzing reactive was used in order to determine viability of pollen grain. The analysis of the mitotic chromosomes showed the following results: for A. polistachia 2n=36, for A. gratt�sima 2n=54 and for L. fissicalyx 2n=60; with small chromosomes , which make difficult the study of the kariotype. It was found that the chromosomic number is tetrraploid in A. polistachia and in L. fissicalyx and hexaploide in A. gratt�sima. The results of pollen grain viability obtained were: 54, 73% of normal and 45,27% of abnormal pollen grain for A. polistachia; 7,59% of normal and 92,41% of abnormal pollen grain for A. gratt�sima and 17,6% of normal and 82,4% of abnormal pollen grain for L. fissicalyx. As conclusion, fertility problems were deduced of the analysis of the chromosomes behaviour during meiosis where were observed multivalents, univalents, laggard chromosomes and bridges in Anafase I.
Key words: Verbenaceae, kariotype, fertility, polyploidy, Aloysia sp.

Introducci�n

La familia Verbenaceae J. St. Hilaire posee una amplia distribuci�n geogr�fica, bien representada en regiones subtropicales y templadas de Am�rica y Africa. Comprende alrededor de 90 g�neros y 3000 especies (3,4).

Diversas especies de esta familia son particularmente abundantes en la Argentina y en los pa�ses vecinos y algunas de ellas caracter�sticas de zonas �ridas y semi�ridas. Poseen propiedades medicinales, estimulantes y son ricas en aceites esenciales, por lo que su uso en la industria es promisorio.

El cultivo de estas planta arom�ticas medicinales en nuestro pa�s requiere de estudios ecol�gicos y agr�colas debido a que no se conocen a�n las condiciones de desarrollo, m�todos de siembra, cuidados culturales, formas de cosecha y condiciones apropiadas para su secado y conservaci�n (8). Adem�s, nuestra flora ind�gena puede proporcionar valioso material para la obtenci�n de alcaloides y otros principios activos que pueden tener aplicaci�n en farmacolog�a, cosm�tica y medicina.

Si bien existe un notable y creciente inter�s en la conservaci�n y utilizaci�n racional del recurso que las mismas representan; es muy poco lo que se conoce citogen�ticamente acerca de ciertas especies, entre las que se encuentran Aloysia polistachia (Gris.) Mold.(n.v. burro) , Aloysia gratt�sima (Gill. et Hook) Tronc. (n.v. cedroncillo) y Lippia fissicalyx Tronc. (n.v. poleo) (9, 10). Por ello, resulta interesante determinar la presunta variabilidad para una posible difusi�n en zonas �ridas y semi�ridas.

Darlington y Wyle (6) establecen como n�mero b�sico para Aloysia x=9 y para el caso de Lippia, �ste se encuentra en discusi�n, mencionando x= 8?, 9?, pero no se citan los n�meros cromos�micos de ninguna de las especies citadas. Por otro lado, Fillipa (7) encontr� que el n�mero gam�tico para Lippia es n=15.

El objetivo del presente trabajo es realizar un estudio citogen�tico de las especies citadas: determinaci�n del n�mero cromos�mico, an�lisis del cariotipo y valoraci�n de la fertilidad a trav�s del comportamiento mei�tico y viabilidad del grano de polen.

Materiales y m�todos

El material objeto de este estudio fue recolectado en diferentes localiades de la Provincia de Tucum�n. El material examinado de A. gratt�sima provino de la localidad de "El Mollar", Dpto. Taf� del Valle, el de L. fissicalyx de "Amaicha del Valle", Dpto. Taf� del Valle y el de A. polistachia de la Ciudad de S. M. de Tucum�n.

La recolecci�n se hizo cuando las plantas se encontraban en floraci�n, se herboriz� un ejemplar de cada especie para su identifiaci�n sistem�tica y se llevaron plantas en macetas para su cultivo cerca del lugar de trabajo.

El estudio de los cromosomas mit�ticos se realiz� en meristemas radicales, que se extrajeron directamente de las plantas colocadas en macetas, a temperatura ambiente y condiciones de alta humedad. Las raicillas se pretrataron durante 2 horas 30 minutos en una soluci�n saturada de para diclorobenceno, luego se fijaron en 3:1 (alcohol absoluto: �cido ac�tico). Los preparados microsc�picos se hicieron aplastando los meristemas en hematoxilina al 2% , utilizando como mordiente citrato f�rrico al 1% (1, 2).

El estudio de los cromosomas mei�ticos se hizo fijando flores j�venes en una soluci�n de Newcomer. Se observaron distintas fases de la meiosis en c�lulas madre del grano de polen (CMP) , utiliz�ndose el mismo colorante que se emple� para el an�lisis de los cromosomas mit�ticos.

Para la determinaci�n de viabilidad del grano de polen se utiliz� el reactivo de Mutzing (5). Para ello, se hicieron hervir flores cercanas a la antesis, con granos de polen maduros, se extrajeron las anteras, se les coloc� en una gota de colorante y se dej� al menos 12 horas para dar tiempo a que tome bien la coloraci�n. Se consideraron normales los intensamente te�idos y anormales los d�bilmente te�idos o incoloros.

Resultados

El an�lisis de los cromosomas mit�ticos arroj� los siguientes resultados: Para A. polistachia se obtuvo 2n=36, para A. gratt�sima 2n=54 y para L. fissicalyx 2n=60 (figura 1). El estudio del cariotipo se vi� dificultado debido al elevado n�mero de cromosomas y tama�o reducido de los mismos, el cual vari� entre 0,5 � y 2 � .

En el an�lisis de c�lulas madre del polen, se observaron divisiones anormales, con presencia de univalentes, multivalentes, puentes y cromosomas rezagados(figura 2).

El an�lisis de viabilidad del grano de polen di� los siguientes resultados: En el caso de A. polistachia se contaron un total de 1957 granos, de los cuales 54,73% fueron normales y 45,27% anormales. En A. gratt�sima, de un total de 685 granos , 7,59% fueron normales y 92,41% anormales y en L. fissicalyx de un total de 1244 granos 17,6% fueron normales y 82,4% anormales (figura 3), siendo muy escasa la producci�n de polen en �stas dos especies.

Figura 1. Cromosomas som�ticos obtenidos de meristemas radicales. Aprox. 1500 x. A) y B) A. polistachia (2n=36). C) y D) A. gratt�sima (2n=54). E) y F) L. fissicalyx (2n=60). Fotograf�as originales obtenidas por los autores.

Discusi�n

El n�mero cromos�mico encontrado en Aloysia, indica que A. polistachia es tetraploide y A. gratt�sima hexaploide. En el caso de L. fissicalyx indica que es un tetraploide y adem�s, que existe concordancia con respecto al n�mero gam�tico n=15 citado por Fillipa (7).

Figura 2. Divisi�n mei�tica. Aprox. 1200 x. A) Metafase I en A. gratt�sima con presencia de univalente indicado por la flecha. B) Telofase I en A. polistachia con varios monovalentes (flecha). C) y D) L. fissicalyx: presencia de puentes y cromosomas rezagados respectivamente (flechas). E) y F) L. fissicalyx: Profase II con micron�cleos (flechas). Fotograf�as originales obtenidas por los autores.

Cabe destacar, que de la observaci�n de los cromosomas de A. gratt�sima se infiere que esta especie presenta un complemento asim�trico, con un grupo con tama�o promedio de 0,5 � y otro grupo con promedio de 2 �.

Con respecto al estudio de los cromosomas mei�ticos se deduce que la fertilidad se ve severamente afectada como consecuencia de una divisi�n extremadamente irregular, con presencia de multivalentes, univalentes, rezagados y puentes en Anafase I (figura 2).

Figura 3. Granos de polen normales (coloreados) y anormales (sin colorear). Aprox. 150 x. A) A. polistachia B) A. gratt�sima. C) L. fissicalyx. Fotograf�as originales obtenidas por los autores.

Seg�n Troncoso (9) a veces es dif�cil la separaci�n entre L. turbinata Gris. y L. fissicalyx Tronc., sugiriendo la existencia de h�bridos naturales interespec�ficos, y si se considera que de acuerdo con Fillipa (7) el n�mero cromos�mico de L. turbinata , la especie m�s cercana a L. fissicalyx es de 2n=30, los autores del presente trabajo no descartan la posibilidad de que se trate de una forma tetraploide de L. turbinata , lo que ser� investigado en un trabajo futuro.

La aparici�n de series poliploides parece haber sido uno de los fen�menos m�s importante en la evoluci�n de las especies y uno de los mejor conocidos. Cabe preguntarse c�mo es que ante esta desventaja, han conseguido establecerse e incluso estar ampliamente distribuidas. Es sabido que los tetraploides se adaptan a condiciones ambientales m�s severas, por lo que parece probable que su valor selectivo compense, en exceso, sus deficiencias en reproducci�n, recurriendo para su multiplicaci�n a mecanismos apom�cticos, por lo que deben sacrificar su evoluci�n a expensas de su adaptaci�n.

Agradecimiento

A la Ing. Agr. Bibiana D�az, por su colaboraci�n en la identificaci�n de las especies estudiadas.

Literatura citada

1. Andrada, A. B.; Boggiatto, A. J., Auad, L. G. y Collado M. 1975. Estudios citogen�ticos en el h�brido intergen�rico Euchlaena perennis Hitch. por Zea mays L. I.. An�lisis mit�tico en plantas de dos generaciones. R.A.N.A. . Argentina. 12 (3-4):pp 323-330.

2. Boggiatto, A. J.; Andrada, A. B. y Zamudio A.M. P. de. 1979. Euchlaena perennis Hitch por Zea mays L.. Interpretaci�n citogen�tica de su fertilidad. Rvta. Agron. N.O. Argent. 16 (1-4): 75-88.

3. Cabrera, A. L. 1993. Flora de la Provincia de Jujuy. Parte IX. Colecci�n cient�fica del INTA. p. 47-52.

4. Botta, S M. 1979. Las especies argentinas del gr. Aloysia (Verbenaceae). Darwiniana. Rep. Arg. Vol 22 (1/3):67-108.

5. D'Ambrogio de Arg�eso. Manual de T�cnicas Histol�gicas. 1986. C�tedra de Bot�nica Agr�cola Facultad de Agronom�a de la U.B.A. Ed. Hemisferio Sur. p. 66-67.

6. Darlington, C.D. and Wyle A. P. 1955. Chromosome Atlas of flowering plants. George Allen & Unwin Ltd., London.

7. Filippa, E. M. 1984. El n�mero cromos�mico de Lippia turbinata (Verbenaceae). Kurtziana. Fac. de Cs. F�sicas, Exactas y Naturales, C�rdoba. Vol. 17: 169-170.

8. Parodi, Lorenzo R. 1964. Enciclopedia Argentina de Agricultura y Jardiner�a. El cultivo de plantas �tiles. 2da. parte. Ed. Acme. SACI. Bs. As. Argentina. p.733-734. Vol II.

9. Troncoso, N�lida S. 1952. Descripci�n de algunas especies nuevas o cr�ticas de Lippia de la Flora Argentina. Darwiniana. Rep. Arg. 10(1): 69-89.

10. Troncoso, N�lida S. 1974. Los g�neros de Verben�ceas de Sudam�rica extratropical (Argentina, Chile, Bolivia, Paraguay, Uruguay y Sur de Brasil). Darwiniana. Rep. Arg. 18.( 3-4): 295-413.