Rev. Fac. Agron. (LUZ). 1999, 16: 610-620
Anatomía foliar comparada de cinco genotipos de frijol mungo, Vigna
radiata (L.) Wilczek
Compared leaf anatomy in five genotypes of mungbean, Vigna radiata (L.) Wilczek
Recibido el 15-10-1999 l Aceptado
el 18-01-2000
Universidad Central de Venezuela, Facultad de Agronomía, Instituto de Botánica
Agrícola. Maracay - Edo. Aragua (2101). Apdo Postal 4579. e-mail: [email protected]
M. García y P. Madriz
Resumen
Se estudió la anatomía de la lámina foliar en 5 genotipos de frijol
mungo: var. `Criolla', `VC1973A', `VC2764B', `NM94' y `CHUN NAM 4', a fin de aportar
información histológica de posible utilidad para la delimitación de éstos a nivel
infraespecífico y para una mejor interpretación de algunos aspectos del comportamiento
agronómico de los mismos. El material foliar fue colectado de plantas creciendo en una
parcela experimental ubicada en la Facultad de Agronomía de la Universidad Central de
Venezuela (Maracay, Edo. Aragua) y posteriormente se fijó en formalina-ácido
acético-etanol 50% para ser procesado usando técnicas clásicas de microscopía óptica;
adicionalmente se estudió la morfología de la superficie foliar mediante microscopía
electrónica de barrido (MEB). Los resultados obtenidos revelan una histología bastante
homogénea en los 5 genotipos investigados, observándose diferencias entre éstos en las
variables anatómicas cuantitativas: densidad de estomas, densidad de tricomas y grosor de
la lámina foliar.
Palabras clave: frijol mungo, anatomía foliar, genotipo, Vigna radiata.
Abstract
An anatomical study of the leaflet in the mungbean genotypes: var.
`Criolla', `VC1973A', `VC2764B', `NM94' and `CHUN NAM 4' was conducted in order to obtain
histological information useful to identifity them at infraspecific level and to interpret
some aspects of their agronomical behavior. The foliar material colected from plants
growing in a experimental plot located at the Faculty of Agronomy, Universidad Central de
Venezuela (Maracay, Edo. Aragua) was fixed in formaline-acetic acid-ethanol 50% and
prepared using the classical techniques for light microscopy. In adition, the morphology
of the foliar surface was studied, using the scanning electron microscopy (SEM). The
results showed a similar leaf anatomy in the five genotypes investigated, except in the
cuantitative anatomical variables: stomata density, trichome density and leaf thickness.
Key words: mungbean, leaf anatomy, genotype, Vigna radiata.
Introducción
El frijol mungo, Vigna radiata (L.) Wilezek, también conocido
como `frijolito chino', es una leguminosa tropical comestible que pertenece a la familia
Fabaceae, subfamilia Papilionoideae, señalándose su origen en India y Asia Central (11).
Las semillas de este cultivo poseen buenos contenidos tanto de proteínas como de
carbohidratos (24% y 58% respectivamente), razón por la cual tienen una amplia gama de
usos en el consumo humano, bien como granos enteros, partidos o en forma de brotes tiernos
(12).
En Venezuela, el frijol mungo es poco conocido debido a su reciente
introducción, existiendo pequeñas siembras en el Occidente y Oriente del país. Este
cultivo se caracteriza por soportar altas temperaturas superiores a los 25°C y por poseer
un ciclo bastante corto (45-90 días), lo cual permite su siembra durante todo el año con
riego complementario. Se considera que la expansión del cultivo podría aumentar
considerablemente mediante el uso de genotipos promisorios y en tal sentido la Facultad de
Agronomía de la Universidad Central de Venezuela, viene adelantando algunas
investigaciones para evaluar el comportamiento de los genotipos introducidos y su manejo
agronómico, a fin de seleccionar aquellos que resulten mejor adaptados a las condiciones
agroecológicas del país (9, 13).
Desde el punto de vista anatómico, la información disponible en la
literatura para el caso del frijol mungo es escasa o inexistente. Madriz (9) ha señalado
que los diferentes genotipos de este cultivo, son bastante homogéneos en cuanto a su
morfología externa, lo cual dificulta su identificación en condiciones de campo. Tomando
en cuenta esos señalamientos, se consideró de interés el estudio de la histología de
la lámina foliar en cinco genotipos de este cultivo previamente evaluados
agronómicamente (9), con la finalidad de investigar la posible existencia de
características de valor diagnóstico para la delimitación de éstos a nivel
infraespecífico y adicionalmente relacionar algunos aspectos de la anatomía foliar con
el comportamiento agronómico de los mismos.
Materiales y métodos
Se utilizó material correspondiente a la lámina foliar de plantas en
fase de floración de los siguientes genotipos de frijol mungo: var. `Criolla', `VC1973',
`VC2764B', `NM94' y `CHUN NAM 4'; la procedencia de cada uno de estos materiales ha sido
descrita en un trabajo previo (9). El muestreo se realizó en una parcela experimental,
ubicada en el Instituto de Agronomía de la Facultad de Agronomía Universidad Central de
Venezuela, en Maracay, estado Aragua (455 msnm). En todos los genotipos, se seleccionaron
al azar 3 plantas de las cuales se colectaron 6-8 hojas ubicadas en el estrato medio de
las mismas, siendo posteriormente trasladadas al Laboratorio de Anatomía Vegetal de la
misma Facultad, donde luego de ser lavadas con agua corriente, la porción correspondiente
al tercio medio del folíolo central se fijó en FAA (formalina-ácido acético-etanol
70%) hasta su procesamiento.
Para el estudio al microscopio óptico se seleccionaron porciones de
aproximadamente 1,5 cm2 (incluyendo el nervio medio), que fueron utilizadas
para realizar secciones transversales a mano alzada; adicionalmente, se efectuaron
macerados para el estudio de las epidermis en vista frontal, utilizando para ello una
mezcla (V:V) de ácido nítrico y ácido crómico (ambos al 10%), en la cual se colocaron
las muestras hasta la separación de las epidermis. Todas las preparaciones microscópicas
se tiñeron con azul de toluidina acuosa al 1% y se montaron en agua:glicerina (V:V), para
la obtención de láminas semipermanentes.
Las observaciones se hicieron en un microscopio marca Leitz, equipado
con un ocular calibrado que fue usado para obtener las siguientes variables anatómicas
cuantitativas: densidad de estomas y de tricomas en ambas epidermis, índice estomático
de acuerdo a la fórmula de Salisbury citado por Wilkinson (15): IE= [(N°estomas/N°
estomas + N° células epidérmicas) × 100] y grosor de la hoja; en cada caso se tomó un
total de 40 medidas en diferentes preparaciones elegidas al azar, calculándose
posteriormente los valores promedio, desviación estándar y coeficiente de variación. En
algunas de las preparaciones se tomaron microfotografías, utilizando una cámara
incorporada al microscopio.
Para el estudio de la morfología de la superficie foliar mediante
Microscopía Electrónica de Barrido, del material previamente fijado se seleccionaron
porciones de aprox. 1 cm2 que fueron deshidratadas en una bateria creciente de
etanol y luego se trasladaron al Centro de Microscopía Electrónica de la Facultad de
Agronomía de la Universidad Central de Venezuela, para realizarles un secado por punto
crítico y se metalizaron con una capa fina de oro-paladio, efectuándose posteriormente
las observaciones en un microscopio electrónico de barrido Phillips XL-20, tomándose
microfotografías de los detalles que se consideraron relevantes.
Resultados y discusión
Los resultados obtenidos revelan una composición histológica bastante
homogénea en los cinco genotipos investigados, entre los cuales sólo se observaron
diferencias en lo que respecta a algunas de las variables cuantitativas determinadas.
En todos los casos, la epidermis adaxial y abaxial es unistrata, con
células que en sección transversal se observan de forma tabular con paredes delgadas y
cutícula poco evidente (figuras 2A, 2B); en vista frontal las células de la epidermis
superior son de contorno recto a levemente ondulado (figuras 1A, 1D) en tanto que las de
la epidermis inferior exhiben ondulaciones más o menos pronunciadas (figuras 1B, 1C, 1E).
Los estomas se encuentran en ambas epidermis (hojas anfiestomáticas), lo cual parece ser
común en integrantes de este género (5) y son en su mayoría paracíticos, pero también
se observaron estomas paralelocíticos con células anexas de tamaño desigual (figuras
1D, 1E). Cabe señalar, que aún cuando el primer tipo de estoma es reportado como el más
común en integrantes de la subfamilia Papilionoideae (2, 4, 5); la presencia de estomas
paralelocíticos, también ha sido indicada en integrantes de la misma (10).
El tipo de tricoma, no resultó de valor diagnóstico ya que en todos
los genotipos investigados se presentan dos (2) tipos de pelos en la epidermis: tricoma
tector unicelular (figura 1B), en cuya base se observan varias células de contorno
poligonal que se disponen a modo de roseta (figura 1A) y tricoma glandular de pedicelo
corto formado por 3 células y cabeza globosa de contenido denso, constituida por 4
células (figuras 1E, 2B). Ambos tipos se observan indistintamente en las dos epidermis,
pero el primero es más abundante en la cara adaxial, especialmente sobre las nervaduras,
mientras que el segundo tipo predomina en la epidermis abaxial. Estos mismos tipos de
tricomas, fueron descritos por Dahlin y col. (1), en tres cultivares de Phaseolus
vulgaris L.
El estudio de la micromorfología de la superficie foliar, no reveló
detalles anatómicos adicionales, a excepción de la presencia de estriaciones cuticulares
en las células de ambas epidermis (figuras 2A, 2B), las cuales se observaron en forma
común en todos los genotipos investigados. Cabe indicar, que esta característica ha sido
reportada previamente por Flores y col. (2) en la epidermis foliar de Phaseolus
vulgaris L.
La anatomía del mesófilo, también resultó similar en todos los
genotipos investigados. Las hojas son bifaciales, con 2-3 estratos de células de
parénquima clorofiliano en empalizada hacia la cara adaxial y 5-7 capas de parénquima
esponjoso del lado abaxial (figuras 3A, 3B); en este último tejido, más o menos en
posición media y en conexión con el floema de los haces vasculares, se observó un
estrato de células de forma tabular, carentes de cloroplastos, con su eje mayor dispuesto
paralelamente a la superficie de la lámina. Esta capa de células ha sido reportada en
otros integrantes de la familia de las leguminosas (5, 6, 8), bajo la denominación de
"mesófilo paravenal" y al parecer sus características estructurales, en
combinación con su posición, sugieren que este tejido funciona como intermediario para
hacer más eficiente el transporte de fotoasimilados y componentes nitrogenados, entre las
células del mesófilo y el floema (8).
Figura 1. Detalles de la anatomía en vista frontal de la epidermis
foliar en tres genotipos de frijol mungo, Vigna radiata (L) Wilczek. A. Epidermis
adaxial var. CHUN NAM, indicando con flecha la base de un tricoma tector. 100X. B.
Epidermis abaxial var. NM 94, mostrando un tricoma tector (tp). 100X. C. Epidermis abaxial
var. Criolla mostrando con flechas varios tricomas glandulares. 100X. D. Epidermis adaxial
var. Criolla. 400X. E. Epidermis abaxial var. Criolla. 400X.
Figura 2. Detalles de la micromorfología de la superficie foliar en
frijol mungo, Vigna radiata (L) Wilczek var. Criolla. A. Epidermis adaxial;
nótense estomas paracíticos y estriaciones cuticulares en las células pidérmicas.
1000X. B. Epidermis abaxial var. Criolla; obsérvense las estriaciones cuticulares,
estomas y un tricoma glandular. 1000X.
Figura 3. Detalles de la anatomía de la lámina foliar en sección
transversal en dos genotipos de frijol mungo Vigna radiata (L) Wilczek. A. Lámina
foliar var. Criolla, mostrando epidermis adaxial (ead) y abaxial (eab), parénquima en
empalizada (pem), parénquima esponjoso (pes) y mesófilo paravenal (mpv). 400X. B.
Lámina var. NM94, resaltando con flecha un haz vascular transcurrente. 400X. C. Nervadura
central var. Criolla. 40X. D. Detalle de la anterior, mostrando floema (f), xilema (x) y
dos idioblastos de células secretoras (indicados con flechas). 400X.
El sistema vascular de la lámina está representado en todos los casos
por haces colaterales cerrados, ubicados en el límite entre el parénquima en empalizada
y el esponjoso o inmersos en este último tejido, posición esta considerada como común
en hojas bifaciales (7). Con frecuencia, se observa una vaina parenquimática rodeando el
haz vascular y en aquellos de mayor tamaño, ésta se prolonga hacia ambas epidermis,
observándose haces transcurrentes (figura 3B).
En la figura 3C, se aprecia la conformación anatómica a nivel de la
nervadura central, la cual tampoco difirió entre los genotipos estudiados;
subepidérmicamente, se dispone un número variable de capas de colénquima angular (entre
2 y 5), seguidas por varios estratos de parénquima, que en la superficie adaxial se
diferencian como parénquima clorofiliano. El tejido vascular se observa en la región
central y está representado por haces colaterales abiertos, uno de mayor tamaño
dispuesto hacia la superficie abaxial y 2-3 más pequeños, ubicados adaxialmente. Se
notó además con frecuencia en esta región de la lámina, la presencia de células
secretoras en forma de idioblastos (figura 3D).
En cuanto a las variables anatómicas cuantitativas determinadas en la
lámina foliar de los 5 genotipos estudiados, en el cuadro 1 se presentan los resultados
obtenidos. En lo que respecta a los estomas, se encontró que la densidad de éstos es
siempre mayor en la superficie abaxial, lo cual es considerado como común en hojas
anfiestomáticas (7); Los genotipos VC1973A y NM94, fueron los que exhibieron mayor
densidad estomática en ambas epidermis, lo cual podría representar una característica
favorable, ya que la presencia de una alta densidad de estomas por unidad de área de
lámina, se ha correlacionado con una mejor capacidad fotosintética (14). Cabe señalar
que de los genotipos investigados, el VC1973A ha sido reportado como uno de los de mejor
comportamiento y rendimiento (1182,25 kg/ha) en condiciones de campo (9). A diferencia de
la densidad de estomas, el índice estomático en ambas epidermis resultó bastante
similar entre los genotipos estudiados, lo cual coincide con lo indicado por Wilkinson
(15) quien señala que con frecuencia, este carácter suele variar poco entre genotipos de
una misma especie.
En cuanto a la densidad de tricomas, las diferencias entre los
genotipos investigados no resultaron muy pronunciadas; sin embargo, la variedad VC2764B
resultó ser la más pubescente en ambas epidermis; en virtud de que el tejido epidérmico
representa el punto inicial de contacto entre depredadores, parásitos y diversos agentes
patógenos y la planta, la presencia de un mayor número de tricomas por unidad de área,
podría representar una ventaja desde el punto de vista de defensa y adicionalmente se ha
relacionado con una protección más efectiva contra el calentamiento de la superficie
foliar, con la consecuente reducción de la pérdida de agua por transpiración (3). Cabe
indicar que la variedad VC2764B, ha sido indicada por Madriz (9), como una de las de mejor
rendimiento en época de secano (948 kg/ha).
Cuadro 1. Algunas variables anatómicas cuantitativas de la lámina
foliar, en cinco genotipos de frijol mungo, Vigna radiata (L) Wilczek.
Variedad |
Densidad estomas (nº/mm2) |
Indice estomático |
Densidad tricomas (nº/mm2) |
Grosor hoja (µm) |
|
Adaxial |
Abaxial |
Adaxial |
Abaxial |
Adaxial |
Abaxial |
|
Criolla |
182,98 ± 10,42 |
347,92 ± 33,43 |
21,40 ± 0,20 |
27,08 ±0,46 |
4,85 ± 0,28 |
4,84 ± 0,22 |
345,23 ± 10,42 |
VC1973A |
217,92 ± 15,42 |
425,84 ± 62,96 |
21,04 ± 0,59 |
26,89 ±0,73 |
3,65 ± 0,79 |
6,49 ± 0,58 |
298,67 ± 29,75 |
VC2764B |
153,52 ± 18,81 |
363,72 ± 21,78 |
18,89 ± 0,55 |
25,97 ±0,28 |
6,30 ± 1,28 |
8,18 ± 1,26 |
317,13 ± 30,17 |
NM94 |
219,15 ± 20,43 |
397,61 ± 19,26 |
18,24 ± 0,60 |
25,73 ±0,46 |
3,59 ± 0,38 |
6,49 ± 0,48 |
227,28 ± 21,88 |
Chun Nam |
194,09 ± 6,81 |
351,29 ± 28,21 |
19,51 ± 0,77 |
25,11 ±0,27 |
2,96 ± 0,29 |
3,65 ± 1,63 |
317,85 ± 10,63 |
CV |
14,90 |
11,62 |
25,94 |
4,34 |
32,00 |
30,51 |
15,21 |
CV: Coeficiente de Variación (%).
En cuanto al grosor de la hoja, también se observaron diferencias
entre los genotipos estudiados, correspondiendo la lámina de mayor grosor a las
variedades Criolla y Chun Nam (4), mientras que las hojas de menor espesor se observaron
en la variedad NM94. No obstante, cabe señalar que este carácter es muy variable y puede
diferir notablemente aún en hojas que ocupen diferentes posiciones en la misma planta
(10).
Conclusiones
Los resultados descritos revelan una composición histológica bastante
homogénea en los cinco genotipos investigados, aportando por lo tanto escasa información
de utilidad para la delimitación de los mismos. Entre las características anatómicas
más resaltantes de la lámina foliar pueden señalarse: hojas anfiestomáticas, con
estomas en su mayoría parasíticos y dos tipos de tricomas (tectores unicelulares y
glandulares multicelulares), mesófilo bifacial que incluye "mesófilo
paravenal". Estas características son comúnes a otros miembros de la subfamilia
Papilionoideae.
Las diferencias entre éstos en cuanto a ciertas variables anatómicas
cuantitativas de la lámina foliar, tales como la densidad de estomas y de tricomas,
resultan de utilidad como ayuda para una mejor interpretación del comportamiento
agronómico de los genotipos estudiados.
Agradecimientos
Las autoras desean expresar su agradecimiento al Consejo de Desarrollo
Científico y Humanístico de la Universidad Central de Venezuela, por el financiamiento
otorgado para la realización de la presente investigación mediante el Complemento a la
Investigación N° 01.281.94.
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