Discusión/Conclusiones VARIABLES MORFOMÉTRICAS

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1 Discusión/Conclusiones VARIABLES MORFOMÉTRICAS
MEDICIÓN MORFOMETRICA Y DETERMINACIÓN DE VIABILIDAD DE POLEN DE CINCO ESPECIES DEL GÉNERO POLYLEPIS (Rosaceae) EN ECUADOR Boada, L., Arboleda, M. , Acurio, O. y Segovia-Salcedo, M. C. Departamento de Ciencias de la Vida y la Agricultura. Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE Av. General Rumiñahui s/n. Sangolquí. Ecuador P.O.BOX: B : P. incana Resultados Introducción Los bosques pertenecientes al género Polylepis (Familia: Rosaceae) están considerados como uno de los ecosistemas boscosos más amenazados del mundo, debido a que por milenios las actividades humanas en los Andes han destruido más del 95% de su extensión, restringiéndolos a hábitats especiales y modificando su composición florística y faunística. Como consecuencia de su destrucción, es difícil establecer con certeza su distribución natural potencial y los factores ecológicos que los determinan6. Estos árboles se caracterizan por una polinización anemófila y por sus frutos secos6, cumpliendo un importante rol ecológico al actuar como barrera ante los vientos, capturando la lluvia que se encuentra en la neblina, regulando el suministro de agua que va hacia a los ríos y albergando a gran cantidad de flora y fauna5. En el Ecuador existen 8 especies distribuidas en los ecosistemas altoandinos de las cuales P. lanuginosa es endémica5. El polen es una estructura celular relacionada con el éxito reproductivo y el rendimiento del fruto, se encuentra altamente influenciado por el número cromosómico presente en cada especie, por tanto, con el incremento de ploidía (mayor número cromosómico) hay modificación en el tamaño celular y en la viabilidad de polen, por lo que su estudio representa un método indirecto discriminante para la determinación del nivel de ploidía8, y a partir de su análisis poder reconocer el impacto en la variación de tamaño y viabilidad del polen en las especies del género Polylepis. En el presente estudio se evaluó el porcentaje de viabilidad por tinción y conteo directo8 de los granos de polen y se midió el diámetro axial y ecuatorial del polen de 5 especies del Género Polylepis (P. incana, P. pauta, P. sericea, P. racemosa y P. microphylla). Estos datos son de gran relevancia para la clasificación taxonómica y manejo de estas especies en el Ecuador. En la Figura 2 se puede constatar que la media de la longitud para el diámetro axial del polen de las cinco especies fluctúa entre a µm, para el diámetro ecuatorial el valor mínimo fue de µm y el máximo de µm (figura 3 y 4). Se consideró que el polen es viable cuando este se torna completamente de color rojo y tiene una apariencia redondeada, caso contrario el polen es no viable como se observa en la Figura 1. De las cinco especies analizadas, P. microphylla tiene mayor viabilidad con un valor de 97,7% (Figura 5). Para el análisis como método indirecto de ploidía se correlacionaron las variables morfométricas como el diámetro de polen, número cromosómico y tamaño del genoma. En la tabla 1 se muestran los valores de la correlación obteniendo valores de 0.97, 0.55 y 0.68 al correlacionar el diámetro axial del polen con el diámetro ecuatorial, tamaño del genoma y número cromosómico respectivamente y se obtuvieron valores de 0.44 y 0.55 al correlacionar el diámetro ecuatorial del polen con el tamaño del genoma y número cromosómico respectivamente. La porcentajes de viabilidad de polen en la figura 5 nos indican que se encuentran entre un rango de 60% a 97,7%. Los porcentajes de viabilidad de las especies de P. incana, P. pauta y P. racemosa de la población de Papallacta presenta aproximadamente hasta 9% más de viabilidad de polen que de la población de Oyacachi, indicando que la viabilidad de polen es afectada principalmente por factores ambientales o actividades antropogénicas propias de cada lugar, y en menor proporción por el número cromosómico. En la Figura 5 se puede observar que entre las especies analizadas, que la población de P. incana presenta una viabilidad de alrededor del 80% a comparación de P. sericea que presenta una viabilidad de alrededor del 60%, lo que sugiere que el número cromosómico puede ser un factor genético que provoque una fertilidad reducida, a pesar de las condiciones ambientales que pueden favorecer o perjudicar la dispersión de polen en su población. Los datos obtenidos confirman que la calidad de polen juega un papel importante en el éxito reproductivo. Este estudio da oportunidad de iniciar nuevas estrategias para el aumento del rendimiento y calidad de fruto. Figura 2. Mediciones de Polen A: P. incana, población Illinizas. B: P. pauta, población Oyacachi, C: P. racemosa, población Oyacachi. E: P. sericea, población Yanacocha, D: P. microphylla, población Ozogoche. Metodología Figura 3: Mediciones del diámetro axial de polen para las poblaciones P.I.O: P. incana Oyacachi, P.I.P: P. incana Papallacta, P.I.I.: P. incana Illinizas, P.P.O: P. pauta Oyacachi, P.P.P: P. pauta Papallacta, P.R.O: P. racemosa Oyacachi, P.R.P: P. racemosa Papallacta, P.S.Y: P. sericea Yanacocha, P.M.A: P. microphylla Ozogoche. Se recolectaron muestras de flores de P. incana, P. sericea, P. pauta, P. racemosa y P. microphylla. La muestras fueron colocados en tubos Falcon en una solución de sacarosa al 5%. Solución de tinción: Se adicionó limaduras de hierro en ácido acético 1%, y el colorante rojo carmín hasta su ebullición y se filtró la mezcla. Discusión/Conclusiones Los resultados muestran una clara progresión conforme aumenta la ploidía (Alcantar, 2014). La superficie del polen y de manera general la amplitud de los órganos es mayor si aumenta el número de cromosomas (Oliveira et al. 2004), debido a que el tamaño celular tiene correspondencia con la cantidad de ADN (Masterson 1994). El género Polylepis presenta polen con forma isopolar, relativamente esférico y achatado ligeramente, lo cual se evidenció al obtener la correlación del diámetro axial y ecuatorial del polen con un valor de r = 0.97 (Simpson, 1986). Los eventos evolutivos que se han evidenciado en el género Polylepis en su polinización le han permitido sobrevivir al tiempo y establecerse en regiones de grandes altitudes (Simpson, 1979), además gracias a factores ambientales como la dispersión por el viento ha podido germinar sin la ayuda de polinizadores incluso si presentase baja viabilidad (Alejandra I. Domic et al. 2013). Los bosques Polylepis florecen en época de humedad, por lo que tienden a presentar daños en las flores provocado por las lluvias que impiden el transporte de polen y con ello reduciendo su viabilidad (Fan et al. 2012) Un aumento en la morfología celular sugiere que los poliploides tienen la capacidad de generar plantas más vigorosas, pero con una reducción en su fertilidad (Ramírez et al. 2013). La determinación del diámetro de polen permite obtener indicios del nivel de ploidía dentro del género Polylepis, al comparar datos entre especies. Sin embargo; la comprobación definitiva se obtiene mediante el número cromosómico al observar el cariotipo y el tamaño genómico. Es así como la comparación morfométrica del polen representa una aproximación indirecta, rápida, fácil y poco costosa del nivel de ploidía para posteriores estudios citogenéticos de este género. Figura 4. Diámetro Ecuatorial de polen para las poblaciones P.I.O: P. incana Oyacachi, P.I.P: P. incana Papallacta, P.I.I.: P. incana Illinizas, P.P.O: P. pauta Oyacachi, P.P.P: P. pauta Papallacta, P.R.O: P. racemosa Oyacachi, P.R.P: P. racemosa Papallacta , P.S.Y: P. sericea Yanacocha, P.M.A: P. microphylla Ozogoche. Se midió el diámetro axial y ecuatorial en (μm) con el programa imageJ y se realizaron los análisis estadísticos en RStudio Se fotografió el polen con un aumento de 400X y se contabilizó el número de polen viables y no viables. Se colocó una gota de acetocarmín 1% en el polen fijado en un portaobjetos y junto con un cubre-objetos se observó al microscopio. Resultados Figura 5. Viabilidad de polen para las poblaciones P.I.O: P. incana Oyacachi, P.I.P: P. incana Papallacta, P.I.I.: P. incana Illinizas, P.P.O: P. pauta Oyacachi, P.P.P: P. pauta Papallacta, P.R.O: P. racemosa Oyacachi, P.R.P: P. racemosa Papallacta , P.S.Y: P. sericea Yanacocha, P.M.A: P. microphylla Ozogoche. Figura 1. A y D: Estructura de polen viable de P. racemosa. B, C y E: Estructura de polen no viable A de P. racemosa. Tabla 1. Correlaciones entre las variables morfométricas de las cinco especies analizadas VARIABLES MORFOMÉTRICAS Diámetro Axial Diámetro Ecuatorial Genoma Número cromosómico Diámetro Axial Bibliografía Agradecimientos Alcántar JP. La Poliploidía y su importancia evolutiva. Temas de ciencia y Tecnología. 2014; 18:17-29. Domic AI, Mamani E, Gerardo C. Reproductive phenology of kewiña (Polylepis tomentella, Rosaceae) in the semi-humid puna of Chuquisaca (Bolivia). Ecología en Bolivia. 2013;48(1):31-45. Donald PF, Collar NJ, Stuart J. Facing extinction: the world's rarest birds and the race to save them. Choice Reviews Online. 2014;51(09): Fan XL, Barrett SCH, Lin H, Chen LL, Zhou X, Gao JY. Rain pollination provides reproductive assurance in a deceptive orchid. Annals of Botany. 2012;110:953–958 Jorgensen P. Biodiversity and conservation in the Andes: Introduction 1, 2. Annals of the Missouri Botanical Garden. 2009;96(3): Kessler M. Bosques de Polylepis. Botánica Económica de los Andes Centrales. 2006; Masterson J. Stomatal size in fossil plants: evidence for polyploidy in majority of angiosperms. Science. 1994;264:421–424. Ramírez F, Robledo V, Foroughbakhch R, Benavides A, Alvarado MA. Viabilidad de polen, densidad y tamaño de estomas en autotetraploides y diploides de Physalis ixocarpa. Botanical Sciences. 2013;91:11-18. Simpson BB. Speciation and specialization of Polylepis in the Andes. In: Vuilleumier, F., Monasterio, M. (Eds.), High Altitude Tropical Biogeography. Oxford University Press, Oxford, 1986; Simpson BB. A revision of the genus Polylepis (Rosaceae: Sanguisorbeae). Smithsonian Contributions to Botany. 1979;43:14-62 Oliveira de VM, Forni-Martins ER, Magalhães PM, Alves MN. Chromosomal and morphological studies of diploid and polyploid cytotypes of Stevia rebaudiana (Bertoni) Bertoni (Eupatorieae, Asteraceae). Genetics and Molecular Biology. 2004; 27: Laboratorio de Cultivos Vegetales ESPE MSc Mónica Jadán.. Herbario QCA Dra. Katya Romoleorux.