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ESTUDIO CITOGENÉTICO DE Iresine herbstii Hook.E Iresine retusifolia Agudelo (AMARANTHACEAE)
DE COLOMBIACITOGENETIC STUDY OF Iresine herbstii Hook. E
Iresine retusifolia Agudelo (AMARANTHACEAE) DE COLOMBIA
Johanna Pantoja Santacruz1*; Nohra Cecilia Rodríguez2, y Carlos Alberto Agudelo Henao3.
1 Universidad del Quindío, Programa de Biología, Centro de Estudios e Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología-CIBUQ,Armenia,[email protected] Universidad del Quindío, Programa de Biología, Centro de Estudios e Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología-CIBUQ,Armenia,[email protected] Universidad del Quindío, Programa de Biología, Centro de Estudios e Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología-CIBUQ,Armenia,[email protected]
Recibido: Agosto 30 de 2010Aceptado:Marzo12de2011
*Correspondenciadelautor:UniversidaddelQuindío,ProgramadeBiología,CentrodeEstudioseInvestigacionesenBiodiversidadyBiotecnología - CIBUQ, Armenia, Colombia.
Calle10N014-05.EdificioÁngelaMaría,Apto402.TEL: 3117937144 – 7450382
Correoelectrónico:[email protected]
RESUMEN
Se determinaron las diferencias citogenéticas de Iresine herbstii Hook. e Iresine retusifolia Agudelo,presen-tesenáreasurbanasdePopayán,Bogotá,ArmeniayMedellín.Seemplearonápicesradicales,conseguidosapartirdeestacas,paraestandarizarelprotocolodeobtencióndecromosomasmetafásicos.Adicionalmente,seevaluóladuracióndelciclocelularparaestablecerlahoramitótica.ElnúmerocromosómicoencontradoparaIresine herbstiisepresentóenunrangode68,78y85cromosomas;laocurrenciadeestefenómenohasidoencontradaenotrasespeciesdelafamiliaPoaceaecomoSaccharum officinarum L.(cañadeazúcar),Erianthus spp y Miscanthusspp.yparalafamiliaAmaranthaceaeenCelosia argentea L. y Ptilotus obovatus Gaudich.,elcualfuedefinidocomomosaicismocromosómico,enelquesemanifiestanvariacionesencuantoalnúmerodecromosomaspertenecientesaunamismaplantaotejido.Eltamañodeloscromosomasvarióen-tre 0.31 y 1.77 µm. En Iresine retusifoliaelnúmerocromosómicoencontradofuede119,esteresultadodifiereconotrosreportesparaestaespecie,peroconfirmalaclasificacióntaxonómicaefectuadaporAgudelo-Henao(2008).Esteestudioconstituyóunaportealconocimientobásicodelabiodiversidad,brindandoinformacióntaxonómicacomplementaria,asímismo,constituyendounrequisitoindispensableparalacaracterizaciónaniveldecitogenéticamolecularconposiblesenfoquesenelcampodelfitomejoramiento.
Palabras claves: Iresine herbstii Hook., I. retusifoliaAgudelo,ciclocelular,cromosomas,poliploidía,Ama-ranthaceae.
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ABSTRACT
Cytogenetic differences were determined for Iresine herbstii Hook. and Iresine retusifoliaAgudelopresentinsomeurbanareasofsomecolombiancitiessuchas:Popayán,Bogotá,ArmeniaandMedellin.Rootapexesobtainedfromcuttingswereusedtostandardizetheprotocolforobtainingmetaphasechromosomes.Inadi-tion, cell cycle duration was also evaluated for determining the mitotic hour. The chromosome number found for Iresine herbstiioccurredinarangeof68,78and85chromosomesTheoccurrenceofthisphenomenonhasbeenfoundinotherspeciesofthePoaceaefamilyasSaccharum officinarum L. (sugar cane), Erianthus spp,Miscanthusspp,andthefamilyAmaranthaceaeinCelosia argentea L. and Ptilotus obovatus Gaudich., definedasmosaicism,inwhichvariationsinthenumberofchromosomeswithinthesameplantineventhesame tissue (Portieles, 2002) are evidenced. The chromosome size ranged between 0.31 and 1.77 µm. In Ire-sine retusifolia thechromosomenumberfoundis2n=7x=119;thisresultdiffersfromotherreportsforthesespecies,butconfirmsthetaxonomicclassificationmadebyAgudelo-Henao(2008b).Thisstudywasacon-tributiontobasicknowledgeofourbiodiversity,providingadditionaltaxonomicinformation;furthermore,itconstitutesaprerequisiteforthecharacterizationatthemolecularcytogeneticslevelwithpossibleapproachesinplantbreeding. Keywords: Iresine herbstii Hook. I. retusifolia Agudelo,cellcycle,chromosomes,polyploidy,Amarantha-ceae.
INTRODUCCIÓN
Iresine herbstii Hook.esunaplantaherbáceaerectadehasta1.5m,pertenecientea lafamiliaAmaranthaceae.Es originaria de América del Sur y se cultiva en regio-nes tropicales de todo elmundo (1).EnColombia seencuentra en todos los hábitats entre 1500 y 2700 m, conmayor abundancia en altitudes por debajo de los2000 m en la zona montañosa de la región Andina (1). Presentaunfollajepúrpuraconnervadurasencarmín,peroexistenvariantes condiferente coloración, comoelmorfotipo“variegata”plantamasculinadehojasver-des con manchas de tonalidad amarillo dorado o blanco. Otrossecaracterizanporsudensofollaje,como“elip-tifolia”plantafemenina,conhojasdecolorcarmín(1).
Iresine retusifolia Agudelo debe su nombre a la forma delápicedelahoja.Esunaplantadioicacuyasplantasfemeninas son hierbas erectas generalmente menor de 1.5mdealtura,mientrasquelasmasculinas(solosehalocalizadounapoblaciónenPopayán,Cauca),puedenalcanzar hasta 4m. Sus tallos y hojas son rojas a fucsia o rosado fuerte.
Ambas especies de Iresine tienen importancia econó-mica,yaquesonutilizadasprincipalmenteanivelor-namentalcomoplantasdejardíndebidoalacoloraciónquepresentasufollaje,adicionalmentesonusadasconfinesapícolas,sirvedealimentoalganadoyprotegelos
suelos contra la erosión (2). En medicina tradicional las especiesdeIresineseutilizanparatratamientoscontraelcánceryenfermedadesdelútero(2).
Actualmente, se están realizando investigaciones en el campo de la biología farmacológica, evaluando larespuestadelosextractospurificados(metabolítos)deestasespeciesenasociaciónconotrasplantas,encon-trándoseunasignificativareducciónenlaactividadlo-comotora,coordinaciónmotorayenelcomportamien-to estereotipado en ratones, con efectos terapéuticos(agente psicotrópico) en la respuesta del sistema ner-vioso central, constituyéndose como un recurso natural paratratamientoscontraelParkinsonylaEsquizofrenia(3, 4).
Se consideran además como una rica fuente de diversas betacianinas(pigmentodecoloraciónvioleta)represen-tandounnuevorecursopotencialdecolorantesnatura-les,segúnloreportadoenelestudiorealizadoporelde-partamentodebotánicayzoologíadeHongKong(5).
Lasinvestigacionesenestasespecieshansidodesarro-lladasenel campode lamorfología, taxonomía, eco-logía,sistemática(2)yactualmenteenbioquímicaconrelación a suspotencialidades farmacológicas (4); sinembargoanivelcitogenéticoesmuypocalainforma-ciónquesetienedeestasplantas.Losestudioscitogené-ticoshanpermitidorealizarvaliososaportesalconoci-
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mientodelosmecanismosdeaislamientoreproductivoymodosdeespeciaciónenplantas,contribuyendoalaresolución de problemas taxonómicos, ofreciendo in-formacióndelnúmerobásico(n)(6).
Esnecesarioentonces,realizarestetipodeestudiosyaqueparaespeciesdeplantasconpropiedadesútilesparael hombre y el ecosistema como lo son I. herbstii e I. retusifoliacontribuiríanenproyectosfuturosalmejora-mientogenéticoysuusoadecuado.Elnúmerodecro-mosomas solo han sido reportados para 20 de los 65géneros de la familia Amaranthaceae, y la mayoría de conteossondeespeciesdelgéneroAmaranthus (7).
LosestudiosparaelgéneroIresine han sido escasos y limitadosparaunaspocasespecies,reportándoseparaI. herbstiipoliploidíade2n=6x=102,n=17(8,9);mientrasqueI. diffusa (= I. celosia)hasidoreportadacon2n=34 (11), sin embargo, es difícil conocer si los conteos se han realizado sobre material correctamente determinado (10).Porlaanteriorproblemáticasurgiólaideadedesa-
rrollaresteTrabajodeinvestigaciónyaqueserequiererealizarunestudioanivelcitogenéticoparacorroborarloreportado(8,9),ampliarelconocimientodeestasdosespecies,verificarlasdeterminacionesplanteadas(1)yestablecer si hay diferencias a nivel cromosómico entre especiesyaniveldemorfotipos.
MATERIALES Y MÉTODOS
Obtención del material vegetal. El material biológico esprocedentedelaRegiónAndina(cordillerascentraly oriental) en las ciudades de: Medellín, Bogotá, Arme-niayPopayán(Figura1).
Obtención de tejido meristemático. Este estudio se realizó en los laboratorios de Biología de la Univer-sidad del Quindío y dos ensayos en el laboratorio de mejoramiento genético de CENICAFE. El tejido meris-temáticoseobtuvoapartirdelosápicesradicularesdeestacasde16-25cmdelongitudquefueroncolocadosenrecipientesconagua(Figura2a).
Figura 1. Iresine retusifoliaAgudelo.PlantafemeninaprocedentedeArmenia(a),plan-tamasculinaprocedentedePopayán(b);Iresine herbstiiHook.plantafemeninaproce-dentedeMedellín(c),yplantamasculinaprocedentedeBogotá(d).Fuente:Agudelo,2008.
Figura 2. Estacas de Iresine retusifolia Agudelo e Iresine herbstii Hook (a). Rizogénesis de Iresine retusifolia (b) e Iresine herbstii (c).
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c da b
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Estandarización del protocolo. La estandarización delprotocolopara laobtencióndecromosomasmeta-fàsicos en Iresine herbstii e I. retusifolia fue realizada a partirdelastécnicasdescritasencitogenéticavegetal,considerando cinco fases: pretratamiento, fijación, hi-drólisis, coloración y montaje. Una vez establecida la horamitóticasegúnlametodologíadescritapor(11),sesometió el material colectado a un inhibidor de mitosis utilizandodiferentesconcentraciones(Colchicinapor2horasó8-hidroxiquinolinapor4horas)a temperaturaambiente de igual manera se realizaron algunos ensayos utilizandoaguadestiladaa4ºCpor4horasparaacumu-larelmayornúmerodecélulasmetafásicasenelme-ristemo(Tabla1).Lafijaciónserealizóempleandolamezcladeetanol-ácidoacético(3:1)a4ºCpor24y48horas;despuésdelafijación,losápicesfueronsometi-dosaunprocesodehidrólisisácidayenzimática(Tabla2). La tinción se realizó con reactivo de Schiff a diferen-testemperaturasportiemposde5,7,10y12minutosen condiciones de oscuridad, siguiendo con una contra-tinciónconAcetocarmínportemposde20-40minutosóconorceinaacéticapor15minutos.Loscromosomasmetafásicosseobservaronmediantelatécnicadeaplas-tado del meristema radicular.
Determinación del número cromosómico. En cada uno de los ensayos se seleccionaron metafases de buena calidad y dispersión para identificar lamorfología de
los cromosomas siguiendo las normas propuestas por(12,13). Se registraron las mejores metafases con una cámara Sony CyberShot, adaptada a un microscopioópticoZeissAxioStarPlus,utilizándose inicialmenteunaumentode10Xx10Xparabuscarcélulasconta-bles,luegoaunaumentomayor10Xx40Xconelfindeseleccionarlasmejorescélulasyfinalmenteconelobje-tivodeinmersión10Xx100Xpararealizarelrecuentoytomarelregistrofotográfico.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Rizogénesis.Elmaterial vegetal presentó unaóptimaproduccióndeápicesradicularesparalosprocedimien-tos de citogenética (Figura 2b, c). En Iresine retusifolia la rizogénesis sepresentó enun tiempode sietedías,observándose un tamañomayor en los ápices radicu-lares,queen I. herbstii, adicionalmente, el tiempodeemisiónderaízfuemásprolongadoenestaúltima,9a10 días aproximadamente. Estas diferencias se debenprobablementeaqueIresine retusifolia tiene:
Uncomportamientodecolonizaciónmayoryportantoeste tipodeplantasnecesitanser resistentesydecre-cimientorápidoparapodersobrevivirencondicionesdesfavorables.
Tabla 1. PetratamientosparalainhibicióndemitosisencélulasdeápicesradicularesdeIresine herbstii e Iresine retusifolia(Amaranthaceae)segúnFukuiyNakayama(1996).
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PRETRATAMIENTO CONCENTRACIÓN TIEMPO DEEXPOSICIÓN
(Horas)
COLCHICINA
0.01%(Tº AMB)
0.05%(Tº AMB)
0.1%(Tº AMB)
0.5%(T° AMB)
2
8-HIDROXIQUINOLINA 0.002M(Tº AMB)
4
AGUA DESTILADA 4ºC 4
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Mejorescompetenciasparasuadaptaciónalmedio.
Unrápidodesarrollode lasraícesypartesaéreasquelesdamayorcapacidaddeabsorcióndeagua,nutrien-tes, ymayor área fotosintética; siendo flexibles a lasvariacionesambientales,comoseexplicamásadelan-te,adaptándoseasequíasoinundaciones,tambiénalafaltadeluzoespacio(14),por lo tanto el tiempo decrecimientoesunpocomásrápidoqueenIresine her-bstii.
Ciclo celular. El Indice Mitótico (IM) total obtenido para Iresine herbstii e I. retusifolia, revelaque lami-tosisocupaaproximadamenteun50%delciclocelular(Tabla 3), lo que indica un periodo de tiempo no tanprolongadoparaestaetapacon respectoaotrasespe-
ciesenlasqueelIMalcanzaporcentajesdel80o90%(15,16).Estosresultadosindicanqueelciclocelulardelas especies aquí evaluadas son largos, característicosdeespeciespoliploides(17,18)Conrespectoalíndicemitóticoparcialde Iresine herbstii seencontróque laactividadmitóticaesalta,igualal95%entrelas8ylas9delamañana,sinembargotambiénsepresentóunaaltatasamitóticaentreel80y90%alas12m,3y9pm,horasenlasquesepodríanrecolectarápicesradiculares(figura3a).
En I. retusifolia se determinó un índice mitótico de 99.99%enlosperiodosentre7ama12m,porlocualseestableciócomolahorasapropiadasparalarecolectadeápicesradiculares(Figura3b).
Tabla 2.TratamientoparalahidrólisisácidayenzimáticadetejidomeristemáticosegúnMoscone(1990).
Figura 3. Secuencia del Ciclo celular de Iresine herbstii Hook. (a) e Iresine retusifolia Agudelo (b).
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TRATAMIENTO REACTIVO CONCENTRACIÓN TEMPERATURA TIEMPO DEEXPOSICIÓN
(minutos)
HIDRÓLISISÁCIDA
ÁCIDOCLORHIDRICO
(HCL)1N 60 ºC
5
10
15
20
HIDRÓLISISENZIMATICA
HIDRÓLISISENZIMATICA
PECTINASACELULASA
MACEROZIMA
PECTINASACELULASA
MACEROZIMA
1%2%2%
1%4%3%
37 ºC
37 ºC
10
20
30
35
45
a b
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Porlogeneral,eneltrópico,lashorasóptimasdeactivi-dad mitótica van desde las 7 am hasta las 10:30 a 11 am, conunóptimoalrededordelas9ó10am,esterangoespresentadopordiversosgruposdeplantas (13,16), yesexplicadoporelumbraldeabsorcióndenutrientesyaguaparasuplirlasnecesidadesenlasdiversasrutasmetabólicas,por locual se incrementa ladivisiónce-lularenlosápicesradiculares,similara lopresentadoparalasespeciesevaluadas.
Noobstante,esdifícilestablecerunahoraprecisaparalarecolectadeápicesradiculares,debidoalcomporta-miento multimodal en la secuencia del ciclo celular no reportadoanteriormente;sinembargoestos resultadosindicanqueloscicloscelularessonconstantes,debidoa que las especies de Iresine tienen crecimiento rápi-do por su condición de plantas pioneras y herbáceas;proporcionándolesunaaltaeficienciadereproducciónvegetativa.
LosaltosporcentajesdelIMenhorasdelanocheen-contradospara Iresine herbstii e I. retusifolia,puedenexplicarseporquedichasespeciespresentanhacesvas-cularestipoKranzenelmesófilodelashojas,especial-menteenelparénquimalagunar,hacesquesepresumenrealizan la fotosíntesis C4.Dicharutasecaracterizaporsualtaeficienciafotosintética,mínimafotorespiración,grancapacidadparaelalmacenamientodeagua, fáciladaptaciónacondicionesedáficaspobresyambientescon altas temperaturas y hostiles; tales característicasfisiológicas, le permiten a estas plantas aprovechar labajadisponibilidadde luz afindeoptimizar sus fun-ciones fotosintéticas,estimulandoaque lascélulassedividanpermanentementeaunenhorasdelanoche.
Estandarización del protocolo.Al promediar los re-sultadosobtenidosconelusodelosdiferentespretra-tamientos utilizados para la inhibición de mitosis decélulas de Iresine herbstii e I. retusifolia; se observa un índicemetafásicoinferioral60%paratodoslospretra-tamientosevaluados,exceptolosrealizadosconcolchi-cinaal0.5%por2horasy8-Hidroxiquinolina0.002Mpor4horas(Figura4a),estos inhibidoresbloqueanlaadicióndelassubunidadesdetubulinaalosextremosdelosmicrotúbulosexistentes,originandoladepolime-ración de los mismos y consecuentemente la no forma-ción del huso acromático (19).
Elmejormétododefijación fue el utilizado según lametodología(20);queconsistióenlaaplicacióndeunamezcladeetanolyácidoacético(3:1),poruntiempo
de24horasa4ºC.Untiempomuyprolongadodefija-ción alteró el grado de condensación de los cromoso-mas afectando sensiblemente la visualización de estos ytiemposdeexposiciónmenoresalas24horasnoper-mitieron una adecuada observación de la estructura de loscromosomas,porlapermanenciaderestoscitoplas-máticosqueimpidenlaobtencióndelosmismosenunsoloplano.Porlotantoseestimóquelaexposiciónalfijadordebeserde24horasparaobtenercromosomasadecuadosparaestudioscitogenéticos,razónporlacualseestablecióestetiempocomoóptimoparalafijacióndeápicesdelasespeciesdeIresine.Despuésde24ho-rasdefijaciónsepresentóendurecimientoexcesivodelos tejidos, quedañaron lasmuestrasparaposterioresestudiosdecromosomas;serecomiendaporende,queparatiemposmásprolongadosdealmacenamientoseanconservadosenetanol70%(21).
Eltratamientodehidrólisiscondobledigestión;prime-roácida,paraablandarlaparedcelularyposteriormenteenzimáticaparaterminardedegradarsuscomponentes,essindudaunacombinaciónidealparaobtenerprepa-raciones de buena calidad. Una ventaja adicional de esta combinación ácido-enzima, es que se requieren, con-centraciones muy bajas de las enzimas las cuales tienen unaltovalorcomercial,porloqueesunprotocoloquereduceloscostos(16).
PorloanteriorsecomprobóquelamejorhidrólisisenIresine herbstii e I. retusifolia, es una doble digestión; primeroácidaHCL1Npor15minutosa60°Cyposte-riormenteenzimáticaconuncoctelcelulasa,pectinasaymacerozimaenconcentraciones4%,1%y3%respec-tivamente,por45minutosa37°C,lacualseutilizóentodoslosensayosposteriores.
ElempleodelreactivodeSchiff(feulgen)poruntiem-pode7minutosa30ºC,seguidodeunacontratinciónconacetocarmínpor40minutosa30ºCóconorceinaacéticapor15minutosatemperaturaambiente,permi-tióobteneróptimosresultados;lograndomejorarlavi-sualización de los cromosomas de Iresine herbstii e I. retusifolia.
Número cromosómico. Iresine herbstii en ambos mor-fotipospresentóunrangode2n=68,78y85cromo-somas, teniendoencuentaqueelnúmerobásicoparael género Iresine esdex=17(8),seplanteaquelaes-pecie evaluada posee una dotación tetraploide (4x) ypentaploide(5x),esdecirpresenta4y5copiasdecadacromosomarespectivamente.Laocurrenciadeestefe-
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nómenohasidoencontradoenotrasespeciesdelafa-milia Poaceae como Saccharum officinarum L. (caña de azúcar),Erianthusspp,Miscanthusspp(22),yparalafamilia Amaranthaceae en Celosia argentea L. y Ptilo-tus obovatusGaudich.(10),definidocomomosaicismo cromosómico,enelquesemanifiestanvariacionesencuantoalnúmerodecromosomaspertenecientesaunamismaplantaeninclusoaunmismotejido(22).Lade-terminacióndeladotacióncromosómicaparaI. herbstii serealizóteniendoencuentaelnúmerodeobservacio-nesconrelaciónalnúmerodecromosomascontados,esdeciren13célulassecontaron68cromosomas,en8,78cromosomasyen3085cromosomas(figura4b).
El cariotipo de Iresine herbstii, plantamasculina fueconstruido de acuerdo al tamaño relativo de los cromo-somasyaquelaresolucióndelasfotografíasnopermi-tióagruparlossegúnlaposicióndelcentrómero,debidoalelevadonúmeroytamañoreducidodelosmismoselcual varió entre 0,31 y 1.77 µm (Fig 5); Algunos auto-resreportanqueenespeciespoliploidessepresentaestadificultad (23), sin embargo el tamaño cromosómicodebe ser considerado en términos relativos, yaque elgrado de compactación o enrollamiento puede variar,segúnelpretratamientoqueselerealizayalmargendeerrorpropiodelprocesodemedición;estaasociacióndiocomoresultado9grupos,enlosquesemuestraelnúmerodecromosomassegúnlalongitudylosposibles
Figura 4. ÍndicemetafásicoempleandodiferentespretratamientosparaelestudiodeIre-sine herbstii e I. retusifolia(a).Relaciónentreelnúmerodecélulasmetafásicasyladota-ción cromosómica de Iresine herbstii Hook. (b).
Figura 5.CariotipodeIresine herbstiiHook,segúneltama-ño relativo de los cromosomas
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Tabla 3. Índice de fases (IF) e índice mitótico (IM) totales y duración relativa del ciclo celular de Iresine herbstii e I. retusifolia.
Tabla 4.ClasificacióncromosómicadeIresine herbstii Hook. (a) e Iresine retusifolia Agudelo(b).
tiposdecromosomasquepuedandeterminarse (Tabla4a).Enlasfiguras6y7sepresentanlasimágenesdelos cromosomas metafásicos observados en I. herbstii.
ElnúmerocromosómicodeI. retusifolia de acuerdo a losdatosobtenidosenelpresenteestudiocorrespondena2n=7x=119,esteresultadodifiereconloencontradoen1965(9),enelquedeterminaronquelaploidíaesde102cromosomasperohacenmenciónaI. herbstii, sin embargootrosestudiosplantearonquelaclasificación
taxonómica de la especie evaluada citogenéticamen-te no esmuy confiable (10), asunto que se corroborapuesI. herbstii tieneunmenornúmerodecromosomas.EsteresultadopermitióconsiderarqueI. retusifolia es unaespecieheptaploide(7x);ademásdeconfirmarqueconstituyeunaespecienuevaynoelmorfotiporetusaelcualhaciapartedeI. herbstii antes del estudio realizado enel2008(1),enelqueatravésdeunanálisispolínico,anatómico,molecularyexomorfológicosehizodichaclasificación.
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ESTADO TOTAL INTERFASE PROFASE METAFASE ANAFASE TELOFASE
FRECUENCIA 23997 11353 10178 878 1031 557
IF (%) 100 47.31 42.41 3.65 4.29 2.32
IM (%) 52.67 ∑ IF (%) Profase +Metafase +Anafase+Telofase
DURACIÓN(HORAS)
24
23:24´02”
11.35
11:21´
10.17
10:10´2”
0.87
52:02´
1.03
1:18´
0.55
0:33´
NºGrupo
Nº decromosomas
Tipo decromosomas
Longitudpromedio
(µm)
1 10 2 1.77
2 10 2 1.27
3 10 2 1.16
4 15 3 0.93
5 5 1 0.74
6 15 3 0.65
7 5 1 0.58
8 10 2 0.48
9 5 1 0.31
NºGrupo
Nº decromosomas
Tipo decromosomas
Longitudpromedio
(µm)
1 7 1 1.45
2 14 2 1.30
3 14 2 1.19
4 14 2 1.14
5 7 1 0.95
6 14 2 0.94
7 21 30.85
8 21 3 0.71
9 7 1 0.63
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Figura 6. Prometafase (a) y Metafase (b) de Iresine herbstii Hook.plantafemeninaa100x.
Figura 7. Metafase (a) y Prometafase (b y c) de Iresine herbstii Hook. plantamasculinaa100x
AligualqueI. herbstii enestaplantanoselogróhacerelcariotipoacausade lasdificultadesquesuponeunnúmero tanaltodecromosomas, su tamaño tan redu-cidoquevarioentre0.63y1.45µmy laescasadife-renciamorfológicaentrealgunasdelasparejas,perosiseorganizósegúneltamañorelativo(Figura8),encon-trándose tambien 9 grupos (Tabla 4b). En la figura 9sepresentalasimágenesdecromosomasmetafásicosyprometafásicosenIresine retusifolia.
ElnúmerodecromosomastanelevadodeI. herbstii e I. retusifoliaexplicaelporquélascélulaspresentarontiempostanprolongadoseninterfaseyprofase,yaqueen estas fases la célula debe transcribir genes de acuer-doalasnecesidadesmetabólicasqueellarequiera,efec-túalaformacióndeorganelas,síntesisdelADN,corrigela síntesis, inicia el condensamiento de los cromosomas ysíntesisdeenzimasrespectivamente,porlotantoestetiempovaasersuperiorparaespeciespoliploidesqueparaespeciesconmenordotacióncromosómica.Segúnalgunosestudiosladuracióndelciclocelulardependedelpesodelgenoma, cuantomayor es la cantidaddeADN tanto mayor es la duración del ciclo celular y el
periododesíntesis(24).
Lapoliploidizaciónesunproceso,nounevento(25)yseconstituyecomoelrasgomásconspicuodelaevo-lucióncromosómicaenlasplantasAngiospermas(26).Unaaltaproporcióndelasespeciesdelasplantasvas-culares son poliploides; el 36% de lasAngiospermasson poliploides, pero entre un 70 y 80%pueden pre-sentarpoliploidíaensuhistoriaevolutiva(27).Enestecasopodría plantearseque la poblaciónpoliploidedeIresinederivódelamismaespecie,porunprocesoge-neradordeautopoliploidía,perotambiénesposiblequese originen,mediante hibridación entre especiesmuyrelacionadasfilogenéticamente;casoenelcualelresul-tadoesdealopoliploidía.Sinembargo,laprobabilidadde que sea por autopolipliodización esmayor porqueestas especies se propaganmás eficientemente por lavíavegetativaysuinteracciónpolínicaespocaeinclu-sonulaparalosmorfotiposeliptifoliayvariegata.Paracorroborar estos planteamientos se requieren de estu-dios más detallados a nivel de citogenetica molecular y filogeniaqueresuelvandichashipótesis.
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a
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Figura 8.CariotipodeIresine retusifoliaAgudelosegúneltamañorelativodeloscromosomas.
Figura 9:Metafase(a)yprometafase(byc)deIresine retusifolia Agudeloa100x.
Laaparicióndeseriespoliploidesparecehabersidounodelosfenómenosmásimportantesenlaevolucióndelasespeciesyunodelosmejorconocidos.Estasespe-cies, han conseguido establecerse e incluso estar am-pliamentedistribuidas,característicaqueexplicalosci-closmultimodalesylosíndicesmitóticosquesuperaronporcentajesdel80%,yaqueladivisióncelulardebeserconstanteparalograrunacolonizaciónrápidayeficaz.Estasventajasadaptativassedebenaciertascaracterís-ticasanivelfisiológicocomopresentarunaumentoenel tamaño celular, una tasa de crecimiento mayor, un aumento en la duración del ciclo celular (28).
En Iresine herbstii e I. retusifoliasepresentanmuchasde las características anteriormente descritas, ellas tie-nenunaampliadistribucióngeográficaylavariabilidada nivel morfológico también es evidente en ellas, como porejemploelcasodelosmorfotiposdeI. herbstii, los
cualesposeendiferenciasdecoloración,tipodehojas,etc;quepuedaestardeterminadoporelrangoenelnú-merocromosómicopresentadoparalosdosmorfotipos.
CONCLUSIONES PRINCIPALES
El ciclo celular de Iresine herbstii e I. retusifolia se ca-racterizóporserlargo,presentándoseunamayoractivi-dad mitótica entre las 9- 10 am en días con alta intensi-dadlumínicaqueendíaslluviososyopacos.
En Iresine herbstii Hook. se evidenció un comporta-mientodemosaicismocromosómicoenelqueelnúme-rodecromosomasvarióenunrangode2n=4x=68,78y2n=5x=85cromosomas.
Lasplantasconnivelesdeploidíaimparpresentanunamayortendenciaalapropagaciónvegetativa,comola
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AGRADECIMIENTOS
ANohraRodríguezporladireccióndeltrabajo;DoctorCarlosAgudeloH.,portodasuasesoría,porelmaterialbiológicoybibliográfico;losjuradosMaríadelPilarSepúlveda,MarthaLucíaBuenoyMarcelaUribe;PaulaBedoyayNataliaDíaz,AnaLucíaLópezDirectoradelCIBUQ;Centro de documentación, Herbario Universidad del Quindío (HUQ), Programa de Biología y Laboratorio de Biología de la Universidad del Quindío; Doctor Juan Carlos Herrera y Gloria Camayo de CENICAFE.
encontrada en Iresine retusifolia e I. herbstii, las cuales presentarondotacióndeheptaploide2n=7x=119ypen-taploide2n=5x=85respectivamenteysupropagaciónraramenteessexual.
El estudio citogenético de Iresine herbstii e I. retusi-folia permitió corroborar la clasificación taxonómica
realizadaporAgudelo-Henao(2008b),enlaquepre-sentaaI.retusifoliacomounaespeciediferenteynoelmorfotiporetusaquehaciapartedeI. herbstii, con lo cual se confirmaque laCitogenética ademásdebrin-dar conocimientodelnúmero, formao tamañode loscromosomas,ofreceinformaciónquepermitedilucidarrelacionestaxonómicasyfilogenéticas.
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