DISTRIBUCIÓN DE ESTOMAS E ÍNDICE ESTOMÁTICO. TÉCNICA DE IMPRESIÓN
Sergio Jonatan Jonatan Trejo Dena. Centro Centro de Investigaci Investigación ón en Alimentación Alimentación y Desarrollo, Desarrollo, A.C, unidad unidad Culiacán. Carretera a Culiacán - El Dorado, km. 5.5, Apdo. Postal 32-A, C. P. 80129, Culiacán, Sinaloa.
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RESUMEN
La superficie epidérmica de las hojas presenta un gran número de poros microscópicos llamados estomas. La apertura de dichos poros se controla a través de los cambios en el tamaño y forma de dos células especializadas, llamadas células guarda, que flanquean la apertura estomática. Los estomas se encuentran en todas las partes aéreas de la planta, pero son más abundantes en las hojas. El objetivo del presente trabajo es dominar la técnica de impresión de estomas y determinar el índice estomático en diferentes especies de plantas. Para lo cual se utilizó el método directo que incluyó la observación en el microscopio óptico con el objetivo de 40x en tres replicas de la superficie de cada muestra de hojas de las diferentes especies de plantas. En cada impresión foliar se realizaron conteos de estomas y células epidérmicas al azar. Fueron estimadas la densidad estomática (número de estomas), la densidad de células tabloides (número de células epidérmicas tabloides o tabulares) e índice estomático. Con los promedios se caracterizaron diferencias entre hojas así como entre haz y envés con el paquete estadístico SAS. Se detectó variación signi ficativa para las diferentes variables de morfología epidérmica foliar entre las diferentes especies de plantas muestreadas. La mayoría de las especies revisadas se clasificaron como hipoestomáticas, a excepción de las variedades de Eucalipto y Bugambilia que se clasificaron en anfiestomáticas por presentar densidades estomáticas en haz y envés. Palabras clave: estomas, índice estomático, especies, densidad, epidermis . ABSTRACT
The epidermal surface of the leaves has a large number of microscopic pores called stomata. The open op enin ing g of th thes ese e po pore ress is co cont ntro rolllled ed by ch chan ange gess in th the e si size ze an and d sh shap ape e of tw two o sp spec ecia ializ lized ed cells called guard cells that flank stoma stomatal tal openin opening. g. Stom Stomata ata are found on all aerial plant parts parts,, but are most abundant in the leaves. The aim of this study is to master the printing technique of stomat sto mata a and sto stomat matal al ind index ex to det determ ermine ine the dif differ ferent ent spe specie ciess of pla plants nts.. For whic which h the dir direct ect method was used that included the observation in the light microscope with the 40x objective in thr hree ee repl plic icat ates es of eac ach h sam ampl ple e su surrfa facce of leav le aves es of difffer di eren entt pl plan antt spe peccie ies. s. In each leaf impression count ntss were performed stomata and an d epi pid der erm mal cellllss at random ran dom.. Sto Stomat matal al dens density ity wer were e est estima imated ted (nu (numbe mberr of sto stomat mata), a), tab tabloid loid cel celll dens density ity (nu (numbe mber r of ta tabl bloi oids ds or ta tabu bula larr ep epid ider erma mall ce celllls) s) an and d st stom omat atal al in inde dex. x. Wi With th th the e av aver erag ages es we were re mark ma rked ed dif diffe fere renc nces es be betw twee een n lea leave vess an and d be betw twee een n th the e be beam am an and d ba back ck wi with th th the e st stat atis istitica call packag pac kage e SAS SAS.. Sig Signif nifica icant nt var variat iation ion was det detect ected ed for the dif differ ferent ent lea leaff epi epider dermal mal mor morpho phology logy vari va riab able less am amon ong g di diff ffer eren entt sp spec ecie iess of pl plan ants ts sa samp mple led. d. Mo Most st sp spec ecie iess we were re cl clas assi sifified ed as hipoest hipoestomáti omáticas cas review reviewed, ed, except for the varie varieties ties of eucaly eucalyptus ptus and bougai bougainville nvillea a that were classified by presenting anfiestomáticas stomata density in the beam and back INTRODUCCIÓN
Los estomas son poros formados por un par de célul células as guar guarda da.. Se encu encuen entr tran an en la epidermis de las partes aéreas de la mayoría de las plantas terrestres. Conven Convencio cional nalmen mente, te, un estoma estoma se acepta acepta como el poro y las dos células que lo rodean rodean
(células guardas). Un complejo estomático se refie efiere re a las las célul élulas as veci vecin nas (cél (célul ulas as subsidiarias). El estudio de los estomas es uno uno de los los cam campos pos más activ ctivos os en la fisiología vegetal y una de las razones de gran gran inter interés és se debe debe a que que los esto estoma mass intervienen en el control de dos de los más impor importa tant ntes es proc proces esos os fisi fisiol ológi ógico coss en las las
plantas: fotosíntesis y transpiración (Larqué S. A., 1990). Por muchos años los fisiólogos vegetales creyeron que diversas respuestas estomáticas eran reacciones a la concentración de CO2 en el interior de la hoja (Salisbury y Ross, 1999). Por ello el efecto de la luz se explicaba como un efecto indirecto, mediado por el decremento en la concentración de CO2, a causa de la fotosíntesis (Salisbury y Ross, 1999). Sin embargo, Thomas D. Sharkley y Klaus Raschke en 1981 demostraron que la respuesta estomática a la luz era casi directa, y solo en menor grado se debía en la concentración intercelular de CO2 (Salisbury y Ross, 1999). Usualmente los estomas se distribuyen al azar en la epidermis de las plantas (Larqué S. A., 1990). Por lo común, se ha reportado que por cada milímetro cuadrado de superficie foliar se han encontrado de 100 hasta 2230 estomas (Salisbury y Ross, 1999). Estudios recientes como los realizados por Woodward en 1987, sugieren que la densidad estomática son sensibles a la concentración de CO2, ya que hay menos estomas por unidad de área cuando se incrementa el CO 2 (Salisbury y Ross, 1999). Factores genéticos y ambientales como disponibilidad de agua, intensidad de luz, temperatura, y concentración de CO2 influyen en la distribución, frecuencia y morfología de las estomas. Debido a que todos estos factores influyen en la frecuencia, Salisbury, en 1928, introdujo el término índice estomático, que relaciona el número de estomas por unidad de área con el número de células epidérmicas por unidad de área: Índice estomático = Núm. de estomas por unidad de área / Núm. De estomas por unidad de área + Núm. De células epidérmicas por unidad de área x 100. El estudio de los estomas se puede realizar mediante dos métodos: los directos y los indirectos. Los directos incluyen las observaciones directas en las hojas en el microscopio o mediante replicas de la superficie de las hojas. Los métodos indirectos incluyen las estimaciones de la apertura de las estomas mediante porómetros de resistencia a la difusión, etcétera Larqué S. A., 1990). Por lo cual, el objetivo del presente trabajo es dominar la técnica de impresión de estomas y determinar el índice estomático en diferentes especies de plantas.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se utilizaron hojas de Bugambilia, Eucalipto, Ficus, Fresa (Fragaria vesca), Jatropha, Lima, Limón, Mandarina, Mango, Naranja, Neem ( Azadiracta indica), Pingüica y Teresita obtenidas en Culiacán, Sinaloa, las cuales fueron procesadas en el laboratorio de Calidad Poscosecha perteneciente al centro de investigación en alimentación y desarrollo CIAD, A.C., unidad Culiacán. Se colocaron tres películas delgadas de barniz para uñas con un pincel de aproximadamente 1 cm2 sobre el envés y haz de las hojas, se espero durante 15 minutos para que la película de barniz secara. Las muestras se extrajeron con trozos de cinta adhesiva transparente los cuales se adhirieron posteriormente a un portaobjetos de vidrio y se procedió a observar en un microscopio óptico (Zweiss), se enfoco con un objetivo de 40x y al localizar los estomas y células epidérmicas se tomaron fotografías con la ayuda del software IMOTIC. En cada impresión foliar se realizaron conteos de estomas y células epidérmicas al azar. Fueron estimadas la densidad estomática (número de estomas), la densidad de células tabloides (número de células epidérmicas tabloides o tabulares) e índice estomático. Con los promedios se caracterizaron diferencias entre hojas así como entre haz y envés con el paquete estadístico SAS. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Para la variable densidad estomática se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre los promedios de las hojas muestreadas (Tabla 1). De acuerdo a estos datos las especies revisadas se clasifican como hipoestomáticas (Fig. 2,4,5,6,7,8,9 y 10), a excepción de las especies de Eucalipto (Fig. 3) y Bugambilia
(Fig. 1) que presentaron características anfiestomáticas. Los promedios de densidad estomática permitieron separar dos grupos, el primero agrupando a las especies de Jatropha, Bugambilia 1 y Teresita con baja cantidad de estomas por unidad de área, y el segundo con Naranjo, Mango y Limón mexicano con mayor densidad estomática (Tabla 1). Cabe mencionar que las especies de este segundo grupo con mayor densidad estomática no presentaron los mayores índices estomáticos, por el contrario las especies de Jatropha, Lima y Teresita con una densidad estomática baja, presentaron los índices estomáticos más altos. Estos datos coinciden con lo reportado por Metcalfe y Chalk (1979) los cuales mencionan que el tamaño de estomas esta a menudo correlacionado con la densidad estomática, como que los estomas pequeños tienen una alta densidad estomática y los grandes una pequeña, sin embargo estos últimos poseen un alto índice estomático relacionado a su tamaño de estoma, sin embargo, de acuerdo a Weng y Chen (1998) la densidad estomática se relaciona positivamente con una mayor capacidad fotosintética.
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C
Fig. 3. Envés (A y B) y haz (C) de las hojas de Eucalipto, clasificadas como anfiestomáticas.
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B
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Fig. 4. Envés (A y B) y haz (C) de las hojas de Jatropha, clasificadas como hipoestomáticas.
Tabla 1. Densidad estomática, densidad de células tabloides e índice estomático. *Las medias con la misma le tra no presentan diferencias significativas de acuerdo a una prueba de Duncan con un α=0.05.
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Fig. 1. Envés (A y B) y haz (C) de las hojas de Bugambilia 1, clasificadas como anfiestomáticas.
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C
Fig. 5. Envés (A y B) y haz (C) de las hojas de Lima, clasificadas como hipoestomáticas.
Fig. 2. Envés (A y B) y haz (C) de las hojas de Bugambilia 2, clasificadas como hipoestomáticas. A
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Fig. 6. Envés (A y B) y haz (C) de las hojas de Limón mexicano, clasificadas como hipoestomáticas.
Fig. 10. Envés (A y B) y haz (C) de las hojas de Teresita, clasificadas como hipoestomáticas.
CONCLUSIÓN
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Fig. 7. Envés (A y B) y haz (C) de las hojas de Mandarina, clasificadas como hipoestomáticas.
Se comprobó que la método de impresión es una técnica sencilla que permite obtener impresiones foliares de buena calidad. Se detectó variación significativa para las diferentes variables de morfología epidérmica foliar entre las diferentes especies de plantas muestreadas. La mayoría de las especies revisadas se clasificaron como hipoestomáticas, a excepción de las variedades de Eucalipto y Bugambilia que se clasificaron en anfiestomáticas por presentar densidades estomáticas en haz y envés. REFERENCIAS
LARQUÉ, S. A. 1990. El agua en las plantas: manual de prácticas de fisiología vegetal. Editorial Trillas S.A. de C.V. México. Pp 62-63.
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Fig. 8. Envés (A y B) y haz (C) de las hojas de Mango, clasificadas como hipoestomáticas.
METCALFE, C.R.; CHALK, L. 1976. Anatomy of the Dicotyledons. Vol. 1. 2nd edition Clarendon Press. Oxford. P. 102. SALISBURY, F.; ROSS, C. 1999. Fisiología vegetal. Editorial Iberoamérica. México. Pp 77-86. WENG, J.H. and C.Y. CHEN. 1998. Stomatal frequency associated with an sterase band in rice genotypes .http://probe.nalusda.gov:800 0/otherdocs/rgn/rgn5/V5IV26.html
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Fig. 9. Envés (A y B) y haz (C) de las hojas de Naranja, clasificadas como hipoestomáticas.
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