universidad autÓnoma...

I

DIVISIÓN DE CIENCIAS FORESTALES

ESTUDIO CARIOLÓGICO DE Pinus teocote SCHIEDE EX SCHLECHTENDAL & CHAMISSO.

Tesis Profesional

Que como requisito parcial

Para obtener el Titulo de:

Ingeniero Forestal

Presenta:

CESAR EMMANUEL BARRERA RAMÍREZ

Chapingo, Texcoco, Edo. de México. Enero de 2011

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO

II

La presente tesis titulada “Estudio cariológico de Pinus teocote Schiede ex Schlechtendal & Chamisso” fue realizada por el C. Cesar Emmanuel Barrera Ramírez, bajo la dirección del Dr. José Guadalupe Álvarez Moctezuma; ha sido asesorada, revisada y aprobada por el siguiente Comité Revisor y Jurado Examinador, como requisito parcial para obtener el título de:

INGENIERO FORESTAL

PRESIDENTE ___________________________________________

DR. JOSÉ GUADALUPE ÁLVAREZ MOCTEZUMA

SECRETARIO ___________________________________________

DRA. GEORGINA FLORES ESCOBAR

VOCAL ___________________________________________

M. C. ÁNGEL LEYVA OVALLE

SUPLENTE ___________________________________________

M.C. SILVIA EDITH GARCÍA DÍAZ

SUPLENTE ___________________________________________

M. C. RODOLFO CAMPOS BOLAÑOS

III

ÍNDICE GENERAL

Contenido Pág.

ÍNDICE DE CUADROS .................................................................................................. IV

ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................... IV

RESUMEN ...................................................................................................................... V

SUMMARY ..................................................................................................................... VI

1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 1

2. OBJETIVOS ............................................................................................................. 2

General .................................................................................................................. 2

Particular ............................................................................................................... 2

3. REVISIÓN DE LITERATURA ................................................................................... 3

3.1 Descripción de la especie .................................................................................. 3

3.1.1 Taxonomía ...................................................................................................... 3

3.1.2 Descripción botánica ....................................................................................... 4

3.1.3 Importancia ..................................................................................................... 6

3.1.4 Distribución natural ......................................................................................... 7

3.1.5 Marco ecológico .............................................................................................. 8

3.1.6 Cromosomas .................................................................................................. 8

3.1.7 Cromosomas somáticos ................................................................................ 10

3.1.8 Cromosomas homólogos .............................................................................. 10

3.1.9 Cariotipo e Idiograma ................................................................................... 10

3.1.10 Estudios cariológicos .................................................................................. 11

4. MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................. 13

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN............................................................................... 16

5.1 Número cromosómico .......................................................................................... 16

5.2 Longitud de brazos .............................................................................................. 17

5.3 Idiograma ............................................................................................................. 17

5.4 Complemento haploide ........................................................................................ 17

5.5 Índice de asimetría intracromosomal ................................................................... 17

5.6 Índice centromérico ............................................................................................. 17

5.7 Relación L/C ........................................................................................................ 18

6. CONCLUSIONES .................................................................................................. 19

7. RECOMENDACIONES .......................................................................................... 19

8. LITERATURA CITADA ........................................................................................... 20

9. ANEXOS ................................................................................................................ 22

IV

ÍNDICE DE CUADROS

Contenido Pág.

Cuadro 1. Parámetros morfométricos del cariotipo de P. teocote. --------------------------- 18

Cuadro 2. Longitud de brazos (media aritmética ± desviación estándar) en cromosomas

de célula 1 en P. teocote. ------------------------------------------------------------------------------- 23









ÍNDICE DE FIGURAS

Contenido Pág.

Fig. 1. Cromosomas somáticos de Pinus teocote. A: Microfotografía original,

B: Microfotografía editada. ------------------------------------------------------------------------------ 16

Fig. 2. Cromosomas somáticos digitalizados de Pinus teocote. ------------------------------ 16

Fig. 3. Idiograma de célula 1, en Pinus teocote. -------------------------------------------------- 23





V

RESUMEN

El objetivo de esta investigación fue realizar un análisis cariológico de la especie Pinus

teocote Schiede ex Schlechtendal & Chamisso. Se analizaron yemas apicales en

crecimiento, las cuales recibieron un pretratamiento sumergiéndolas en una solución

saturada de paradiclorobenceno y posteriormente fueron fijadas en solución Carnoy. Se

empleó acetocarmín, para la tinción de cromosomas, y ácido acético para elaborar las

preparaciones, con la técnica de aplastado (Squash). El estudio cromosómico se

efectuó empleando un microscopio compuesto con aumentos de 600X y 1500X,

mediante la observación de células en metafase. El análisis cromosómico demostró

que Pinus teocote tiene un número cromosómico básico de 2n=2x=24, tal resultado

coincide con lo mencionado por varios autores sobre estudios cromosómicos de otras

especies del género Pinus. Se obtuvieron además datos como el complemento

haploide de 17.14 μm, el índice de asimetría intracromosomal (A1) 0.89 μm, estos

datos, exhiben valores intermedios entre las especies estudiadas de su género, Pinus

greggii (González, 2008) y Pinus chiapensis (Domínguez, 2010) los únicos hasta ahora,

por lo tanto la comparación es limitada. El estudio cariológico reveló que esta especie

presentó 6 cromosomas metacéntricos, 14 submetacéntricos y 4 acrocéntricos

(6m+14sm+4ac).

Palabras clave: cariológico, pino, yema, squash, análisis cromosómico.

VI

SUMMARY

The objective of this research was making a karyological analysis of Pinus teocote

Schiede ex Schlechtendal & Chamisso. Apical buds growing was analyzed, which

received a pretreated by dipping in a saturated solution of paradichlorobenzene, and

then which was set at Carnoy solution. Carmin-acetic was used to stained and acetic

acid to elaborate the preparations, with the technique of Squash. The chromosomal

study was performed using a compound microscope with magnifying of 600X and

1500X, by the observation of those mitotic cells during metaphase. The chromosomal

analysis showed that Pinus teocote has a number of basic 2n = 24 = 2x, this argument

is true according to several authors on chromosomal studies of other species of the

Pinus genus. It also obtained data like the supplement haploid 19.85 μm, the index of

asymmetry intracromosomal (A1) 0.17 μm, this data, showed values intermediate for the

species studied of this genus, Pinus greggii (González, 2008) and Pinus chiapensis

(Domínguez, 2010) the only ones till today. The karyological study revealed that this

specie presented 6 metacentric chromosomes, 14 submetacentric, 4 acrocentric.

(6m+14sm+4ac).

Keywords: karyological, pine, bud, squash, chromosomal analysis.

1

1. INTRODUCCIÓN

México es un país donde las coníferas tienen mayor importancia en los bosques de

clima templado y frío (Cruz, 2004). Dentro de las coníferas, la familia que tiene mayor

distribución en el país es la de las pináceas por ello son de gran importancia en la Flora

Mexicana, tanto por su abundancia como por su interés económico.

Pinus teocote Schiede ex Schlechtendal & Chamisso es una especie que se distribuye

en 24 estados de la República Mexicana. Su distribución más importante se encuentra

en el centro del país. Debido a su amplia distribución la especie presenta muchas

variaciones en algunas características morfológicas como sus hojas y conos (Cruz,

2004).

En México los estudios e investigaciones se centran en el desarrollo de técnicas

silvícolas para la conservación y restauración, que tiendan a definir métodos para un

aprovechamiento sustentable, y así conservar el recurso forestal. Pero se deja de lado

los aspectos relacionados con la extinción de genes y pérdida de combinaciones de

genes, la reducción de la variabilidad genética dentro de las poblaciones, los estudios

cromosómicos, de hibridación e introgresión, y de mejoramiento genético, aspectos

citogenéticos que pueden contribuir a atacar el problema de la pérdida del recurso

forestal pero desde otro ángulo.

A pesar de la gran importancia que tienen las pináceas en el país los estudios

citogenéticos, especialmente el análisis cromosómico en los árboles, son escasos y

para algunas especies inexistentes. Por ello es fundamental realizar estudios

cromosómicos para especies tan importantes por su gran distribución en el país, como

Pinus teocote Schiede ex Schlechtendal & Chamisso.

El presente trabajo forma parte de una serie de estudios cariológicos de las coníferas

de mayor importancia de los bosques de clima templado y frío de México. Autores

como Cid (1965) realizó un estudio cariológico para Pinus montezumae y Pinus patula.

2

González (2008) lo realizó para Pinus greggii, Domínguez (2010) para Pinus

chiapensis. Además García (1990) enlista una serie de pinos a los que se estudió el

número cromosómico como: Pinus caribaea, P. radiata, P. maximartinezii,

P. cembroides, P. pseudostrobus, P. monophylla, P. oocarpa, P. ayacahuite,

P. leiophylla, P. lumholtzii, P. michoacana, P. jeffreyi, P. ponderosa, P. arizonica,

P. engelmanii, P. durangensis, P. hartwegii (García, 1990).

Los análisis cariológicos permiten determinar la diversidad taxonómica de la flora,

revelar sus centros de origen, rastrear sus respectivas trayectorias de migración y

pronosticar el comportamiento de las especie (Probatova, 1998); también saber cómo

prevenir y controlar una posible extinción de dicha especie.

2. OBJETIVOS

General

Estudiar el cariotipo de Pinus teocote Schiede ex Schlechtendal & Chamisso.

Particular

Determinar el número cromosómico.

Determinar la fórmula cromosómica.

Determinar la longitud de los brazos de los cromosomas.

Determinar el idiograma.

Determinar el complemento haploide.

Determinar el índice de asimetría intracromosomal.

3

Determinar el índice centromérico.

Determinar la relación L/C (brazo largo/ brazo corto).

3. REVISIÓN DE LITERATURA

3.1 Descripción de la especie

3.1.1 Taxonomía

Este pino se encuentra distribuido ampliamente en casi todo el país, trayendo como

consecuencia una gran variabilidad tanto en sus conos como en sus hojas. Martínez

(1948) menciona que algunas formas del Sur tienen semejanza con Pinus lawsonii y

algunas del Norte con Pinus arizonica.

Perry (1991), lo clasifica de la siguiente manera:

Reino: Plantae

División: Spermatophyta

Subdivisión: Gymnospermae

Orden: Coniferales

Familia: Pinaceae

Género: Pinus

Subgénero: Diploxilon (Pinos duros)

Sección: Teocote

Especie: Pinus teocote Schl. et Cham.

4

Actualmente el nombre taxonómicamente correcto de la especie es Pinus teocote

Schiede ex Schlechtendal& Chamisso, por que el autor de la colecta fue Schiede, como

lo menciona Farjon y Styles (1997).

3.1.2 Descripción botánica

Árbol

La mayoría de los autores coincide con Martínez (1948), en que la altura va de 10 a 20

metros, aunque varía entre 8 a 25 m. y lo describen de tamaño medio.

Fuste

Farjon, Pérez de la Rosa y Styles (1997) mencionan que el tronco es recto y a veces

bifurcado y con un diámetro promedio de 75 centímetros. Esta especie ocasionalmente

emite retoños que lo asemejan al Pinus leiophylla (Martínez,1948).

Copa

La copa es amplia, redondeada e irregular (Martínez, 1948).

Perry (1991) menciona que cuando el árbol es joven, el follaje es denso por lo que

adopta una forma piramidal y cuando es maduro la copa es de forma redonda.

Corteza

Martínez (1948) la describe como de color grisáceo, por fuera y un poco anaranjado y

amarillento por dentro, delgada al principio y después áspera y rugosa, dividida en

grandes placas longitudinales.

Hojas

Martínez (1948), las describe en grupos de tres, por rareza dos o cuatro en algunos

fascículos, por lo general de 10 a 15 cm, fuertes y tiesas, anchas hasta cerca de dos

5

milímetros por excepción delgadas, de bordes aserrados, con dientecillos pequeños y

próximos; su color es verde brillante, comúnmente con tinte amarillento, con estomas

en las tres caras. Sus haces vasculares son dos, muy pocos separados, bien distintos y

rodeados de numerosas células de refuerzo; sus canales resiníferos son medios (por

excepción con uno interno) y en número que varía de dos a siete. Esta especie es muy

variable según el terreno, la altitud y otras condiciones del medio (Martínez, 1948).

Vainas

Las vainas son persistentes, de cinco a ocho milímetros en los fascículos adultos y de

diez a quince en los jóvenes, escamosas y de color castaño obscuro (Martínez, 1948).

Brotes epicórmicos

El brote epicórmico adventicio se presenta a menudo en esta especie, creciendo

alrededor del tronco (Martínez, 1948).

Ramas y ramillas

Farjon y Styles (1997) describen las ramas como de primer orden y las de orden

superior. Las de primer orden son delgadas, extendidas horizontalmente o torcidas de

abajo; las ramas de orden superior son delgadas, flexibles, ligeramente colgantes que

forman una copa abierta o densa con una forma piramidal o redondeada.

Conos

Los conos son ovoides u ovoide cónicos, rara vez subcilíndricos, de 4 hasta 7

centímetros de largo; simétricos o casi simétricos, comúnmente reflejados, en cortos

pedúnculos de 5 a 8 mm, pero a veces de 10 a 12 y en ocasiones subsésiles o sésiles.

Se encuentran por pares, pero a veces solitarios o en grupos de tres o cuatro; por lo

general son pronto caedizos; de color moreno algo lustroso, a veces con tinte ocre o

rojizo. Las escamas del cono son pequeñas, de 15 a 20 mm de largo por 8 a 10 de

6

ancho con apófisis aplanadas o ligeramente protuberantes, carinadas, con espinita

corta y comúnmente caediza (Martínez, 1948).

Semillas

Ovadas, ligeramente aplanadas de 3 a 5 mm de color gris a café obscuro, con el ala

articulada que detiene a la semilla con dos pequeñas uñas, de forma oblicua a ovado-

oblongo, de 12 a 18 x 6 a 8 mm, translúcida de color amarillento con un tinte oscuro

(Farjon y Styles, 1997).

Las semillas de Pinus teocote son las más pequeñas entre las especies mexicanas de

pinos y su tamaño oscila entre los 3 y 4 mm de largo, negruzca, con ala de unos 15 mm

x 5 mm (Martínez, 1948)

Madera

La madera es fuerte, dura, muy resinosa. La albura de color amarillo muy pálido y

duramen ligeramente más obscuro (Perry, 1991)

3.1.3 Importancia

La importancia de esta especie radica en gran medida en su distribución, ya que es en

casi todo el país. Por otro lado no se han hecho estudios en cuanto a su importancia

urbana, social o ecológica (Cruz, 2004).

Importancia económica

Tanto la madera como la trementina de este pino otorgan igual importancia a la

especie. Su madera de textura fina y de buena calidad se usa para aserrío, celulosa,

papel, cajas de empaque, pilotes para minas, durmientes y construcciones (Villaseñor

et al., 1962 citado por Cruz, 2004). También es usual en carbón, postes, morillos y

muebles del hogar.

7

Es una especie con resina de buena calidad, produce bastante y ha cobrado

importancia en la industria resinera. De su trementina se obtienen estimulantes

balsámicos medicinales. Se le ha estado usando en tableros contrachapados como

centros de triplay y tableros de partículas, así como muebles moldeados (Villaseñor et

al., 1962 citado por Cruz, 2004).

Se recomienda ampliamente en reforestaciones comerciales y posiblemente como

ornamental sea apreciado.

Importancia ecológica

Zamora Martínez (1994) menciona que Pinus teocote es una de las especies que

coexiste con mayor frecuencia con el hongo blanco de ocote.

El tipo de vegetación en donde se desarrolla el hongo blanco de ocote corresponde a

bosques de pino-encino y encino-pino, estos últimos son los más frecuentes,

constituidos por Pinus teocote, Quercus laurina, Q. rugosa, Q. crasifolia y Quercus sp.;

también coexiste con Pinus rudis, P. leiophylla y P. patula. Las fructificaciones del

hongo blanco de ocote crecen siempre asociadas a las especies de Pinus antes

mencionadas, con quienes establecen una relación de ayuda mutua, conocida como

micorriza, la cual es determinante para el crecimiento tanto del hongo como del árbol.

3.1.4 Distribución natural

Pinus teocote es una de las especies ampliamente distribuidas en la República

Mexicana, más abundante en la parte central. Abarca desde el sur de Chihuahua, hacia

el sur de México, pasando por la Sierra Madre Occidental llegando hasta Chiapas. En

la Sierra Madre Oriental abarca desde el sur de Coahuila y Nuevo León, hacia Hidalgo,

México y Puebla (Perry, 1991).

Los lugares en donde se ha reportado o colectado la especie son numerosos y abarcan

24 estados: Aguascalientes, Coahuila, Chiapas, Chihuahua, Distrito Federal, Durango,

Guanajuato, Guerrero, Hidalgo, Jalisco, México, Michoacán, Morelos, Nayarit, Nuevo

8

León, Oaxaca, Puebla, Querétaro, San Luis Potosí, Sinaloa, Tamaulipas, Tlaxcala,

Veracruz y Zacatecas (Farjon y Styles, 1997).

3.1.5 Marco ecológico

Según Farjon y Styles (1997), Pinus teocote se presenta en varios hábitats, la mayoría

en bosques bastante abiertos o en bosques en asociación con Quercus spp. en sitios

relativamente secos con suelos poco profundos. Aunque en Chiapas, crece en un

bosque de hoja ancha, dominado por Liquidambar y Styrax.

Pinus teocote se encuentra asociado con un sinnúmero de especies del género Pinus y

Quercus; sus asociados principales en la Región Central son Pinus montezumae, P.

ayacahuite, P. leiophylla, P. pseudostrobus, P. douglasiana, P. herrerai y P. lawsonii,

además de Abies, Alnus y Quercus. Las asociaciones del Sureste son más numerosas

con otras latifoliadas y coníferas del estado de Chiapas, como Abies guatemalensis,

Pinus tenuifolia y Pinus oocarpa variedad ochoterenai.

Según Perry (1991), Pinus teocote crece sobre un amplio rango de condiciones por lo

que es difícil citar un hábitat típico de la especie. Su rango altitudinal se encuentra entre

1 000 a 3 000 msnm. En la parte Sur de su distribución, generalmente crece en lugares

gravosos o pedregosos y secos, por lo que su desarrollo es más pobre. En la parte

Norte que abarca Durango y en Nuevo León, existen grupos de árboles con una muy

buena forma, ya que normalmente crecen en condiciones de humedad y drenaje que

son excelentes. En las partes más altas ocurren heladas y nevadas en los meses de

invierno sin embargo, esta especie soporta muy bajas temperaturas.

3.1.6 Cromosomas

Todas las células vivas, están constituidas por membrana, citoplasma y núcleo. Desde

el punto de vista genético, el núcleo es de especial interés, ya que contiene a los

9

cromosomas, que son los portadores de la información genética y los encargados de

transmitir esta información a las otras células.

El cromosoma es una larga estructura filiforme compuesta, químicamente, por ácido

desoxirribonucleico (ADN), que es la fuente de información genética, y una cubierta de

proteínas (Zobel y Talbert, 1988).

Una característica importante de los cromosomas es su región especializada en la cual

parecen estar concentradas sus reacciones, llamada centrómero. Las porciones de los

cromosomas a cada lado del centrómero se llaman brazos. Estos son iguales o

desiguales en longitud dependiendo de la posición del centrómero. (Sharp, 1943).

Pueden ser: a) acrocéntrico, que tienen uno de sus brazos muy pequeño; b)

submetacéntricos que tienen brazos desiguales y la mayoría de las veces en forma de

“L” o “J”; c) metacéntricos, cromosomas que tienen ambos brazos iguales o casi iguales

muchas veces en forma de “V” (Robertis, 1960); d) telocéntricos, es decir, aquellos con

centrómero terminal, estos últimos han sido observados en animales pero parecen ser

muy raros en plantas (Sharp, 1943).

En metafase y especialmente en anafase los cromosomas tienden a curvearse en el

centrómero (Sharp, 1943).

Tienen la facultad de teñirse debido a la cromatina. La afinidad de la cromatina por los

colorantes básicos es debida al ácido timonucleico que, por sus radicales del ácido

fosfórico, le comunica sus propiedades ácidas (Font, 1970).

De los cromosomas depende el desarrollo, crecimiento, evolución y los fenómenos

hereditarios permiten diferenciar a distintos grupos taxonómicos y también establecer

relaciones filogenéticas y evolutivas (García, 1990).

10

3.1.7 Cromosomas somáticos

La morfología general de los cromosomas somáticos se pone de manifiesto mejor en la

metafase y anafase de la mitosis. Los cromosomas pueden diferir mucho de tamaño en

diferentes organismos y tejidos y, en algún grado, en plantas que crecen en soluciones

nutritivas distintas. La fijación a menudo afecta su tamaño. Casi todos los cromosomas

en anafase tienen una longitud entre 1 y 20 micras. Los anfibios y plantas liliáceas

presentan los cromosomas con mayor longitud (Sharp, 1943).

La longitud individual de los cromosomas metafásicos puede variar desde menos de

una micra hasta más de 30. Sin embargo los tamaños más frecuentes son de 3 a 5 μm.

(Swanson et al, 1968 citado por García, 1990).

3.1.8 Cromosomas homólogos

Tienen un origen elemental común y afectan el mismo grupo de reacciones en la vida

del organismo. Como una regla general, los cromosomas del complemento en una

célula somática, pueden ocupar cualquier posición relativa en el núcleo o en la figura

mitótica, prescindiendo de sus homologías (Sharp, 1943).

3.1.9 Cariotipo e Idiograma

Las características morfológicas de los cromosomas son constantes a través de las

innumerables generaciones celulares y cada especie puede quedar perfectamente

caracterizada mediante su cariotipo; siendo éste la representación de la formula

cromosómica (Williams, 1963).

Las características del cariotipo son constantes para las especies y pueden utilizarse,

al igual que la morfología externa, para su clasificación taxonómica (García, 1990).

11

Idiograma: cada cromosoma es representado por una línea o barra en la que se indica

la posición relativa del centrómero, la localización del satélite y otras marcas citológicas

(si existen).

3.1.10 Estudios cariológicos

Menciona Cid (1965) que se han realizado varios trabajos de análisis del cariotipo

durante la mitosis, y sobre todo se han establecido los números cromosómicos,

describiéndose en algunos casos la morfología cromosómica y los idiogramas

correspondientes, pero la inmensa mayoría realizado fuera de este país.

Se han realizado diferentes estudios cariológicos en diferentes especies de plantas y

animales principalmente a la flora Europea y en animales marinos. Se han utilizado los

estudios de números cromosómicos de las especies para indagar en los problemas

taxonómicos de las mismas (Probatova, 1998).

Cid (1965) en su revisión bibliográfica encontró datos como los de Sax y Sax (1933)

que reportan los números cromosómicos 2n=24 en 14 especies de pino, ninguna

mexicana. También encontró a autores como Mehra y Khoshoo (1956) donde llevan a

cabo un estudio citológico determinando la morfología y el número cromosómico en

varias especies: Pinus canariensis, P. caribaea, P. gerardiana, P. pinaster, P. khasya y

P. roxburghii por mencionar algunas, tampoco se encuentran especies mexicanas. En

ellos se observa que el número cromosómico en este género es muy estable.

Cid (1965) realizó un estudio cariólogico de Pinus montezumae y Pinus patula. En

2006, Ramos realizó un análisis cariológico de Quercus tomentella encontrando que el

número cromosómico somático es 2n= 24. Hernández (2006) lo realizó para Quercus

laurina obteniendo el mismo resultado.

González (2008) realizó un estudio cariológico de Pinus greggii Engelm. encontrando

que el número cromosómico básico es de 2n=2x=24, de los cuales hay seis

12

cromosomas metacéntricos, once submetacéntricos y siete acrocéntricos. Domínguez

(2010) de igual manera encuentra el mismo número cromosómico básico, en un

análisis cariológico en P. chiapensis en el cual se obtuvo una formula cariológica de

diez cromosomas metacéntricos, doce submetacéntricos y dos acrocéntricos

Las especies de árboles difieren ampliamente en el número de cromosomas presentes

en sus núcleos. Por ejemplo, todos los miembros normales del género Pinus tienen 24

cromosomas, mientras que la secuoia (Sequoia sempervirens) tiene el número

excepcional de 66 cromosomas en sus células vegetativas (Zobel y Talbert, 1988).

Cruz (2004) en un estudio sobre el estado del conocimiento de P. teocote menciona

que estudios sobre variación natural, estudios cromosómicos, hibridación e

introgresión, propagación vegetativa y mejoramiento genético para esta especie son

inexistentes; señala también que en aspectos de Genética solo existen algunos

estudios sobre ensayos de procedencias con semillas del estado de Veracruz.

13

4. MATERIALES Y MÉTODOS

Los materiales utilizados fueron:

Aguja de disección

Cajas petri

Cubreobjetos

Navajas

Portaobjetos

Acetocarmín

Ácido acético glacial

Acido clorhídrico

Agua destilada

Alcohol etílico absoluto

Cloroformo

Paradiclorobenceno

Lámpara de alcohol

Microscopio estereoscópico

Microscopio de campo claro

Mortero con pistilo

Vasos de precipitados

Papel absorbente

Pinzas

Guantes

Tapa bocas

Plántulas de Pinus teocote

Para realizar el estudio cariológico se utilizaron plántulas de Pinus teocote Schiede ex

Schlechtendal & Chamisso provenientes del vivero de la Universidad Autónoma del

Estado de Hidalgo, ubicada en Tulancingo, Hidalgo.

El análisis cariológico se llevó a cabo en el Laboratorio de Genética Forestal de la

División de Ciencias Forestales, de la Universidad Autónoma Chapingo.

Para obtener las muestras y realizar el análisis citológico de los cromosomas

somáticos, se utilizaron yemas que presentaban buen vigor, de 8 diferentes plántulas.

Se utilizaron las yemas debido a que tienen alta actividad mitótica por tener tejido

somático en crecimiento activo (García, 1977).

Las yemas recibieron un pretratamiento, el cual consistió en sumergirlas en una

solución saturada de paradiclorobenceno durante 2 horas, para incrementar la

14

frecuencia de células en división mitótica y acortar los cromosomas facilitando su

estudio.

Concluido este tratamiento, se depositaron las yemas en un frasco con fijador Carnoy

con cloroformo 6:1:3 (v:v:v) de alcohol etílico absoluto, ácido acético glacial y

cloroformo (García, 1977), por un periodo de 15 minutos. Los fijadores “matan” a los

tejidos preservando ciertas estructuras con un mínimo de alteraciones, facilitando las

observaciones sobre morfología, número y/o asociación de cromosomas (García,

1977).

En seguida se colocó la yema en una caja de petri y utilizando el microscopio de campo

claro, se realizó el aislamiento del meristemo, con extremo cuidado se eliminaron las

acículas con una navaja hasta llegar a éste.

Posteriormente se realizó la hidrólisis, colocando el meristemo en un portaobjetos. Se

le agregó una gota de Acido clorhídrico (HCl 5N) y se dejó ahí por 8 minutos a

temperatura ambiente.

Después se utilizó papel absorbente para eliminar el acido clorhídrico y se lavó,

agregando una gota de agua destilada y secando nuevamente. El lavado se realizó 2

veces.

Para la tinción de los cromosomas, a fin de que sean más visibles en el microscopio, se

colocó una gota de acetocarmín sobre el meristemo y se pasó por fuego directo en la

lámpara de alcohol al 70%, evitando la ebullición para impedir la carbonización del

meristemo.

Una vez que secó el acetocarmín se retiró de la lámpara de alcohol y se le agregó una

gota de ácido acético al 45%, se colocó un cubreobjetos sobre la muestra y sobre una

superficie dura y lisa se realizó el aplastamiento (Squash), que consistió en ejercer

presión sobre la muestra, con la goma de un lápiz. Esto permite separar las células

15

individualmente, de manera que estás se puedan separar sin ser dañadas y facilitar la

clara observación de cromosomas (García, 1977).

Las preparaciones se observaron en el microscopio compuesto utilizando aumentos

600X y 1500X para ubicar células en metafase, tomarle fotografías para realizar el

conteo cromosómico y hacer las mediciones necesarias. Se realizaron en total 24

muestras de 8 diferentes plantas. Las fotografías fueron tomadas con una cámara

Canon de 7.1 megapíxeles.

Se evaluaron las fotografías a fin de elegir las mejores 5, y realizar el conteo de los

cromosomas, en diferentes células. Las fotografías se editaron en el programa Adobe

Photoshop para tener una mejor visualización de los cromosomas y digitalizarlos.

Posteriormente se utilizó el programa AutoCad 2000 para realizar las mediciones

necesarias y después procesar esos datos en hojas de cálculo del paquete Excel. Las

mediciones se realizaron en 5 diferentes células para obtener así resultados más

exactos y confiables. Se determinó la longitud de brazos, complemento haploide, índice

centromérico y el índice de asimetría intracromosomal. Para este último se utilizó la

siguiente formula (Romero, 1986):

Donde: A1 = Índice de asimetría intracromosomal, se extiende de cero a uno.

bi = Longitud media para brazos cortos en cada par de cromosoma homólogo o grupo.

Bi = Longitud media para brazos largos en cada par de cromosoma homólogo o grupo.

n = Número de pares de cromosomas homólogos.

16

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

5.1 Número cromosómico

Se encontró que para Pinus teocote Schiede ex Schlechtendal & Chamisso el número

cromosómico somático es de 2n=24, (Fig. 1 y 2), observado en metafase mitótica.

Además, dicho resultado confirmó que el número cromosómico básico para este

género es x=12, esto concuerda con Sax y Sax (1933), Mehra y Khoshoo (1956), Cid

(1965), González (2008), Domínguez (2010).

A B

Cromosoma Fig. 1. Cromosomas somáticos de Pinus teocote. A: Microfotografía original, B: Microfotografía editada.

Fig. 2. Cromosomas somáticos digitalizados de Pinus teocote.

17

5.2 Longitud de brazos

Los cromosomas de P. teocote tuvieron una longitud que varió en un rango de 0.73 μm

a 2.93 μm. Mientras que para P. greggii varió de 0.36 μm a 1.43 μm (González, 2008)

y para P. chiapensis varió de 0.92 μm a 2.36 μm (Domínguez, 2010). Por lo tanto, P.

teocote exhibe un rango de longitud cromosómica intermedia entre las especies de su

género. La longitud del brazo corto de P. teocote se encuentra entre 0.34 y 1.37; para

el brazo largo la longitud osciló entre 0.38 y 1.56 μm.

5.3 Idiograma

A partir de las longitudes de los brazos de los cromosomas se graficó el Idiograma de

P. teocote. Como las mediciones se realizaron en 5 células diferentes, se desarrolló un

Idiograma para cada una (ver anexos) y a partir de los ideogramas, se generó la

fórmula cariológica.

5.4 Complemento haploide

Se obtuvo un valor de 17.85 μm para el complemento haploide de P. teocote (Cuadro

1). González (2008), reporta para P. greggii una longitud de 17.14 μm; y Domínguez

(2010) obtiene un valor de 19.85 μm para P. chiapensis. Los estudios cariológicos del

género Pinus realizados antes de los mencionados, no calculaban mas parámetros,

solo proporcionaban el número cromosómico.

5.5 Índice de asimetría intracromosomal

Para P. teocote se obtuvo un índice de asimetría intracromosomal (A1) de 0.15 μm

(Cuadro 1). Los valores de A1, para esta especie, osciló entre de 0.13 μm a 0.17 μm.

En los estudios realizados anteriormente se encontró que para P. greggii González

(2008) se obtuvo un A1 de 0.89 μm; y 0.17 μm para P. chiapensis (Domínguez, 2010).

5.6 Índice centromérico

El índice centromérico (IC) calculado para P. teocote fue de 45.86 (± 0.38) μm (Cuadro

1). Lo cual indica que el valor del IC se encuentra dentro del rango de 45.48 a 46.24,

para esta especie. Este dato solo lo podemos comparar con Domínguez (2010), ya que

18

ha sido el único calculado hasta ahora para alguna especie del género Pinus, y obtuvo

un valor de 44.93 (± 0.30) μm para P. chiapensis.

5.7 Relación L/C

La relación entre el brazo largo y el brazo corto (L/C), en los cromosomas, para

P. teocote es de 1.20 μm (Cuadro 1), los valores para esta especie están dentro del

rango que va de 1.18 a 1.22 μm . Domínguez (2010) encontró que para P. chiapensis

es de 1.25 μm (± 0.02).

Cuadro 1. Parámetros morfométricos del cariotipo de P. teocote. (media aritmética ± desviación estándar).

Complemento haploide (μm)

A1 (μm) IC (μm) (L/C) (μm)

17.85 μm (± 4.13) 0.15 (± 0.02) 45.86 (± 0.38) 1.20 (± 0.02)

19

6. CONCLUSIONES

Este análisis cariológico indica que P. teocote es una especie diploide, con número

básico de x=12, un complemento haploide de 17.85 μm., un índice de asimetría

intracromosomal de 0.15 μm., un índice centromérico de 45.86 μm., y un cariotipo de 6

cromosomas metacéntricos, 14 submetacéntricos y 4 acrocéntricos. (6m+14sm+4ac).

Realizar estudios cariológicos es de suma importancia para ayudar a llevar a cabo un

análisis taxonómico completo y aclara ciertas discrepancias sobre alguna especie; por

ejemplo en los últimos 50 años se ha tenido controversia sobre Pinus teocote ya que se

le adjudicaban 2 formas la forma macrocarpa y la forma quiquefoliata, hoy en día se

concluye que esta especie no tiene variedades ni formas, sin embargo no se habían

realizado análisis cariológicos sobre la especie. El realizar estudios cariológicos de

ejemplares de varios estados del país podría terminar de aclarar la situación de esta

especie. De esta manera se podría ver el número y morfología de los cromosomas para

el estudio de parentesco o verificar si existe algún tipo de variación genética o

citogenética que examine su papel en la distribución y evolución de la especie.

7. RECOMENDACIONES

Realizar el estudio cariológico para ejemplares del norte y sur del país, ya que autores

como Martínez (1948) mencionan que arboles del sur tienen semejanza con Pinus

lawsonii y algunas del norte con Pinus arizonica.

Buscar otros métodos más efectivos y exactos para la observación de cromosomas,

como podría ser el uso de microscopios de barrido (microscopios electrónicos).

Realizar estudios más precisos y específicos, como el bandeo cromosómico para

reafirmar los resultados de esta investigación.

20

8. LITERATURA CITADA

CID, V., R. 1965. Estudio cariológico en Pinus montezumae Lamb y Pinus patula

Schl. Et Cham. Tesis de Licenciatura. Universidad Nacional Autónoma de

México. Facultad de Ciencias. 23 p.

CRUZ, J., J. 2004. Estado del conocimiento de Pinus teocote Schiede ex

Schlechtendal & Chamisso. Tesis de Licenciatura. División de Ciencias

Forestales. Universidad Autónoma Chapingo. 327 p.

DOMÍNGUEZ, S., A. 2010. Estudio cariológico de Pinus chiapensis (Martínez)

Andresen. Tesis de Licenciatura. División de Ciencias Forestales. Universidad

Autónoma Chapingo. 25 p.

FARJON, A.; STYLES, B. T. 1997. Pinus. Flora Neotropica. Monograph 75. The New

York Botanical Garden. New York, U.S.A. pp. 180-184.

FONT, Q. P. 1970. Diccionario de Botánica. Editorial Labor. España. 1244 p.

GARCÍA, V., A. 1977. Manual de Técnicas de Citogenética. Colegio de

Postgraduados. México. 118 p.

GARCÍA, V., A. 1990. Técnicas y Procedimientos de Citogenética Vegetal. Colegio

de Postgraduados. 3era edición. México. 143 p.

GONZÁLEZ, G., C. 2008. Estudio Cariológico de Pinus greggii Engelm. Tesis de

Licenciatura. División de Ciencias Forestales. Universidad Autónoma Chapingo.

22 p.

HERNÁNDEZ, S., M. 1984. Manual de Laboratorio: Citología y Citogenética.

Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro. Saltillo, Coahuila, México. 92 p.

21

HERNÁNDEZ, V., C. 2006. Estudio Cariológico de Quercus laurina Humb. & Bonpl.

Tesis de Licenciatura. División de Ciencias Forestales. Universidad Autónoma

Chapingo. 12 p.

MARTÍNEZ, M. 1948. Los Pinos Mexicanos. 2da edición. Ediciones Botas. México.

361 p.

PERRY, J. P. Jr. 1991. The Pines of Mexico and Central America. Timber Press.

Portland, Oregon. USA. 231 p.

PROBATOVA, N. Institute of Biology and Soil Science, F. E. Branch, Russian Academy

of Sciences. http://www.fegi.ru/prim/plant/flora14.htm (02-12-10)

RAMOS, M., A. 2006. Estudio Cariológico de Quercus tomentella. Tesis de TSU.

Universidad Tecnológica de Tecámac. DICIFO-UACH. 52 p.

ROBERTIS, E.,D. 1960. Citología General. Librería El ateneo.4ta ed.604 p.

SHARP, L. 1943. Fundamentals of cytology. McGraw-Hill. 1st ed. New York. USA.

326 p.

WILLIAMS, W. 1963. Principios de Genética y Mejora de Plantas. Editorial Acribia

Zaragoza. España. 527 p.

ZOBEL, B. Y TALBERT, J. 1988. Técnicas de Mejoramiento Genético de Árboles

Forestales. Editorial Limusa. México, D.F. 545 p.

22

9. ANEXOS

23

Cuadro 2. Longitud de brazos (media aritmética ± desviación estándar) en cromosomas de célula 1 en P. teocote.

Cromosoma (par homólogo)

Brazo corto (μm)

Brazo largo (μm)

1 0.48 (± 0.03) 0.55 (± 0.06)

2 0.60 (± 0.05) 0.77 (± 0.03)

3 0.34 (± 0.01) 0.40 (± 0.03)

4 0.43 (± 0.10) 0.44 (± 0.09)

5 0.42(± 0.004) 0.58 (± 0.10)

6 0.73 (± 0.10) 0.83 (± 0.02)

7 0.51 (± 0.15) 0.59 (± 0.05)

8 0.49 (± 0.01) 0.50 (± 0.02)

9 0.57 (± 0.02) 0.75 (± 0.11)

10 0.43 (± 0.04) 0.58 (± 0.18)

11 0.77 (± 0.06) 0.93 (± 0.05)

12 0.57 (± 0.05) 0.70 (± 0.10)

Fig. 3. Idiograma de célula 1, en Pinus teocote.

24



Brazo corto (μm)

Brazo largo (μm)

1 0.50 (± 0.12) 0.64 (± 0.05)

2 0.68 (± 0.01) 0.76 (± 0.06)

3 0.58 (± 0.001) 0.68 (± 0.04)

4 0.36 (± 0.07) 0.44 (± 0.03)

5 0.58 (± 0.08) 0.71 (± 0.01)

6 0.75 (± 0.04) 0.95 (± 0.01)

7 0.51 (± 0.22) 0.62 (± 0.06)

8 0.78 (± 0.11) 0.84 (± 0.10)

9 0.35 (± 0.01) 0.38 (± 0.01)

10 0.73 (± 0.15) 0.94 (± 0.20)

11 0.40 (± 0.13) 0.45 (± 0.06)

12 0.62 (± 0.03) 0.67 (± 0.12)


25



Brazo corto (μm)

Brazo largo (μm)

1 0.90 (± 0.02) 1.01 (± 0.12)

2 0.97 (± 0.10) 1.07 (± 0.10)

3 0.85 (± 0.06) 0.90 (± 0.04)

4 0.70 (± 0.07) 0.77 (± 0.02)

5 0.70 (± 0.10) 1.00 (± 0.19)

6 1.05 (± 0.15) 1.20 (± 0.01)

7 1.04 (± 0.09) 1.17 (± 0.04)

8 0.92 (± 0.02) 1.04 (± 0.10)

9 0.86 (± 0.01) 1.54 (± 0.14)

10 0.70 (± 0.05) 0.74 (± 0.05)

11 0.87 (± 0.04) 0.94 (± 0.19)

12 0.78 (± 0.004) 0.98 (± 0.11)


26



Brazo corto (μm)

Brazo largo (μm)

1 0.62 (± 0.04) 0.78 (± 0.06)

2 0.73 (± 0.05) 0.80 (± 0.02)

3 1.11 (± 0.12) 1.26 (± 0.13)

4 0.63 (± 0.03) 0.73 (± 0.09)

5 0.65 (± 0.04) 0.83 (± 0.14)

6 0.69 (± 0.11) 0.83 (± 0.14)

7 1.04 (± 0.15) 1.06 (± 0.06)

8 1.37 (± 0.12) 1.56 (± 0.30)

9 0.70 (± 0.04) 0.97 (± 0.00)

10 0.78 (± 0.06) 0.81 (± 0.05)

11 0.85 (± 0.16) 0.90 (± 0.14)

12 1.03 (± 0.11) 1.17 (± 0.09)


27



Brazo corto (μm)

Brazo largo (μm)

1 0.98 (± 0.08) 1.13 (± 0.05)

2 0.66 (± 0.12) 0.76 (± 0.10)

3 0.63 (± 0.02) 0.72 (± 0.10)

4 0.49 (± 0.08) 0.54 (± 0.02)

5 0.42 (± 0.05) 0.52 (± 0.10)

6 0.56 (± 0.07) 0.67 (± 0.07)

7 0.72 (± 0.12) 0.77 (± 0.11)

8 0.55 (± 0.04) 0.82 (± 0.04)

9 0.56 (± 0.02) 0.61 (± 0.07)

10 0.62 (± 0.07) 0.73 (± 0.05)

11 0.47 (± 0.003) 0.53 (± 0.04)

12 0.51 (± 0.003) 0.78 (± 0.38)


universidad autÓnoma...

Documents