Morfoanatomía, histoquímica y germinación de las semillas de Mammillaria parkinsonii Ehrenb. (CACTACEAE)

Yazmin Uribe Salazar

doi:10.18387/polibotanica.53.8

Yazmin Uribe Salazar Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa

DOI: https://doi.org/10.18387/polibotanica.53.8

Palabras clave: Cactaceae, cresta dorsal, embrión, exotesta, cuerpos proteicos y cristal globoide.

Resumen

El presente estudio es una contribución al conocimiento de la morfoanatomía, histoquímica y germinación de las semillas de Mammillaria parkinsonii procedentes de una población de Tolimán, Querétaro, que se caracteriza por una alta diversidad de cactáceas. Para la descripción anatómica e histoquímica, veinte semillas seleccionadas al azar de una población de 252, se procesaron con los protocolos estándares para los estudios de microscopía electrónica de barrido y de luz para obtener laminillas permanentes y semipermanentes. Para el estudio de germinación se sembraron 210 semillas en cajas Petri en agar, con seis réplicas, y para la obtención de peso y tamaño 50 semillas al azar. Los resultados muestran una cubierta seminal formada por una cutícula no estriada, con pectinas. La exotesta ocupa el 6.8 % del volumen total de la semilla, presenta paredes anticlinales lignificadas, suberizadas y con proteínas, formando ondulaciones tipo U y con protuberancias. El endotegmen es suberizado y una membrana embrionaria sin contenidos ergásticos envuelve al embrión. El endospermo está confinado a la cresta dorsal. El embrión es globoso, con dos protuberancias cotiledonares y el hipocótilo asume la función de reserva nutricia con cuerpos proteicos y cristales globoides principalmente. La región del hilo micropilar es pequeña y oval, formada por parénquima no lignificado. La germinación inició el día cinco y concluyó el día 29, con un tiempo medio de germinación en el día 9. El porcentaje final de germinación fue del 74.29 %. La edad, el tamaño de la semilla, el tipo de reservas proteicas y lipídicas, los tiempos y el porcentaje de germinación, sugieren un potencial ortodoxo para formar bancos de semillas en suelo en un hábitat desértico. Mammillaria parkinsonii es una especie endémica de México, protegida por la NOM-059-SEMARNAT-2010 en categoría especial (Pr).

Citas

Alencar, N. L. M., Innecco, R., Gomes-Filho, E., Gallao, M. I., Alvarez-Pizarro, J. c, Prisco, J. T., & De Oliveira, A. B. (2012). Seed reserve composition and mobilization during germination and early seedling establishment of Cereus jamacaru D.C. ssp. jamacaru (Cactaceae). Annals of the Brazilian Academy of Sciences, 84(3), 823–832. https://doi.org/10.1590/S0001-37652012000300024
Arias, S., & Terrazas, T. (2004). Seed morphology and variation in the genus Pachycereus (Cactaceae). Journal of Plant Research, 117(4), 277–289. https://doi.org/10.1007/s10265-004-0156-4
Arroyo-Cosultchi, G., Terrazas, T., Arias, S., & Arreola-Nava, H. J. (2006). The systematic significance of seed morphology in Stenocereus (Cactaceae). TAXON, 55(4), 983–992. https://doi.org/10.2307/25065693
Arroyo-Cosultchi, G., Terrazas, T., Arias, S., & López-Mata, L. (2007). Morfología de la semilla en Neobuxbaumia (Cactaceae). Botanical Sciences, 25(81), 17. https://doi.org/10.17129/botsci.1762
Arroyo-Pérez, E., González-Salvatierra, C., Matias-Palafox, M. L., & Jiménez-Sierra, C. L. (2017). High tolerance to high-light conditions for the protected species Ariocarpus kotschoubeyanus (Cactaceae). Conservation Physiology., 5(1), 1–7.
Arroyo-Pérez, E., Jiménez-Sierra, C. ., Hurtado-Zavala, J. ., & Flores, J. (2021). Shared pollinators and sequential flowering phenologies in two sympatric cactus species. Plant Ecology, 154(1), 28–38.
Arroyo-Pérez, E., Jiménez-Sierra, C. L., Zavala-Hurtado, J. A., Flores-Rivas, J., & Salgado-Ugarte, I. H. (2019). Fenología, sincronía floral y éxito reproductivo de Neolloydia conoidea (Cactaceae). Botanical Sciences, 97(4), 579–587.
Barrios, D., Sánchez, J. A., Flores, J., & Jurado, E. (2020). RASGOS SEMINALES Y GERMINACIÓN EN LA FAMILIA CACTACEAE: UNA REVISIÓN EN LAS AMÉRICAS. Botanical Sciences, 98(3), 417–440. https://doi.org/10.17129/botsci.2501
Barthlott, W., & Hunt, D. (2000). Seed diversity in the Cactaceae subfamily Cactoideae. Succ. Pl. Res, 5, 1–173.
Barthlott, W., & Voit, G. (1979). Mikromorphologie der Samenschalen und Taxonomie der Cactaceae: Ein raster-elektronenmikroskopischer Überblick. Plant Syst Evol, 132, 205–229.
Bayona, C. A. (2016). Los suelos en el estado de Querétaro. In In: Jones RW, Serrano CV, eds. Historia Natural de Querétaro. (p. 667).
Bozzola, J. J., & Russell, L. D. (1999). Electron Microscopy: Principles and Techniques for Biologists. Jones and Bartlett Learning.
Bravo-Hollis, H., & Sánchez-Mejorada, H. (1991). Las cactáceas de México Volumen I. Universidad Nacional Autónoma de México.
Bregman, R., & Bouman, F. (1983). Seed germination in Cactaceae. Botanical Journal of the Linnean Society, 86, 357–374.
CITES. (n.d.). Convención sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas de Fauna y Flora Silvestre. Retrieved March 25, 2021, from https://cites.org/esp/disc/text.php
CONAGUA Comisión Nacional del Agua. (2010). Información climatológica por estado. https://smn.conagua.gob.mx/es/informacion-climatologica-por-estado?estado=qro
González-Medrano, F. G. (2012). Las Zonas Áridas y Semiáridas de México y su Vegetación. Instituto Nacional de Ecología.
Guevara, F. P. (2019). Un viaje alrededor de la semilla. Universidad Nacional Autónoma de México.
Hernández-García, G., & Hernández-Villanueva, E. (1991). Anatomía comparada de óvulos y semillas de dos especies del género Mammillaria (Cactaceae). Bol. Soc. Bot. México, 51, 25–38.
Hernández, H. M., & Gómez-Hinostrosa, C. (2015). Mapping the cacti of Mexico. II. Mammillaria. Succulent Plant Research.
Jiménez-Durán, K., Arias Montes, S., Cortés-Palomec, A., & Márquez-Guzmán, J. (2014). Embryology and seed development in Pereskia lichnidiflora (Cactaceae). Haseltonia, 19, 3–12.
Jiménez, G. (2016). Demografía de Mammillaria parkinsonii Ehrenberg 1980 (Cactaceae) en la localidad Agua del Ángel en el municipio de Peñamiller, Querétaro, México. Universidad Nacional Autónoma de México, México.
Krishnamurty, K. V. (1988). Methods in plant histochemistry. S. Viswanathan.
Leishman, M. I., Wright, J., Moles, A. T., & Westoby, M. (2000). The Evolutionary Ecology of Seed Size. In F. M (Ed.), The Ecology of Regeneration in Plant Communities (2nd ed., pp. 31–57). Cabi.
López-Godínez, V. (2009). Estudio Preeliminar de la morfología de semillas del género Mammillaria. Universidad Nacional Autónoma de México, México.
Lux, A., Mikuš, M., Hanáčková, Z., & Krištín, J. (1994). Radicle of Echinocactus platyacanthus (Cactaceae). Plant and Soil, 167(1), 17–21. https://doi.org/10.1007/BF01587593
Maguire, J. D. (1962). Speed of germination aid in selection and evaluation for seedling emergence and vigor. Crop Sci, 2, 176–177.
Maiti, R. K., Hernández-Piñero, J. L., & Valdez- Marroquín, M. (1994). Ultraesrtructure and germination of some species of Cactaceae. Phyton, 55, 97–105.
Matilla, A. J. (2008). Desarrollo y germinación de las semillas. In Azcón-Bieto, J. y Talón, M. Fundamentos de Fisiología Vegetal (2013th ed.). McGRAW-HILL - Interamericana de España, S. L.
Núñez-Mariel, C., Engleman, E, M., & Márquez-Guzmán, J. (2001). Embriología de Pachycereus militaris (Audot) Hunt (Cactaceae). Bol. Soc. Bot. México, 51, 25–38.
Orozco-Segovia, A., Marquez-Guzman, J., Sanchez-Coronado, M. E., Gamboa de Buen, A., Baskin, J. M., & Baskin, C. C. (2007). Seed Anatomy and Water Uptake in Relation to Seed Dormancy in Opuntia tomentosa (Cactaceae, Opuntioideae). Annals of Botany, 99(4), 581–592. https://doi.org/10.1093/aob/mcm001
QGIS Development Team. (2020). QGIS Geographic Information System. Geographic Information System. Version 3.16. Open Source Geospatial Foundation. Available from Https://Qgis.Org [Accessed 3 Jun. 2020].
Reyes, J. (2009). Conservación y restauración de cactáceas y otras plantas suculentas mexicanas. Manual práctico, SEMARNAT. CONAFOR.
Rojas-Aréchiga, M. (2012). La importancia de la semilla en Cactaceae para estudios taxonómicos y filogenéticos. Boletín de La Sociedad Latinoamericana y Del Caribe de Cactáceas y Otras Suculentas, 9(3), 15–18.
Rojas-Aréchiga, M. (2014). Patrones de respuesta fotoblástica en semillas de cactáceas: un enfoque ecológico y filogenético. Universidad Autónoma Metropolitana.
Rojas-Aréchiga, M., & Batis, A. I. (2001). Las semillas de cactáceas ... ¿forman bancos en el suelo? In Cactáceas y Suculentas Mexicanas (Vol. 46, Issue 4, pp. 76–82).
Rojas-Aréchiga, M., Mandujano, M. C., & Golubov, J. K. (2013). Seed size and photoblastism in species belonging to tribe Cacteae (Cactaceae). Journal of Plant Research, 126(3), 373–386. https://doi.org/10.1007/s10265-012-0526-2
Rojas-Aréchiga, M., & Vázquez-Yanes, C. (2000). Cactus seed germination : a review. Journal of Arid Environments, 44, 85–104.
Ruzin, S. E. (1999). Plant microtechnique and microscopy. Oxford University Press.
Sánchez-Salas, J., Flores, J., & Martínez-García, E. (2006). Efecto del tamaño de semilla en la germinación de Astrophytum myriostigma LEMAIRE. (CACTACEAE), especie amenazada de extinción. Interciencia, 31(May), 371–375.
Sánchez-Salas, J., Flores, J., Muro-Pérez, G., Arias-Montes, S., & Jurado, E. (2015). Morfometría de Semillas en la Cactácea amenazada de extinción Astrophytum Myriostigma Lemaire. Polibotanica, 39, 119–131. https://doi.org/10.18387/polibotanica.39.7
Sánchez-Salas, J., Jurado, E., Flores, J., Estrada-Castillón, E., & Muro-Pérez, G. (2012). Desert species adapted for dispersal and germination during floods: Experimental evidence in two Astrophytum species (Cactaceae). Flora: Morphology, Distribution, Functional Ecology of Plants, 207(10), 707–711. https://doi.org/10.1016/j.flora.2012.08.002
Schindelin, J., Arganda-Carreras, I., & Frise, E. (2012). Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nature Methods, 9(7), 676–682.
SEMARNAT. (2010). Protección ambiental. Especies nativas de México de flora y fauna silvestres. Categorías de Riesgo y especificaciones para su inclusión, exclusión o cambio. Lista de especies en riesgo. Diario Oficial de la Federación 30 Diciembre 2010, México.
Serna-Navarrete-L. (2007). Caracterización morfológica de la semilla y germinación de Mammillaria densispina (J.M. Coult.) Oreutt (Cactaceae). Universidad Nacional Autónoma de México.
Singh, G. (1999). Plant Systematics. Science Publishers, Inc.
Torres Díaz, E. (2018). Germinación y Morfometría de Mammillaria Bocasana. Universidad Nacional Autónoma de México.
UICN. (2013). Lista Roja de Especies Amenazadas de la UICN. http://www.iucnredlist.org.
Autor. (2016). Efecto del tamaño de las semillas en la germinación y supervivencia de las plántulas de dos especies de cactáceas. Universidad Autónoma Metropolitana.
Zamudio, S., & Guzmán, U. (2017). Dos especies nuevas de Mammillaria (CACTACEAE) del centro de México. Polibotánica, 44, 1–10.