Aproximación a la ruta metabólica para la fijacion de carbono de Caliphruria subedentata (Amaryllidaceae) mediante la caracterización histológica de la lámina foliar

Abstract

Caliphruria subedentata (Amaryllidaceae), es una especie endémica de los Andes Colombianos, cuya importancia radica en la producción de metabolitos secundarios alcaloídicos los cuales se encuentran en toda la planta entre ellos galantamina, un alcaloide de importante actividad biológica. En el presente estudio se describe por primera vez la estructura anatómica de su lámina foliar y la ultraestructura de sus cloroplastos con el fin de obtener información que permita una aproximación a la ruta de fijación de carbono de esta planta. La descripción proviene de una muestra de diez individuos de los que se hicieron cortes transversales de cinco zonas de la hoja las cuales fueron fijadas e incluidas en resina de acuerdo al protocolo para el procesamiento de muestras vegetales y cortadas en ultramicrótomo para su observación al Microscópio Óptico de Alta Resolución (MOAR) y Microscópio Electrónico de Transmisión (MET). El corte de la hoja permitió la identificación de la cutícula, la epidermis superior uniestratificada desprovista de tricomas, con estomas distribuidos abaxialmente. El mesófilo presenta una constitución celular con parénquima en empalizada no muy definido, ya que sus células no poseen forma típica alargada, sin embargo es clara la presencia de cloroplastos ubicados sobre la superficie de la membrana plasmática, en mayor número que en las células que conforman el parénquima esponjoso, siendo así una planta con anatomía foliar dorsiventral. Las micrografías electrónicas revelan que C. subedentata tiene cloroplastos granales tanto en el mesófilo como en los cloroplastos de las células de la corona vascular, La anatomía observada en cortes transversales de hoja de C. subedentata muestra que esta planta tiene rasgos particulares, los cuales no presentan una marcada similitud con plantas como Zea mays, Manihot esculenta o Phaseolus vulgaris. Sin embargo, los resultados muestran que tiene características anatómicas que se asemejan más a las plantas C₃ que a las C₃-C₄ y/o C₄; por lo que se propone a C. subedentata como una especie que posiblemente realiza la fijación de carbono por la vía fotosintética C₃.

Caliphruria subedentata belongs to Amaryllidaceae family and is an endemic species from the Andean mountains. This species produces secondary metabolites such as galantamine, which is an important biological alkaloid. This study describes, for the first time, the anatomic structure of the Caliphruria subedentata’s leaf and the ultra structure of its chloroplasts. Therefore, this research will contribute to identify the fixation route of carbon in this species. In order to make the study, ten individuals of C. subendentata were collected. Consequently, transversal sections in five areas of the leaf were made, which were set and submerged in resin according to the protocol for vegetal samples. These sections were also cut by ultramicrotome in order to watch them in High Resolution Optical Microscope and Transmission Electron Microscopy. The structures identified with the sample were the cuticle and the superior monostratified epidermis with abaxial stomata, but not trichomes. The mesophyll has a not well defined palisade parenchyma because its cells don’t have typical elongated shape; however, there are more chloroplasts on the plasma membrane than in those cells with spongy parenchyma. For this reason, C. subedentata is a species with dorsiventral leaf anatomy. The electronic micrographs show that C. subedentata has granal chloroplasts in both the mesophyll and the chloroplasts of the cells in the vascular ring. The anatomy observed in the transversal sections of the leaf of C. subedentata shows that this species has special features, which are not similar to species such as Zea mays, Manihot esculenta o Phaseolus vulgaris. Nevertheless, the results confirm that the anatomic characteristics of C. subedentata are more similar to C₃ plants than C₃-C₄ and C₄. Therefore, C. subedentata is a species that very likely does carbon fixation for C₃ photosynthetic route.