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Agricultura Técnica

versión impresa ISSN 0365-2807

Agric. Téc. v.65 n.1 Chillán mar. 2005

http://dx.doi.org/10.4067/S0365-28072005000100002 

Agricultura Técnica (Chile) 65(1):20-25 (Enero-Marzo 2005)

INVESTIGACIÓN PRODUCCIÓN VEGETAL

Comparación del cariotipo de Eucalyptus globulus y Eucalyptus cladocalyx (Myrtaceae)

Comparison of karyotype of Eucalyptus globulus and Eucalyptus cladocalyx (Myrtaceae)

Freddy Mora1,2, Claudio Palma-Rojas2* y Pedro Jara-Seguel2,3

1 Instituto Forestal, Pedro Pablo Muñoz 200, La Serena, Chile. E-mail: fmora@minagri.gob.cl
2 Universidad de La Serena, Casilla 599, La Serena, Chile. E-mail: cpalma@userena.cl * Autor para correspondencia.
3 Universidad Católica de Temuco, Casilla 15-D, Temuco, Chile.


ABSTRACT

Mitotic metaphase plates were analyzed in Eucalyptus globulus Labill. and Eucalyptus cladocalyx F. Muell. The chromosomes were observed by squashing root tips, pre-treated with 8-Hydroxyquinoline and stained with the Feulgen reaction. Both, E. globulus and E. cladocalyx had a karyotype of 2n = 22, with 1A symmetry level, and chromosome sizes varying between 0.68 and 2.03 m m. Mean chromosome size differed significantly between E. cladocalyx (1.42 m m) and E. globulus (1.02 m m) (P < 0.01). The greater chromosomal size of E. globulus suggests a greater amount of DNA, probably originated by structural alterations. This evolutionary pattern of karyotype morphology might be associated, as well, with a high level of conservation in chromosome morphology.

Key words: chromosome, plants cytogenetics, Eucalyptus.


RESUMEN

Se analizaron placas metafásicas mitóticas de Eucalyptus globulus Labill. y Eucalyptus cladocalyx F. Muell. Los cromosomas se observaron mediante aplastado de meristemas radiculares, previamente tratados con 8-Hidroxiquinolina y teñidos con la reacción de Feulgen. Las dos especies mostraron un cariotipo 2n = 22, con un nivel de simetría 1A y con tamaños cromosómicos que variaron entre 0,68 y 2,03 m m. El tamaño cromosómico promedio difirió significativamente al comparar entre E. globulus (1,42 m m) y E. cladocalyx (1,02 m m) (P < 0,01). El mayor tamaño cromosómico de E. globulus sugiere una mayor cantidad de ADN, originado probablemente por alteraciones cromosómicas estucturales. Este patrón de evolución del cariotipo estaría asociado, además, con un alto nivel de conservación en la morfología cromosómica.

Palabras clave: cromosoma, citogenética vegetal, Eucalyptus.


INTRODUCCIÓN

Eucalyptus globulus Labill. es una de las especies más plantada en el mundo, debido a su rápida tasa de crecimiento y a una buena calidad pulpable de la madera, cuya densidad varía desde 650 a 800 kg m-3 (Yang y Fife, 2000). Por otro lado, E. cladocalyx F. Mull. tiene una tasa de crecimiento significativamente menor, pero posee una madera de alta durabilidad, cuya densidad varía desde 1.100 a 1.200 kg m-3 (Waters et al. 2000).

E. cladocalyx se adapta en zonas con precipitación desde 200 a 300 mm y tiene capacidad para tolerar períodos prolongados de sequía, reaccionando favorablemente ante el mejoramiento de las condiciones hídricas (Wrann et al., 1993). E. globulus, en tanto, crece favorablemente en la zonas con pluviometría desde 500 hasta 1.200 mm de precipitación, aún cuando puede crecer con precipitaciones superiores a los 2.000 mm. Por lo anterior, la hibridación entre estas dos especies permitiría la obtención de plantas con características intermedias con mejor densidad de la madera y tolerancia al déficit hídrico que E. globulus.

La información acerca de las caracterizaciones genéticas de Eucalyptus es relativamente escasa, y puede ser de considerable utilidad en la determinación del potencial de cruzamiento entre genotipos compatibles. Desde el punto de vista citogenético, todas las especies del género Eucalyptus hasta ahora descritas, tienen un número cromosómico básico x = 11 (Eldrigge et al., 1993; Potts y Witshire, 1997, citados por Potts et al., 2001). Los únicos antecedentes documentados para este género son las diferencias en la morfología cromosómica (Moran et al., 2000; Thamarus et al., 2000), en el tamaño del genoma y en el contenido de ADN nuclear (Potts et al., 2001).

La factibilidad de hibridación interespecífica de E. globulus con otras especies de interés comercial ha sido ampliamente probada con otras 14 especies del mismo género (Potts et al., 2001). A su vez, se han desarrollado híbridos artificiales utilizando E. cladocalyx con sólo cuatro especies de interés económico en Australia: E. platypus, E. spathulata, E. flindersii, y E. viridis (Potts et al., 2001).

Diferentes estudios de hibridación realizados con Eucalyptus, han mostrado que E. camaldulensis (2n = 22) hibrida exitosamente con E. globulus y E. cladocalyx (Griffin et al., 1988), sin embargo, no hay antecedentes de híbridos naturales entre estas dos especies (McComb et al., 2000; Sasse et al., 2000, citados por Potts et al., 2001).

El objetivo de este estudio fue describir y comparar la morfometría del cariotipo de Eucalyptus globulus y Eucalyptus cladocalyx, para aportar información citogenética que podría ser de utilidad en la generación de posibles híbridos entre estas especies.


MATERIALES Y MÉTODOS

El material biológico se obtuvo del banco de semillas del Instituto Forestal, ubicado en Concepción, Chile. Las semillas de E. globulus provenían de diferentes árboles del ensayo Los Hermanos, localizado en Cañete (38º18’ lat. Sur; 73º21’ long. Oeste), VIII Región, y las semillas de E. cladocalyx, se colectaron de diferentes árboles del ensayo Ilta, localizado en Illapel (31º38’ lat. Sur; 71º19’ long. Oeste), IV Región. Cien semillas de cada especie se hicieron germinar sobre papel húmedo en placas Petri, en oscuridad y a una temperatura de 20°C durante seis días, en el Laboratorio de Citogenética de la Universidad de La Serena, La Serena. Puntas de raíces jóvenes entre 10 y 15 mm de longitud se colocaron en una solución de 8-Hidroxiquinolina 0,002 M (Merck) durante 4 h a temperatura ambiente. Posteriormente, las puntas de raíces se fijaron en una mezcla de etanol-ácido acético (3:1) a 4ºC por 48 h y se tiñeron mediante la reacción de Feulgen (Feulgen, 1924). Los cromosomas metafásicos se observaron mediante la técnica de aplastado del meristema radicular.

Se seleccionaron diez placas metafásicas de ambas especies, cuyas imágenes se capturaron con un videomicroscopio (Nikon Eclipse 400), conectado a un computador MS DOS, y utilizando el programa Image-Pro ® Plus 4.0 (Media Cybernetics, 1998). Posteriormente, en impresiones fotográficas se midió la longitud del brazo corto y del brazo largo de cada par cromosómico. Con los valores relativos del brazo corto y del brazo largo, expresados como porcentaje de la longitud total del set haploide, se confeccionó un idiograma para cada especie. Para comparar el tamaño cromosómico promedio entre ambas especies se utilizó la prueba de significación t-student. Además, para cada especie se determinó el nivel de asimetría cromosómica (Stebbins, 1971; Romero-Zarco, 1986; Jara-Seguel, 2001). La nomenclatura usada para la descripción de la morfología cromosómica fue la propuesta por Levan et al. (1964).


RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Las dos especies de Eucalyptus analizadas mostraron un cariotipo 2n = 22, con un nivel de simetría 1A. El cariotipo de E. globulus estaba constituido por diez pares de cromosomas metacéntricos y un par submetacéntrico. E. cladocalyx, en tanto, presentó un cariotipo con los 11 pares metacéntricos (Figura 1A-B; Cuadro 1). Los tamaños cromosómicos fluctuaron entre 0,68 y 1,36 m m, en E. cladocalyx, y entre 0,85 y 2,03 m m, en E. globulus.



Figura 1. Metafase de (A) Eucalyptus globulus y (B) Eucalyptus cladocalyx. (Barra 5 µm). 100x.
Figure 1. Metaphase of (A) Eucalyptus globulus and (B) Eucalyptus cladocalyx. (Bar 5 µm). 100x.


Cuadro 1. Morfología cromosómica (MC) para las dos especies de Eucalyptus estudiadas.
Table 1. Chromosome morphology (MC) for the two Eucalyptus species studied.

 

Eucalyptus globulus

Eucalyptus cladocalyx

Par cromosómico

MC

MC

1

m

m

2

m

m

3

m

m

4

m

m

5

m

m

6

m

m

7

m

m

8

m

m

9

sm

m

10

m

m

11

m

m

m: metacéntrico; sm: submetacéntrico

Al igual que los resultados de este estudio, Matsumoto et al. (2000) encontraron un cariotipo 2n = 22 cromosomas en otras siete especies de Eucalyptus (E. deanei, E. dunni, E. grandis, E. maculata, E. propinqua, E. saligna y E. tereticornis). Todas estas especies presentaron cariotipos altamente simétricos y con valores de tamaño cromosómico muy cercanos, cuyos largos promedios variaron desde 0,58 a 1,39 m m. En general, el análisis del cariotipo indicó homogeneidad en la morfología y en el número cromosómico en estas especies, aunque también se han descrito números diploides 2n = 24. Sin embargo, de acuerdo a la evidencia recopilada, un número básico x = 11 sería el más representado dentro del género.

E. globulus mostró un tamaño cromosómico promedio significativamente mayor que E. cladocalyx (P < 0,01) (Cuadro 2). En la Figura 2A-B se muestran los idiogramas que representan la morfología cromosómica de cada especie.

Cuadro 2. Longitud total del set haploide y tamaño cromosómico promedio (± intervalo de confianza, 95%) para cada especie.
Table 2. Total haploid length and mean chromosomic size (± confidence interval, 95%) per species.

Especie

Longitud total del
set haploide
(mm)

Tamaño cromosómico promedio
(mm)

Eucalyptus globulus

15,64

1,42 + 0,4 a

Eucalyptus cladocalyx

11,19

1,02 + 0,2 b


Letras diferentes indican diferencias significativas según t-student (p < 0,01)


Figura 2. Idiogramas que representan la morfología cromosómica de Eucalyptus globulus (A) y Eucalyptus cladocalyx (B) (2n = 22).
Figure 2. Idiograms that represent the chromosomal morphology of Eucalyptus globulus (A) and Eucalyptus cladocalyx (B) (2n = 22).
p = longitud del brazo corto; q = longitud del brazo largo, m = metacéntrico y sm = submetacéntrico

Las diferencias de tamaño cromosómico entre ambas especies sugieren que E. globulus tendría una mayor cantidad de ADN nuclear que E. cladocalyx. El origen de esta diferencia podría explicarse por alteraciones cromosómicas estucturales, tales como duplicaciones, deleciones y adiciones, de modo similar a lo propuesto por Matsumoto et al. (2000).


CONCLUSIONES

La longitud promedio del cariotipo de Eucalyptus globulus es significativamente mayor que el cariotipo de Eucalyptus cladocalyx. Estas diferencias se podrían haber originado por mecanismos de evolución cromosómica, asociados además a un alto nivel de conservación en la morfología cromosómica.


LITRATURA CITADA

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Recibido: 24 de mayo de 2003. Aceptado: 22 de septiembre de 2003

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