AUTOINCOMPATIBILIDAD Y PROTANDRÍA EN POBLACIONES NATURALIZADAS DE ALOE VERA DE LA PENÍNSULA DE ARAYA, VENEZUELA

The synchronization and compatibility of thereproductive organs of Aloe vera (L.) Burm.f. (Aloaceae) were evaluated by carrying outcrosses at different flowering stages and byanalyzing the germination response of pollen in saccharose-agar microcultures withor without macerated stigmas and styles. Invivo observations showed that A. vera doesnot produce fruits following intraspecificpollination, either between flowers of thesame plant or as a result of intra- or interpopulational crosses. However, the pollen fromA. saponaria Haw. (= A. maculata Medik.)promoted the formation of fruits and hybridseeds in crosses performed from 1 to 4 daysafter anthesis in the receptor flower. Pollengermination and in vitro pollen tube growthwere significantly reduced in A. vera by thepresence of mother tissue, whereas in A.saponaria there were no differences betweenculture media. This research suggests theexistence of protandry in A. vera with atleast 24 h of disparity between maturationof reproductive organs, and sporophytic selfincompatibility, the latter being favored bythe low genetic variability of the populationsunder study.Se evaluó la sincronización y compatibilidad de los órganos reproductores de Aloevera (L.) Burm. f. (Aloaceae), mediantecruzamientos en diferentes estadios floralesy analizando la respuesta germinativa delpolen en microcultivos de agar-sacarosacon presencia/ausencia del macerado deestigmas y estilos. Las observaciones in vivoindicaron que A. vera no produce frutos luego de polinizaciones intraespecíficas (entreflores de la misma planta o cruzamientosintra e interpoblacionales); sin embargo, elpolen de A. saponaria Haw. (= A. maculataMedik.) promovió la formación de frutos ysemillas híbridas en los cruces realizados 1-4 días después de antesis de la flor receptora.La germinación del polen y crecimiento detubos polínicos in vitro se redujo significativamente en A. vera por efecto del tejidomaterno; mientras que en A. saponaria noexistió diferencia entre medios de cultivo.Este estudio sugiere la existencia de protandría en A. vera con al menos 24 h dedesfase entre órganos reproductores, y autoincompatibilidad esporofítica, favorecidapor la escasa variabilidad genética entre laspoblaciones analizadas

Durabilidad de la capacidad germinativa del polen en Aloe vera (L.) Burm. f. y A. saponaria Haw. | Durability of the pollen germinative capacity in Aloe vera (L.) Burm.f. and A. saponaria Haw.

El objetivo de este trabajo fue evaluar la respuesta germinativa de los granos de polen (GP) de Aloe vera y A. saponaria adiferentes tiempos después de la antesis (0, 1, 2, 4, 8, 12, 24, 48, 72, 96, 120 y 144 h). Se cultivaron GP sobre medios a basede agar (4 g.l-1) y sacarosa (0,06 mol.l-1), para determinar el porcentaje de germinación y el tiempo hasta alcanzar al menosel 1 % de germinación. Una muestra de polen colectada en antesis, fue cultivada durante 60 min y se observaron tubospolínicos de 106,7±24,8 μm en A. vera y 165,6±22,5 μm en A. saponaria. Los GP disminuyeron su capacidad degerminación inicial (51 % en A. vera; 45 % en A. saponaria) y aumentaron el tiempo hasta la emisión de sus tubos polínicos(11 min en A. vera; 14 min en A. saponaria), a medida que transcurrían las horas de almacenamiento bajo condiciones delaboratorio. El polen de A. saponaria resultó más sensible a los efectos del envejecimiento, inhibiéndose su germinación (0%) entre 72 y 96 h; mientras que en A. vera, esta incapacidad de germinación se observó entre 120 y 144 h. El tiempomáximo hasta germinación de los GP fue de 27 min (120 h) en A. vera y 57 min (72 h) en A. saponaria. La escasadurabilidad de la capacidad germinativa del polen de ambas especies, sugiere que para la mutagénesis de estas célulasreproductivas, se realicen los tratamientos durante las primeras 24 h después de la antesis.Palabras clave: Aloe, polen, tubo polínico, viabilidad in vitro.ABSTRACTThe objective of this work was to evaluate the germinative response of the pollen grains (PG) from Aloe vera and A.saponaria, to different times after anthesis (0, 1, 2, 4, 8, 12, 24, 48, 72, 96, 120, and 144 h). PG on agar (4 g.l-1) and sucrose(0.06 mol.l-1) means were cultivated, to determine germination percentage and the time until the germination reached 1 % atleast. A sample of pollen collected at anthesis was cultivated in vitro. After 60 min, pollen tubes from A. vera reached alength of 106.7±24.8 μm compared with a length of 165.6±22.5 μm from A. saponaria. Initial germinative capacity of thePG (51 % in A. vera; 45 % in A. saponaria) diminished, and germination time until pollen tubes emission (11 min in A.vera; 14 min in A. saporaria) increased with time of storage in laboratory conditions. A. saponaria pollen was moresensitive to the aging effects, being germination inhibited ( 0 %) at 72-96 h; while in A. vera, this germination inability wasobserved at 120-144 h. 57 min and 27 min were the maximum times until the germination of the GP stored during 120 h and72 h in A. vera y A. saponaria, respectively. Low durability of the pollen germinative capacity in both species, suggests thatthe treatments for mutagenesis of these reproductive cells, may be carried out during the first 24 hours after anthesis.Kew words: Aloe, pollen, pollen tube, in vitro viability

Inestabilidad cariológica durante la formación de células madres del polen en Aloe vera (Aloaceae)

Con el objetivo de esclarecer la posible existencia de anomalías citogenéticas que aminoren la fertilidad del polen de Aloe vera, se analizó la etapa de proliferación celular que lleva a la formación de células madres del polen (CMPs). Se recolectaron botones florales (BF) en 25 plantas de una población ubicada a 10°34'15'' N, 64°12'08'' W, los cuales fueron fijados en Carnoy I por 24 h y almacenados en etanol (70 % v/v). Las observaciones se realizaron en preparaciones temporales obtenidas por la tinción del contenido de las anteras suspendidas en orceína acética (1.5 % p/v) por 5 minutos. De las 9 411 células analizadas, 17 % mostraron 1-8 puentes entre cromátidas hermanas, 13 % 1-7 micronúcleos de 0.9-4.8 μm, 8.1 % estaban unidas por puentes y 0.1 % no contenían cromatina. El resto de las células (61.8 %) presentó configuraciones aparentemente normales y sin variaciones morfométricas. La proliferación irregular de una fracción de CMPs (39.2 %) sugiere que las condiciones ambientales de la zona árida donde se realizaron los muestreos inducen inestabilidad cromosómica y cambios fisiológicos que afectan el normal desarrollo de la mitosis premeiótica, generando pérdida o adición de fragmentos, asociados a deficiencias y duplicaciones génicas

Inestabilidad cariológica durante la formación de células madres del polen en Aloe vera (Aloaceae)

Con el objetivo de esclarecer la posible existencia de anomalías citogenéticas que aminoren la fertilidad del polen de Aloe vera, se analizó la etapa de proliferación celular que lleva a la formación de células madres del polen (CMPs). Se recolectaron botones florales (BF) en 25 plantas de una población ubicada a 10°34’15’’ N, 64°12’08’’ W, los cuales fueron fijados en Carnoy I por 24 h y almacenados en etanol (70 % v/v). Las observaciones se realizaron en preparaciones temporales obtenidas por la tinción del contenido de las anteras suspendidas en orceína acética (1.5 % p/v) por 5 minutos. De las 9 411 células analizadas, 17 % mostraron 1-8 puentes entre cromátidas hermanas, 13 % 1-7 micronúcleos de 0.9-4.8 µm, 8.1 % estaban unidas por puentes y 0.1 % no contenían cromatina. El resto de las células (61.8 %) presentó configuraciones aparentemente normales y sin variaciones morfométricas. La proliferación irregular de una fracción de CMPs (39.2 %) sugiere que las condiciones ambientales de la zona árida donde se realizaron los muestreos inducen inestabilidad cromosómica y cambios fisiológicos que afectan el normal desarrollo de la mitosis premeiótica, generando pérdida o adición de fragmentos, asociados a deficiencias y duplicaciones génicas

Evaluación citogenética de la generación M1V2de tetraploides experimentales en sábila (Aloe vera L.)

Se analizaron las características cromosómicas en los descendientes vegetativos de plantas de A. vera con tetraploidía completa y parcial inducida mediante la inmersión de rizomas en solución de colchicina. Los mutantes cromosómicos M1V1 se cultivaron bajo condiciones de vivero hasta la obtención de propágulosM1V2 con 4 a 6 hojas. Al momento de la separación se identificaron los descendientes de acuerdo a su posición en la periferia del rizoma materno. La evaluación del número, tamaño y morfología de los cromosomas mitóticos se realizó en láminas temporales con aplastamiento de meristemas radicales tratados con colchicina, fijador, HCl y orceínaFLP. Los resultados cariológicos permitieron reconocer una completa estabilidad cromosómica en los descendientes de plantas tetraploides, manteniéndose un cariotipo constante 2n=4x=28 en todas las muestras analizadas. Los hijuelos de plantas quiméricas M1V1corroboraron la existencia de mutaciones mericlinales inducidas por bajos niveles de exposición y concentración de colchicina y la identificación de los cuadrantes mutantes en sus ancestros parcialmente tetraploides. A diferencia de las plantas quiméricas M1V1, sus descendientes M1V2 presentaron un nivel de ploidía individual diploide o tetraploide en sus meristemas radicales. No se observaron variaciones cromosómicas de naturaleza aneuploide ni cambios estructurales atribuibles a los efectos de la colchicina o posibles accidentes celulares postratamiento en ambas generaciones

Estudio morfológico y citogenético del híbrido experimental Aloe vera (L.) Burm. f. x A. jacksonii Reyn

Morphological and cytogenetic features were evaluated in an experimental hybrid obtained using Aloe vera as female parent and A. jacksonii as pollen donator, to characterize this new genotype, in order to determinate its ornamental and/or agronomic potential, and cytogenetic aspects related to reproduction. Conventional methods to the morphometric study of succulent plants and cytogenetic analysis protocols established by the authors were applied. Progeny showed intermediate expression in most vegetative traits, except for flower color (hybrid = A. jacksonii), as well as, number of suckers, number and area of leaf spots, variable in which the hybrid exceeded the expression of both parents. Root tips showed bimodal karyotype 2n=2x=14=8L+6S=2L(sm)+6L(st)+6S(sm) in A. vera, 2n=4x=28=16L+12S=3L(sm)+13L(st)+3S(m)+9S(sm) in A. jacksonii, and 2n=3x=21=12L+9S= 3L(sm)+9L(st)+1S(m)+8S(sm) chromosomes in the hybrid. Abnormalities in more than 50% of the pollen mother cells were identified in the progeny, being more frequent univalents and chromosomic adherence in prophase I, dicentric bridges with or without acentric fragments in anaphase and telophase I-II, and one, two, or three additional microspores. After flowering, no fruit and seeds were observed in all three genotypes. Although it was clear agronomic superiority of A. vera, the exuberance of vegetative attributes in artificial hybrid give considerable ornamental value.Se evaluaron rasgos morfológicos y citogenéticos en un híbrido obtenido experimentalmente empleando Aloe vera como progenitor femenino y A. jacksonii como especie donadora de polen, a fin de caracterizar a este nuevo genotipo, determinar sus potencialidades ornamentales y/o agronómicas y aspectos citogenéticos relacionados con su reproducción. Se aplicaron metodologías convencionales de estudios morfométricos en plantas suculentas y protocolos de análisis citogenéticos ya establecidos por los autores. La progenie mostró expresividad intermedia en la mayoría de las características vegetativas, excepto en el color de las flores (híbrido = A. jacksonii), así como para el número de hijuelos, número y área de las manchas foliares, variables en las cuales el híbrido superó la expresión de ambos parentales. En células meristemáticas subapicales se observaron cariotipos bimodales 2n=2x=14=8L+6S=2L(sm)+6L(st)+6S(sm) en A. vera, 2n=4x=28=16L+12S=3L(sm) +13L(st)+3S(m)+9S(sm) en A. jacksonii y 2n=3x=21=12L+9S=3L(sm)+9L(st)+1S(m)+8S(sm) en el híbrido. Se determinaron anormalidades en más del 50% de los meiocitos de la progenie, siendo las aberraciones meióticas más frecuentes univalentes y adherencia cromosómica en profase I, puentes dicéntricos acompañados o no con fragmentos acéntricos en anafase y telofase I y II, así como una, dos o tres microsporas adicionales. Después de la floración, no se observaron frutos ni semillas en los tres genotipos evaluados. Aunque fue evidente la superioridad agronómica del parental A. vera, la exuberancia de los atributos vegetativos del híbrido artificial le confieren un considerable valor ornamental

Evaluación citogenética de la generación M1V2de tetraploides experimentales en sábila (Aloe vera L.)

Se analizaron las características cromosómicas en los descendientes vegetativos de plantas de A. vera con tetraploidía completa y parcial inducida mediante la inmersión de rizomas en solución de colchicina. Los mutantes cromosómicos M1V1 se cultivaron bajo condiciones de vivero hasta la obtención de propágulosM1V2 con 4 a 6 hojas. Al momento de la separación se identificaron los descendientes de acuerdo a su posición en la periferia del rizoma materno. La evaluación del número, tamaño y morfología de los cromosomas mitóticos se realizó en láminas temporales con aplastamiento de meristemas radicales tratados con colchicina, fijador, HCl y orceínaFLP. Los resultados cariológicos permitieron reconocer una completa estabilidad cromosómica en los descendientes de plantas tetraploides, manteniéndose un cariotipo constante 2n=4x=28 en todas las muestras analizadas. Los hijuelos de plantas quiméricas M1V1corroboraron la existencia de mutaciones mericlinales inducidas por bajos niveles de exposición y concentración de colchicina y la identificación de los cuadrantes mutantes en sus ancestros parcialmente tetraploides. A diferencia de las plantas quiméricas M1V1, sus descendientes M1V2 presentaron un nivel de ploidía individual diploide o tetraploide en sus meristemas radicales. No se observaron variaciones cromosómicas de naturaleza aneuploide ni cambios estructurales atribuibles a los efectos de la colchicina o posibles accidentes celulares postratamiento en ambas generaciones

Evaluación citogenética de la generación M1V2 de tetraploides experimentales en sábila (Aloe vera L.) (Cytogenetic evaluation of M1V2 generation from experimental tetraploids in Aloe vera L.)

Chromosomal characteristics were analyzed in the vegetative descendants of A. vera plants with complete and partial induced tetraploidy by means of the immersion of rhizomes in colchicine solution. The chromosomal mutants M1V1 were cultivated under greenhouse conditions until the obtaining of suckers M1V2 with 4 to 6 leaves. The descendants were identified according to its position in the maternal rhizome periphery. The evaluation of the number, size and morphology of the mitotic chromosomes was carried out in temporary slide with squashing of root tips treaties with colchicine, fixer, HCl and FLPorceine. The karyological results allowed to recognize a complete chromosomic stability in the suckers from tetraploid plants, staying a constant karyotype 2n=4x=28 in all the analyzed samples. The suckers of chimerical plants M1V1 corroborated the existence of mericlinal mutations induced by low exhibition and concentration colchicine levels and the identification of the mutant quadrants in its partially tetraploid parents. Contrary to the chimerical plants M1V1, its descendants M1V2 presented a individual diploid or tetraploid level in its radical meristems. Aneuploidchromosomic variations neither structural changes were not observed from the colchicine effects or postreatment cellular accidents in both generations