Fontarnau i Griera, Ramon

Molinas i de Ferrer, Ma. Lluïsa

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ESTUDIO DE LAS ESPORAS DE UROMYCES CARYOPHYLLINUS 
(Schr.) WINT. AL MICROSCOPIO ELECTRONICO DE BARRIDO, 
SEM. 
M. Molinas - R. Fontarnau 
(Microscopia Electrònica de la Universidad de Barcelona) 

ESTUDIO DE LAS ESPORAS DE UROMYCES CARYOPHYLLINUS (Schr.) Wint. 
AL MICROSCOPIO ELECTRONICO DE BARRIDO, SEM. 
El objeto de este estudio es el anàlisis de los ca-
rScteres morfológicos de las uredo y teleutosporas de Uromyces 
caryophyllinus (Schr.) Wint, agente causante de la roya del 
clavel; y su posible utilización en la distinción de variedades 
o poblaciones geògraficas en la zona de El Maresme. 
El microscopio ordinario, el microscopio de contraste 
de fases y el de interferència han sido los elementos bàsicos 
para el estudio morfológico de los hongos. Sin embargo, el lími-
te que impone su poder de resolución y el pequeno taraano de las 
esporas, hacen que a menudo los detalles finos de estructura u 
ornamentación sean diflciles de apreciar. 
El estudio de la ornamentación de las esporas ha obte-
nido, con la aplicación del SEM, un auge notable; asl varios 
autores Besson-Antoine y Kühner (19 72); Corbett (1970), Heywood 
(1969), Perrau y Heim (1969); Savile (1968); Schwinn (1969) 
y Zogg (1971), entre otros, han iniciado el estudio sistemStico 
de distintos grupos de hongos utilizando aquella como criterio. 
En la clase Teliomicetes (Uredinales y Ustilaginales) 
la ornamentación esporal juega un importante papel taxonómico 
(Savile, 1954). El interès se centra no solo en las espinas 
sinó también en las arrugas y retícules presentes en la superf 
ficie de uredo y teleutosporas. Para poder observar estos detalles 
algunos autores como Durrieu y Rajariarison (1968) y Corbett (1970), 
han utilizado el microscopio electrónico de transmisión, realizando 
moldes de esporas u observando esporas clarificadas, però la utiliza-
ción del SEM ofrece imàgenes mSs claras con técnicas màs sencillas. 
Los caracteres de ornamentación han sido utilizados para distinguir 
espècies y para separar variedades y poblaciones geògraficas. El ta-
mano de las espinas y de los anillos y su posición relativa ha sido 
utilizado por Savile (1954, 1965, 1968) para separar poblaciones 
en puccinias paràsitas de uitibelí feras y escrof ulariSceas. Con el 
mismo criterio Payak y col. (1967) estudiaren esporas de Puccinia 
graminis-tritici y Standbridge y Gay (1964), las de cuatro razas 
fisiológicas de Puccinia strüformis. En las espècies de Ustilago 
parSsitas de poligonSceas Durrieu y Rajeriarison (1969), encuentran 
seis tipos distintes de ornamentación relacionades en sentido evolu-
tivo. 
Material y métodos 
Las muestras observadas procedian de plantas de distintas 
variedades de clavel, naturalmente infectades por Uromyces caryophy-
llinus (Schr.) Wint. procedentes de los Campos Experimentales de la 
Facultad de Ciencias de la Universidad de Barcelona y de diversas 
localidades de la zona de "El Maresme" (San Ginés de Vilasar, San 
Juan de Vilasar, San Vicente de Montalt, LLavaneras, Mataró, Premià, 
Teyà, etc.) 
Las preparaciones fueron realizadas con material secado 
al aire, sin fijación prèvia, y posteriormente recubiertas al vacio 
con una capa de oro o de oro-paladio de unos 200 A de grosor. Las 
observaciones se realizaron con un Stereoscan S-4 de la firma 
Cambridge Scientific. Instruments Ltd., del Servicio de Microsco-
pia Electrònica de la Universidad de Barcelona. Las preparaciones 
para el microscopio óptico se hicieron montando las esporas direc-
tamente en àcido làctico y calentando ligeramente para lograr un 
mSximo de hidratación. 
Observaciones 
Las uredosporas, observadas al microscopio óptico, apa-
recen de forma globosa-elipsoidal, oscilando su tamano entre 18 a 20 
de anchura y 24 a 32 de longitud. Nacen aisladas sobre este-
rigmas. El episporio tiene color caramelo , mide de 1,7 a 2 de 
grosor y presenta una fina equinulación de distribución regular. 
Las teleutosporas, unicelulares, aparecen lisas sin que se pueda 
observar ningún detalle en su superfície. 
La utilización del SEM, incluso a aumentos iguales a 
los que se pueden obtener con el microscopio óptico (fot. nQ 1) , 
permite estudiar la morfologia con mayor claridad. En la super-
fície se observa la presencia de espinas de forma cònica con la 
punta redondeada e inclinada respecto al eje de simetria, pre-
sentando ademSs una ligera torsiòn levògira respecto a este eje. 
(Fot. ns 2 y 3). La base de dichas espinas mide aproximadamente 
0,8 y su altura es de ca.l . Se encuentran distribuldas de 
manera uniforme formando círculos mSs o menos regulares. Se ob-
serva también la presencia de estructuras mSs finas en forma de 
anillos situados a su alrededor. Rodeando su base se encuentra 
una depresión a la que bordea un anillo grueso de ca. 2 de diS-
metro, alrededor del cual puede aparecer otro, concéntrico, menos 
grueso y de forma irregular. Una sèrie de formaciones mucho màs 
débiles (arrugas lineales) se extiende entre los anillos màs 
externes (ver fot. nQ 2, flecha). En el grosor del anillo exter-
no y de las arrugas lineales hay una notable variabilidad. Algu-
nas veces hemos podido apreciar la presencia de grupos de dos 
espinas de base coalescentes rodeadas de un s61o anillo. 
En las esporas germinadas, en las que el episporio 
aparece roto, se observa la estructura compacta y homogénea del 
mismo asl como la regresión de las espinas, mientras que los 
demSs detalles ornamentales se mantienen (Fot. nQs. 4 y 5). Esto 
demuestra que la formacifin de las espinas es debida a un proceso 
de secreción independiente de la formacifin de la pared de la 
espora y que el material de que estSn constituldas es mucho màs 
sensible a la desecación. El episporio por su cara interna es 
liso y uniforme observàndose únicamente las soluciones de continui-
dad que representan los porós germinativos. 
Estos porós, cuyo diàmetre oscila alrededor de las 2,5 
estan presentes en número de tres en cada espora. Durante la ger-
minación el promicelio rompé la pared a nivel de un poro germi-
nativo facilitando asl su salida (Fot. nQ 6). Cuando la espora 
queda vacía, a partir de las grietas primarias, se forman las 
llneas de rotura, debido a las tensiones que provoca la deshi-
dratación. 
En la fot. nQ 7 podemos observar teleutosporas junto 
con uredosporas. Las teleutosporas aparecen con una fina reti-
culación irregular que a veces adopta forma mSs o menos rom-
boïdal. 
El anàlisis comparativo de las 20 muestras procedentes 
de distintas zonas de la comarca de El Maresme no ha permitido 
distinguir entre ellas diferencias ni en el taraano ni en la 
morfologia de la ornamentación esporal. El tamano de las espinas 
y.el diàmetre del anillo interno son particularmente constantes. 
Las arrugas lineales y el anillo externo presentan una cierta 
variabilidad incluso dentro de las esporas procedentes de un 
s61o uredosporo. Desde el punto de vista raorfológico podemos 
considerar todos los Iotes examinades, un total de 12, como un 
conjunto homogéneo. 
Discusión y conclusiones. 
Gracias al empleo del SEM resulta posible establecer 
con seguridad las medidas de las ornamentaciones uredosporales 
de Uromyces caryóphyllinus (Sch.)Wint. Asl, podemos fijar la al-
tura de las espinas en ca. 1 y el diàmetro de su base en 0,8 
Este estudio ha revelado detalles hasta ahora desconocidos como 
la existència de una depresión alrededor de la base de la espina, 
de un anillo grueso de ca. 2 de diSmetro rodeando esta depresión 
y de formaciones màs finas entre los anillos. Con estos datos serS 
posible verificar las medidas realizadas con microscopla fotónica. 
La presencia del anillo que rodea la depresión puede 
ser consecuencia de la formación de las espinas. El anillo exter-
no y las arrugas lineales pueden ser mSs bien atribuidos a la 
desecacifin de la pared primària de la espora, pues se presentan 
de manera irregular y parecen claramente influenciades por la 
edad de la espora. Según Corlett (1970) y Savile (1968) , las 
esporas de Puccinia coronata tienen un relieve secundario debi-
do a que la pared primària al secarse ocupa menos superfície, 
quedando algunas porciones entre los anillos formando las arru-
gas. El tratamiento que sufren las esporas para su observación 
también podria influir y seria conveniente que este tipo de 
muestras fuera sometido a una criodesecación prèvia. 
Nuestros resultados demuestran que el material que 
constituye las espinas es distlnto del que forma la pared de 
la espora y los anillos. Besson-Antoine (1972), estudiando 
la formación de las esporas en diversos grupos de agaricales 
con el microscopio electrónico de transmisión, encuentr a que 
la densidad a los electrones del material que constituye las 
espinas es distinta de la del resto del episporio. El material 
que forma las espinas es segregado a través de la pared celular. 
El significado taxonómico de los caracteres ornamen-
tales de las esporas es aún objeto de controvèrsia. En 1967, 
Payak y col. encontraron diversidad morfològica en la ornamen-
tación de dos razas de Puccinia graminis-tritici. La raza 42 y 
la raza 24 difieren según estos autores en que la primera tiene 
una depresión en la base de la espina, mientras que la segunda 
tiene la base al mismo nivel que la superfície del episporio o 
incluso ligeramente màs elevada. La hipòtesis de Savile 1954 
(cit. Corlett, 1970) es que la morfologia de las espinas, ani-
llos y retícules es muy constante y puede ser utilizada para 
la distinción de espècies, variedades, formas especiales, razas 
y poblaciones geògraficas. Las experiencias de Durrieu y Rajeria-
rison (1969), apoyan esta hipòtesis. 
Debemos sefialar, sin embargo, que otros autores difie-
ren de este punto de vista. Stanbridge y Gay (1969), no encon-
traron diferencias morfológicas notables entre las esporas de 
4 razas de Puccinia striiformis, però hay que sefialar que estos 
autores utilizaron el método de las réplicas observadas con el 
microscopio electrónico de transmisión. 
Juzgar de una manera absoluta el valor taxonómico 
de estos hallazgos nos parece prematuro. Hacen falta comproba-
ciones sobre mayor número de espècies para asignar su debido 
valor a cada caràcter. En lo que respecta a las esporas de 
Uromyces caryophyllinus en la comarca de El Maresme podemos 
afirmar que constituyen desde el punto de vista morfol6gico 
un lote homogéneo que forma una única población geogràfica. 
Como, por otra parte en experimentes de cultivo e inoculación 
artificial realizadas por uno de los autores, Molinas, nunca 
se pudieron apreciar diferencias de comportamiento creemos que 
es vSlido pensar que se trata de una s61a raza. 
Bibliografia 
Besson-Antoine, M.; Kühner, R. 1972 "Les coudees de la paroi spo-
rique des Rhodophyllacées (Agaricales) et leurs diffe-
rentiations". C.R.Acad.Sci.Paris 275:1484-1494. 
Besson-Antoine, M; Kühner/ R. 19 72 "La paroi sporique et ses di-
ferentiations sommitales chez les Naucoriacées" C.R. 
Acad.Sci. Paris 274: 3091-3095 
Corlett, M. - 19 70 "Surface structure of the urediniospores of 
Puccinia coronata f.sp. avenae" Can.J.of Bot. 48:2159-
2161. 
Durrieu/ G.; Rajariarison Ch. 1968 "L'ornamentation sporale des 
Ustilago parasites des poligonScees" C.R.Acad.Sci. 
Paris 267 
Heywood, V.H. 1969 "Scaning electron microscopy in the study of 
Plant materials" Micron, 1:1-14 
Juniper, B.E. and col. 1970 "Techniques for plant electron micros-
copy" Blackwell Seient.Pub. Oxford, 108 
Payak, M.N.; Joshi, L.M.; Mehta, S.M. 1967 "Electron microscopy of 
urediniospores of Puccinia graminis var. tritici" 
Phytopathol. Z. 60:196-199. 
Perrau, J. Heim, R. - 1969 "L'ornamentation des basidiospores au 
microscope électronique à balayage" Revue Mycol. 33: 
239-240. 
Savile, D.B.O. 1954 "Cellular mechanischs, taxonomy and evolution 
in Uredinales and Ustilaginales". Mycologia, 46:736-761. 
Savile, D.B.O. 1965 "Species of Puccinia attacking Veroniaceae 
(Scrophulariaceae) Can.Journal of Bot. 46:631-642 
Schwinn, F.J. 1969 "Die darstellung von pilzporen in rasten elek-
tronenmikroshop" Phytopath. Z. 64:376-379. 
Stanbridge, B.; Gay J.L. 1969 "An electron microscope examination 
of surfaces of four races of Puccinia strüformis" 
Trans.Mycol.Soc. 53: 149-153. 
Zogg, H. Schwin, F.J. 1971 "Surface structures of spores of the 
ustilaginales" Trans.Br.Mycol.Soc. 57:403-410. 
Resumen 
El estudio al SEM de uredosporas de Uromyces caryophy-
llinus (Schr.) Wint. nuestra la distribuciÓn regular de espinas 
cónicas que miden 0,8 en la base y tienen 1 de altura, cuya 
punta aparece redondeada con una ligera torsión levfigira y lige-
ramente inclinada respecto al eje de simetria. A su alrededor 
se encuentra una depresión bordeada por un anillo grueso de 
2 alrededor del cual puede aparecer otro concéntrico, menos 
grueso y de forma irregular. Entre los anillos aparecen unas 
formaciones débiles ( arrugas lineales). El episporio aparece 
compacto liso por su cara interna, la secreción del ftiaterial de 
las espinas parece independiente. 
El anàlisis comparativo de las muestras procedentes 
de 20 localidades de El Maresme no ha permitido distinguir di-
ferencias pudiéndose afirmar que desde el punto de vista morfo-
lógico constituyen una única protección geogràfica. 
ilcuúiacíoHCà. 
Grupo de uresosporas de Uromyces caryophyllinus (Schr.) 
Wint. 1.800 X. 

Aspecto de una uredospo^ 
ra a 5.^80 x . Se puede 
observar la presencia de 
una depresión en la base 
de las espinas r o d e a d a 
de un a n i l l o g rueso , a 
cuyo a l r ededo r se forma 
o t r o a n i l l o c o n c é n t r i c o 
mas f i n o . Entre los anj_ 
I los se ex t ienden una se^ 
r i e de arrugas l i n e a l es 
( f l e c h a ) , 
De taUe de las espinas 
a 5-760 X. Se o b s e r v a 
su forma cònica con la 
punta redondeada e í n -
c l i n a d a respecto al e j e 
de s i m e t r i a y con una 
1 igera t o r s i ó n levóg i -
ra respecto a es te e je . 
La a l t u r a de las e s p i -
nas es de ca . 1 , y e l 
d iamet ro de su base es 
de ca . 0 ' 8 . 

Restos del epíspor io des-
pués de la germinación 
de la espora. 2.76O. Se 
observa la estructura 
1isa de la pared inter 
na y la presenc í a de 
los porós germinat i vos. 
(p) 
Uredospora ge rm i nada 
junto con teleutosporas 
2.^80 X. El ep isporio 
de la espora germínada 
aparece desprovísto de 
espínas míentras se man_ 
tiene el resto de la or 
namentación. 

Aspecto de una uresos-
pora durante la germi-
nacíon 2.300 x. El pro_ 
micel io sale a través 
de un poro germínativo 
provocando la rotu ra 
del episporio. 
Uredo (u) y teleutospo^ 
ras (a) 2-390 x. Las 
teleutosporas presen-
tan en su superf icí^ e 
una fina reticulación 
i rregular. 


Estudio de las esporas de Uromyces Caryphyllinus (Schr.) wint. al microscopio electrónico de barrido, SEM

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