Agronomla Colombiana, 1993, Volumen X. Número 2: pág. 151- 159 U N1V"ERSl')AD NA':10NAL DE COLOMBIA Instituto de e ienclas Naturales NOTAS SOBRE LA MORFOLOGIA, ANATOMIA y GBfDlJl~QJlI\ DEL AGRAZ (Vaccinium meridionale Swartz.) (1) Notes regarding morphology, anatorny and germination of Agraz (Vaccinium meridionale Swartz). MARTHA L. CH. DE VALENCIA (2) Y FABIO RAMIREZ (3) RESUMEN Se presentan descripciones morfológicas de la se- milla madura de Vaccinium merdiona/e, relaciona- das con parámetros tales como forma, tamaño, color; igualmente su anatomia y ensayos prelimina- res sobre germinación y morfologia de la plántula. Palabras Claves: Agraz, Semilla, Germinación, P/ánfula. SUMMARY Morphologic descriptions of ripe seed of Vaccinium meridiona/e, related to parameters such as form, size, colour, as well as its anatomy and preliminary trials on germination and morphology of seedlings. INTRODUCCION Vaccinium meridionale Swartz (agraz) ha sido rnen- cionado por Romero (1961) Y Sarmiento (1986) como una de las especies productoras de frutos comestibles de zonas frias y templadas de nuestro pais; sin embargo, hasta ahora comienza a obser- varse, con una buena aceptación, interés por este fruto. En los mercados se encuentra en fresco, en dulces y conservas. El suministro proviene principalmente de bosques nativos cercanos a las localidades de Chiquinquirá (Departamento de Boyacá) y Ubaté (Departamento (1) Trabajo financiado por Colciencias-Universidad Nacional de Colombia. (2) Profesora, Departamento de Biologia, Universidad Nacional de Colombia. Sanlafé de Bogotá (3) Estudiante de Biología, Universidad Nacional de Colombia. de Cundinamarca) y actualmente no se aplica técni- ca alguna de cultivo, lo cual en un futuro traerá escasez en su oferta. Especies de este género son comunmente cultivadas en Norteamérica y Europa con tecnicas de cultivo iniciadas a finales del siglo pasado. Este trabajo suministra información general sobre la germinación, morfologia y anatomia de la semilla e igualmente, se adelanta el estudio morfológico y anatómico del fruto. Otra investigación reciente sobre la misma especie fue realizada por Silva (1988), referente a su bromatologia en donde concluye que "la pulpa pre- senta un alto contenido de fibra, potasio y especial- mente un mayor porcentaje de carbohidratos y ácido asc6rbico, lo cual contribuye a producir un sabor agradable". Igualmente recomienda su uso para la obtención de pulpas, materia prima en la manufacturación de productos comojugos, nectares, mermeladas, jaleas. Los estudios realizados involucran, también, las semillas que dado su tama- no, nojustifica ni facilita su separación de la pulpa. Vaccinium meridiona/e Swartz al igual que V.tloribundumH.B.K y Macleaniarupestris(H.B.K) A. C. Smith,son especies cuyo cultivo se debe fomentar, puesto que crecen en suelos rocosos con pendientes y calidades no apropiadas para otros cultivos y además, son especies nativas aptas para reforestación e igualmente, dada su alta productivi- dad en las dos cosechas grandes del ano, tienen la posibilidad de obtenerse de ellas rendimientos eco- nómicos. MATERIALES Y METODOS El material biológico utilizado se obtuvo de frutos provenientes delmercado de Chiquinquirá, Departa- mento de Boyacá. Las semillas se extrajeron de 151 frutos tomados al azar, sin tener encuenta su tama- ño; por lo general, se observan tres tamai'\os de frutos maduros asl; 7-8 mm de diámetro, con peso promedio de 1,6 g en fruto fresco. 10-12 mm de diámetro, con peso promedio 5,1 g en fruto fresco. 13-15 mm de diámetro, con peso promedio de 6,8 grs en fruto fresco. Para el análisis anatómico se usaron semillas embe- bidas en agua durante 24 horas, puesto que su testa en estado seco es dura y no permite una fácil manipulación. Las formas y dimensiones fueron tomadas de semi- llas hidratadas y los ejes medidos son los que se presentan en las figuras. 1 y 2. Dado el tamai'\o de las semillas se colocaron en un portaobjeto y fueron fijadas en una capa delgada de gelatina-glicerina; en esta forma se dibujaron y midieron. Estas mismas semillas (20 de cada tipo), fueron seccionadas a mano alzada para determinar la pre- sencia de endosperma y embrión. También se hicieron bloques de parafina con nume- rosas semillas de cada tipo y se seccionaron con micrótomo de rotación, pero los resultados no fueron buenos porque la testa se separa facilmente y, debido al tamaño de las semillas es complicado darles la orientación apropiada. La terminologia empleada en las descripciones morfológicas de las semillas siguen a Duke (1969) y Niembro (1988) y de la germinación, a Ve (1983). Los dibujos fueron realizados con cámara lúcida Carl-Zeiss-Jena y se presentan con sus escalas respectivas. Para detectar grasas en el endospermo, se utilizó Sudan 111 sobre secciones transversales delgadas, para almidones lugol y para proteinas, previa extrac- ción de grasas, ácido plcrico - eosina. (Roth (1964), Johansen (1940». Las semillas usadas en el montaje de germinación fueron desinfectadas por inmersión en hipoclorito de sodio al1 0% por 3 minutos y luego lavadas con agua destilada. Se sembraron en cajas de petri de 11 cm 152 de diámetro, sobre papel wattman número cuatro con agua destilada. En cada caja, se sembraron so· semillas y se efectuaron tres montajes de semillas "grandes" y tres de pequei'\as seleccionadas a sim- ple vista y solo se tuvo en cuenta el tamaño, sin tener encuenta el color y la forma. Las observaciones se hicieron cada tres dlas desde 15 a 45 dlas despues de sembradas. A partir de semillas obtenidas de frutos deshidratados y guar- dados durante diez meses, se hizo otro montaje para germinación con semillas grandes y pequeñas en condiciones similares a las anteriores, 78 grandes y 110 pequei'\as. La prueba de viabilidad se realizó con 2,3, 5 -trifenil tetrazoliun, para 20 semillas grandes y20 pequeñas, según lo descrito por Córdoba (1976). RESULTADOS Morfología y Anatomía Las semillas de Vaccinium meridionale provienen de rudimentos seminales muy pequeños, anátropos y unitégmicos. Por cada fruto se producen semillas variadas en tamaño, número, color y forma; en algunos frutos se encuentran pocas semillas bien desarrolladas y numerosos rudimentos de color blanquecino. Esta caracterlstica se observó tambien en forma muy marcada para los frutos de V. Floribundum. (Valencia et al para publicación). Sell (1957) describe la anatomia de Vaccinium angustifolium Ait. varo laevifoHum House y compa- rando la anatomla de esta especie con las observa- ciones hechas sobre V. Floribundum H.S.K. y V. meridiona/e Swartz, muestran gran similaridad ana- tómica aplicable a nivel del género Vaccinium. Forma Presenta formas variadas entre aplanadas y tridimensionales con predominancia de las primeras y con contorno oblongo-eHptico. Tamaño Las semillas son muy pequet'\as, menores de 2 mm de largo. Entre ellas se diferencian dos tamaños evidentes, las "grandes" con promedio de 1.87-1.40 mm de largo por 0,87-1 ,40 mm de ancho y las más pequeñas de 1,40-0,84 mm de largo por 1,2-0,5 mm de ancho (Fig 1,2). Dentro de las primeras también se incluyen las de tamaño intermedio. Figura 1. Formas y tamaños de las semillas "grandes" (13 y 19 tridimensionales. Color El color predominante es pardo-dorado, pero algu- nas presentan color pardo más oscuro yotras son de tinte rojizo. de diámetro, el minimo fué de 10 semillas y máximo 55, para un promedio de 37 semillas por fruto. Hilo y Micropilo Numero Como la semilla es tan pequeña, la visualización clara del hilo y el micrópilo debe hacerse al esteroscopio y con la semilla previamente hidratada. El hilo se ubica en una pequeña despresión oblonga y está sltuado en un extremo de la semilla en posición un poco lateral; cercano a él, está el micrópilo, destacable en algunas semillas por formar aliado un pequeño abultamiento; en otros, no es conspicuo y solo se ubica al hacer cortes medianos de la semilla Romero (1961) Y Silva (1988) señalan de 8 a 12 semillas por fruto, número bajo con relación a los valores encontrados. Se examinaron 20 frutos con un diámetro de 8 mm y se encontraron desde dos semillas por fruto hasta 27, con un promedio de 15. En frutos de 10-12 mm 153 l.•• Figura 2. Formas y tamaños de la semillas "pequeñas". (6 y 14 color más claro y obliteradas, sin endosperma, sin embrión). Cubierta Seminal Esta capa mecánica corresponde al desarrollo y transformación de la epidermis extema del único tegumento, por ello debe considerarse la semilla exotestal como lo señala Comer (1976). Es evidente la presencia de taninos en las paredes de las esclereidas, aun en semillas inmaduras. (Fig. 3a y b). La cubierta seminal es relativamente dura, de con- sistencia let'losa y superficie reticulada. (Fig 3C). La parte mecánica está representada por una sola capa de esclereidas mas o menos cuboidales, con sus paredes lateral y tangencial interna muy engro- sadas y de color amarillento y con numerosas punteaduras; debajo de esta capa, se localiza una zona delgada de células obliteradas también colo- readas y de aspecto brillante y homogéneo. Tejido de Reserva Eltejido de reserva está constnndo parel endospenno que es de tipo entero y en posición externa con relación al embrión (Fig.4). 154 Figura 3.a - Corte transversal de la semilla: a - detalle anatómico (zona a'). b- detalle anátomico (zona b'), e- detalle anatómico de la superficie de la testa. (T.- testa, en.- endospermo, E.-embrión.) 155 l' En E. T H e E En. R e T. Figura 4. A- Vista general de lasemHla:a- plano transversal b- planotransmediano. B - Plano mediano. C- Embrión. (M.- micropilo, H- hilo, E- embrión, En-endospermo, T- testa, C- cotiledones, Hi-hipocotilo, R-radrcula.) La consistencia es carnosa y está compuesto por Ifpidos y protefnas; las paredes de sus células son delgadas y con numerosas gotas de grasa en su citoplasma (Fig. 3b). Loanterior concuerda con lodescrito porBell (1957) para V.angustifoHum var./aeivifo/ium, quien señala que estas semillas no poseen embrión, su endosperma está formado por parénquima lignificado y con punteaduras primarias y el espacio donde debla localizarce elembrión se encuentra obliterado. De las semillas examinadas (20 pequeñas y 20 grandes) se observaron dos semillas con endospermo lignificado y sin embrión; posteriormente, en otras observaciones se encontró que este tipo de semillas ocurre en mayor proporción en las llamadas peque- ñas. 156 Bell (op.cit.), también describe otro tipo de semilla en donde los tejidos internos se encuentran desintegra-dos y, por lo tanto, la semilla está colapsada. De este tipo, al menos en las semillas ~ I \ . a e, b 9 Figura 5 - Germinación: a- dos dlas depués de la emergencia de la radlcula. b-4 días c-6 dfas, d-1 Odias, f- 15 días, liberación de la testa g- 18 dlas, plántula con cotiledones libres y verdes. (X15). Embrión examinadas, no se observaron para V.meridionale redondeado, margen entero, sin ángulo de separa- ción entre si; su longitud es de un tercio con relación a la longitud total del embrión. El epicótilo no forma plúmula y no hay demarcación entre hipocótilo y radfcula (fig.4c). Es del tipo axial, localizado en el eje central de la semilla, lineal, oblongo y 'recto (en las semillas tridimensionales observadas, el embrión está levemente curvado). Germinación Los cotiledones son de igual tamaño, de ápice La germinación se inicia entre 20 - 22 dlas después de la siembra y abarca hasta 42-45 días, El porcen- 157 taje de germinación es mayor en las semillas gran- des (62%) Y elvigor de las plántulas es evidente. Para las semillas pequen as su porcentaje de germinación es de 20% y las plántulas tienen menor porte y con ralces más cortas y más suceptibles de ser ataca- das por hongos. Las semillas procedentes de frutos deshidratados y guardadosdurantediez meses mostraron porcenta- jes de germinación un poco más bajos para las semillas más grandes (54%), pero más altas para las pequeñas (23%). Los resultados de prueba de viabilidad con 2, 3, 5- trifenil tetrazolium arrojaron los siguientes resulta- dos: 85% para semillas grandes viables y un 90% para semillas pequeñas viables. Se analizaron las semillas no viables y correspondieron aaquellas que no poseen embrión y que fueron descritas anterior- mente. Según lo descrito por Duke (1969), V. meridionale posee germinación fanerocotilar, puesto que los cotiledones emergen de la semilla. Una vez se liberan de la testa aparecen extendidos y de color verde, en tanto que el hipoc6tilo se torna rojizo, color que adopta la plántula durante mucho tiempo, debido a la presencia de antocianinas. El epicótilo y la plúmula conforman ladiminuta yema apical (Fig.5). No se desarrollan catáfilos, lo cual concuerda con Hallé et a,1(1978), quien señala que en especies eplgea, s estos no se presentan y, por encima de los cotiledones solo aparecen nomófilos (Fig.6). Según Ye (1983), la arquitectura de la plántula corresponde al tipo Magnolia, la cual se caracteriza por poseer semillas con abundante endosperma, embrión pequeño y los cotiledones con funciones de absorción y fotosintesis. Los cotiledones son opuestos, el segundo par de hojas (e6filos) es opuesto ydecusado con respecto a los cotiledones; la sucesión foliar se continua con hojas alternas (Fig.6). CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES - La anatomia de la semilla madura de Vaccinium meridionale no se aparta de la descrita por (Bell 1957) para Vaccinium angustifolium Ait. varo laevifolium House. 158 a Figura 6. Plántulas. a - a los 28 dias de germinación con su primer par de hojas opuestas, eofilos. b- a los 48 días, el segundo par de hojas, ya presenta distribución alterna. <=). - Además de las semillas normales, Bell (op. cit.) reporta la presencia de semillas pequeñas colapsadas y con lostejidos intemosdesintegrados y semillas lignificadas. Las del primer tipo no fueron detectadas, las del segundo tipo si. Esto se debió al número bajo de semillas analizadas, en compara- ción con el número que él estudio. - El tipo de germinación es fanerocotilar - La conformación de la plántula corresponde al tipo Magnolia. - La semilla es muy pequeña, menor de 2mm de longitud. - Se presentan dos tipos de semillas: las mas "grandes" oscilan entre 1,87-1 ,40 mm de largo por 0,87 - 1,40 mm de ancho y las pequeñas de 1,40 - 0,84 mm de largo por 1,2 - 0,5 mm de ancho. -Las semillas pequeñas presentan el indice de germinación más bajo con relación a las de mayor tamaño. - La mayoria de las semillas son aplanadas aunque, pueden presentarse algunas tridimencionales. - La semilla de V. meridionale es exotestal. - El embrión es de tipo axial-lineal, oblongo y recto. - En la semilla las sustancias de reserva estan representadas por el endospermo, compuesto principalmente por aceites y protelnas. - La prueba de viabilidad, para semillas provenientes de frutos desidratados y almacenados durante diez meses, mostró porcentajes altos: 85% semilla grande y 90% semilla pequeña. - Comparando los porcentajes de germinación de semillas frescas y semillas almacenadas en condi- ciones de laboratorio por diez meses, la pérdida del vigor no es muy apreciable. - Para estudios fenológicos o anatómicos desde plántula, es recomendable hacer la siembra direc- tamente en capote - tierra, por cuanto las plántulas son muy frágiles y altransplantarlas desde las cajas de petri son pocas las que sobreviven. - Se recomienda usar suelo - capote proveniente del medio natural donde crece esta especie, por cuanto en las Ericáceas está reportada la presencia de Micorrizas, responsables del vigor de la plántula y del establecimiento exitoso de la misma en el medio. - Con los rangos de tamaños suministrados y cono- ciendo que el mayor porcentaje de germinación se presenta en las semillas grandes, solo, basta con usar el tamiz apropiado para separar estas semillas para efectos de la producción de plántulas. LITERATURA CITADA 1-BeIl, H. P. The development of Blueberry Seed. Can. J. Botany 35: 139 - 153. 1957. 2-Cordoba, C. Fisiología Vegetal. H. Blume Ediciones, Madríd. 1976. 3-Corner, E. J. H. The seeds of dycotyledons. Vol. I Cambridge University Press, Cambridge. 1976. 4-Duke, J. On tropical tree seedlings I seeds, Seedlings Systems and Sistematics. Ann. Missouri Bol. Gard. 56(2): 125 -161.1969. 5-Halle, F. et al. Tropical trees and Forest. Springer, Verlag, Berlin. 1978. 6-Johansen, D. A. Plant Microtechnique Mc. Graw HiII Publication Book Ca, New York. 1940. 7-Niembro, A. Semillas de Arboles y Arbustos. Ontogenia y Estructura. Editorial Limusa, Mexico. 1988. 8-Romero, R. Frutas Silvestres de Colombia. Vol. I Edi- torial San Juan Eudes, Bogotá. 1961. 9-Sarmiento, E. Frutas en Colombia. Ediciones Cultural Colombiana Llda. Bogotá. 1986. 10-Silva, M. L. Estudio Bromatológico de tres especies de frutos comestibles de los páramos de Cundi- namarca. Trabajo de Grado, Magister Biología. 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