Comparative anatomy of leaflets of Zamia acuminata and Z. pseudomonticola (Zamiaceae) in Costa Rica

The genus Zamia is morphologically and ecologically the most diverse of the order Cycadales. Throughout its history this genus has been restricted to the New World and is presently almost entirely restricted to the Neotropics. Unusual anatomical traits of the leaflets, such as the sunken stomata and thick cuticle, are common in this and related genera. The objective of this research was to study and compare the leaflet anatomy of Zamia acuminata and Z. pseudomonticola and establish possible phylogenetic relationships between the anatomical traits and the near relatives of these species. The leaf material was obtained from living plants and then processed for electron microscopy study. We found that both species are very similar to each other and to Z. fairchildiana, and that they share several unusual traits with other species of the genus, such as the parenchyma morphology, the spatial distribution of tissues between the veins and the stomata morphology. The main differences between these species were seen in their fiber clusters and in the abundance of trichome basal cells on the epidermis. The anatomical similarities between the three species could be the result of their close phylogenetic relationship and the divergences between them could be the result of recent speciation during the Pleistocene, resulting from geological changes in Southern Costa Rica.

Zamia es morfológica y ecológicamente el género más diverso del orden Cycadales. Este género siempre ha estado restringido a América, pero en la actualidad habita principalmente en la región neotropical. Características anatómicas inusuales en los foliolos como los estomas hundidos y las cutículas gruesas son comunes en Zamia y géneros afines. El objetivo de este trabajo consiste en comparar la anatomía de los foliolos de Zamia acuminata y Z. pseudomonticola y establecer posibles relaciones filogenéticas entre las características anatómicas y los parientes cercanos de esta especie. Las hojas de las especies seleccionadas fueron obtenidas de plantas vivas y luego procesadas para el estudio por microscopía electrónica. Ambas especies son muy similares entre sí y respecto a Z. fairchildiana y comparten varias características en común con otras especies del género como son la morfología del parénquima, de los estomas y la distribución espacial de tejidos alrededor de las haces vasculares. Las diferencias más notables entre especies se vieron a nivel de sus paquetes de fibras y en la abundancia de células basales de los tricomas en la epidermis. Las similitudes anatómicas entre estas tres especies pueden ser el resultado de su cercanía filogenética y las diferencias podrían ser el resultado de especiación durante el Pleistoceno, producto de los eventos geológicos y cambios sucedidos en el sur de Costa Rica en esa época.

Ultrastructure and histology of organogenesis induced from shoot tips of maize (Zea mays, Poaceae) / Ultraestructura e histología de la organogénesis inducida a partir de puntas de brotes de maíz (Zea mays, Poaceae)

Shoot tips of maize (Zea mays L.) were cultured on Murashige and Skoog medium supplemented with 2 mg/l BA +1 mg/l 2,4-D +40 mg/l, to investigate phases of ontogenetic development. The study used light microscopy as well as scanning and transmission electronic microscopy techniques. Shoot tips of maize are composed of small cells with a dense cytoplasm and a prominent nucleus. The process of organogenesis began with swelling of the shoot tip, as the first evidence of organogenic calli formation observed three weeks after culture get started. There were two morphologically different types of cells within the organogenic calli. The layer consisted of large cells with small nucleus, free-organelle cytosol, irregular plasmatic membrane, trichome-like structures, and thick cell walls. In the inner cell layer, small and isodiametric cells with a prominent nucleus, small vacuoles, endoplasmatic reticulum, Golgi, mitochondrias and chloroplasts were observed. The presence of trichomes in the more active morphogenic zones could indicate an organogenic potential. Rev. Biol. Trop. 57 (Suppl. 1): 129-139. Epub 2009 November 30.

Los ápices de vástagos de maíz (Zea mays L.) fueron cultivados con el medio Murashige y Skoog, utilizando como suplemento 2 mg/l BA +1 mg/l 2,4-D +40 mg/l, con el fin de investigar el proceso organogénico durante las diferentes fases del desarrollo ontogenético. El estudio utilizó tanto microscopía de luz, como técnicas de microscopía electrónica. Los análisis histológicos revelaron que los vástagos de maíz están compuestos de pequeñas células con citoplasma denso y núcleo prominente. El proceso de organogénesis inicia con el engrosamiento del ápice del vástago, como primera evidencia de la formación organogénica del calli observada tres semanas después del inicio del cultivo. El estudio ultraestructural muestra dos tipos de células morfológicamente diferentes en el calli organogénico. La capa externa consiste de células grandes con núcleo pequeño, citosol sin organelas, membrana plamática irregular, estructuras similares a tricomas y paredes celulares delgadas. Mientras que en la capa interna se observaron células pequeñas e isodiamétricas con un núcleo prominente, vacuolas pequeñas, retículo endoplasmático, Golgi, mitocondrias y cloroplastos. Observaciones de microscopía electrónica revelan la organización externa de la organogénesis del calli del maíz. Los resultados obtenidos en el presente estudio contribuyen con la comprensión del proceso de organogénesis en los ápices de los vástagos del maíz. Este estudio mejorará nuestro conocimiento acerca de los estados anatómicos óptimos para la integración estable de genes externos. Además, provee información de las condiciones apropiadas en el cultivo in vitro para la regeneración de plantas transgénicas. Este estudio sugiere que la presencia de tricomas en las zonas morfogénicas más activas podría indicar su potencial organogénico.