Mycorrhizal association in gametophytes and sporophytes of the fern Pteris vittata (Pteridaceae) with Glomus intraradices

Ferns, which are usually colonizing different environments and their roots frequently present mycorrhization, have two adult stages in their life cycle, the sporophytic and the gametophytic phase. This paper describes the experimental mycorrhizal association between Pteris vittata leptosporangiate fern and a strain of Glomus intraradices during the life cycle of the fern, from spore germination to the development of a mature sporophyte. The aim of this study was to compare the colonization pattern of in vitro cultures of G. intraradices along the fern life cycle with those found in nature. For this, mature spores were obtained from fertile P. vittata fronds growing in walls of Buenos Aires city, Argentina. Roots were stained and observed under the light microscope for arbuscular mycorrhizal colonization. Approximately, 75 fern spores were cultured in each pot filled with a sterile substrate and G. intraradices (BAFC N° 51.331) as inoculum on the surface. After germination took place, samples were taken every 15 days until the fern cycle was completed. In order to determine colonization dynamics each sample was observed under optical and confocal microscope after staining. Gametophyte was classified as Adiantum type. Male and female gametangia were limited to the lower face, mycorrhizal colonization started when they were differentiated and took place through the rhizoids. Spores and vesicles were not found in this cycle stage. Paris-type mycorrhizal colonization was established in the midrib and in the embrionary foot. It was colonized by external mycelium. When the first root was developed soil inoculum colonized de novo this structure and Arum-type colonization was observed. This study proves that the type of colonization is determined by the structure of the host, not by the fungus. Both the gametophyte and embryo foot have determined growth and Paris-type colonization, while, sporophyte roots have undetermined growth and Arum-type colonization. The structures found in vitro cultures were highly similar to those found under natural conditions. Rev. Biol. Trop. 60 (2): 857-865. Epub 2012 June 01.

Los helechos presentan dos etapas en su ciclo de vida, una fase esporofítica y una gametofítica. Estos por lo general pueden colonizar diferentes ambientes y frecuentemente presentan raíces micorrizadas. Este estudio describe la asociación experimental entre Pteris vittata, un helecho leptosporangiado y una cepa de Glomus intraradices durante el ciclo de vida del helecho, desde la germinación de las esporas hasta el desarrollo del esporofito maduro. El objetivo de este estudio fue comparar los patrones de colonización de G. intraradices a lo largo de todo el ciclo de vida del helecho con los tipos encontrados en la naturaleza. Las esporas maduras fueron obtenidas de frondes fértiles de P. vittata que crecen sobre las paredes de la ciudad de Buenos Aires, Argentina. Las raíces se tiñeron y fueron observadas bajo microscopio óptico para el estudio de la colonización micorrízica. Aproximadamente 75 esporas de helecho se cultivaron en macetas con un sustrato estéril y con un inóculo de G. intraradices (N° 51.331 BAFC) en la superficie. Después de la germinación, se tomaron muestras cada 15 días hasta que se completó el ciclo de vida del helecho. Con el fin de determinar la dinámica de la colonización, cada muestra se observó con el microscopio óptico y el microscopio de confocal luego de la tinción correspondiente. El gametofito fue clasificado como del tipo “Adiantum”. Los gametangios femeninos y masculinos se desarrollaron en la cara inferior del mismo. La micorrización comenzó cuando los gametangios estaban ya diferenciados y la colonización se produjo a través de los rizoides. Las esporas y las vesículas no se encontraron en esta fase del ciclo. La micorrizacion tipo Paris se observó sobre la línea de la nervadura central. El pie del esporofito fue colonizado por el micelio externo. Cuando la raíz se desarrolló, se colonizó “de novo”, y se observó una colonización de tipo Arum. Este estudio demuestra que el tipo de colonización está determinado por la estructura del helecho y no por el hongo. Tanto el gametofito como el pie del embrión tienen crecimiento definido y colonización tipo Paris, mientras que las raíces del esporofito presentan un crecimiento indeterminado y una colonización tipo Arum. Las estructuras que se encontraron bajo cultivo coinciden con las que se encontraron en condiciones naturales.

Ontogenia del esporangio y esporogénesis del licopodio Huperzia brevifolia (Lycopodiaceae) de las altas montañas de Colombia

Sporangia ontogeny and sporogenesis of the lycopodium Huperzia brevifolia (Lycopodiaceae) from the high mountains of Colombia. Huperzia brevifolia is one of the dominant species of the genus Huperzia living in paramos and superparamos from the Colombian Andes. A detailed study of the sporangium’s ontogeny and sporogenesis was carried out using specimens collected at 4200m above sea level, in Parque Natural Nacional El Cocuy, Colombia. Small pieces of caulinar axis bearing sporangia were fixed, dehydrated, paraffin embedded, sectioned in a rotatory microtome, and stained using the common Safranin O-Fast Green technique; handmade cross sections were also made, stained with aqueous Toluidine Blue (TBO). The sporangia develops basipetally, a condition that allows observation of all the developmental stages taking place throughout the caulinar axis of adult plants. Each sporangium originates from a group of epidermal cells, axilar to the microphylls. These cells undergo active mitosis, and produce new external and internal cellular groups. The sporangium wall and the tapetum originate from the external group of cells, while the internal cellular group leads to the sporogenous tissue. Meiosis occur in the sporocytes and produce simultaneous types tetrads, each one giving rise four trilete spores, with foveolate ornamentation. During the sporangium ripening, the outermost layer of the wall develops anticlinally, and inner periclinal thickenings and the innermost one perform as a secretory tapetum, which persists until the spores are completely mature. All other cellular layers colapse. Rev. Biol. Trop. 57 (4): 1141-1152. Epub 2009 December 01.

Se describe la ontogenia y la esporogénesis en H. brevifolia, en material recolectado en el Parque Nacional Natural El Cocuy (Boyacá-Colombia) a 4200m de altitud. Los esporangios se desarrollan de forma basípeta sobre el eje caulinar: los iniciales y juveniles se localizan en el ápice y los adultos a maduros, en la base. El desarrollo se inicia a partir de un grupo de células epidérmicas localizadas en las axilas que forman los microfilos con el eje caulinar. Estas células se dividen activamente por mitosis formando una masa celular externa y otra interna. La primera da origen a la pared del esporangio, de varios estratos celulares; de éstos, el estrato externo desarrolla engrosamientos en las paredes anticlinales y en la periclinal interna. El estrato celular interno se diferencia para formar el tapete secretor. Los demás estratos celulares de la pared se degradan durante la maduración del esporangio. La masa celular interna da origen al tejido esporógeno que forma los esporocitos, que experimentan la meiosis I hasta la etapa de díada. La meiosis II concluye con la formación de tétradas, constituidas por esporas en disposición tetraédrica. Las esporas son foveoladas con abertura trilete y son liberadas del esporangio a través de la dehiscencia.

Pteridofitas indicadoras de alteración ambiental en el bosque templado de San Jerónimo Amanalco, Texcoco, México

Pteridophytes that indicate environmental alteration in the temperate forest of San Jerónimo Amanalco, Texcoco, México. Pteridophytes that indicate environmental alteration in the San Jerónimo Amanalco temperate forest, Texcoco, Mexico. The patterns of distribution of 26 pteridophyte species were studied as possible indicators of environmental alteration in the temperate forest of San Jerónimo Amanalco, Texcoco, State of Mexico. The presence and abundance of the pteridoflora was studied in relation to edaphic, topographic and vegetation variables in 100 sampling locations within an area of 494 hectares. The relationship between these variables was studied using Canonical Correspondence Analysis. Five landscapes were recognized in the study zone according to the degree of deterioration: severe erosion, erosion, mountain with moderate reversible deterioration, mountain with no evident deterioration, and canyon with no evident deterioration. Cheilanthes bonariensis and Pellaea ternifolia are indicators of environmental degradation. The taxa that only grow in landscapes without apparent alteration are Adiantum andicola, Adiantum poiretii, Argyrochosma incana, Asplenium blepharophorum, Dryopteris pseudo filix-mas, Equisetum hyemale and Pteris cretica. Rev. Biol. Trop. 56 (2): 641-656. Epub 2008 June 30.

Se estudiaron los patrones de distribución de 26 especies de pteridofitas como posibles indicadoras de alteración ambiental en los bosques templados de San Jerónimo Amanalco, Texcoco, Estado de México. La presencia y abundancia de la pteridoflora se relacionó con variables edáficas, topográficas y de vegetación en 100 sitios de muestreo en un área de 494 ha. Con base en el Análisis Canónico de Correspondencia se pudo explorar la relación entre variables. Se determinaron cinco paisajes en el área de estudio con base al grado de deterioro: erosión severa, erosión, montaña con deterioro moderado reversible, montaña sin deterioro aparente y cañada sin deterioro aparente. Cheilanthes bonariensis y Pellaea ternifolia son indicadores de deterioro ambiental. Los táxones que únicamente crecen en paisajes sin alteración aparente son: Adiantum andicola, Adiantum poiretii, Argyrochosma incana, Asplenium blepharophorum, Dryopteris pseudo filix-mas, Equisetum hyemale y Pteris cretica.