Ultrastructure of Oryza glumaepatula, a wild rice species endemic of tropical America

ABSTRACT

Oryza glumaepatula is a perennial wild rice species,endemic to tropical America, previously known as the Latin American race of Oryza rufipogon .In Costa Rica, it is found in the northern region of the country, mainly in the wetland of the Medio Queso River, Los Chiles, Alajuela. It is diploid, of AA type genome and because of its genetic relatedness to cultivated rice it is included in the O.sativa complex. We describe the ultrastructure of leaf blade, spikelet, ligule and auricles. Special emphasis is given to those traits of major taxonomic value for O.glumaepatula and to those characters that distinguish this species from O. rufipogon and O. sativa . O. glumaepatula has a leaf blade covered with tombstone-shaped, oblong and spheroid epicuticular wax papillae. It has diamond-shaped stomata surrounded by spherical papillae, rows of zipper-like silica cells, bulky prickle trichomes of ca .40 µm in length and small hirsute trichomes of ca. 32 µm in length.The central vein is covered with large,globular papillae of ca. 146 µm in length,a characteristic that distinguishes this species from O.rufipogon and O.sativa. The border of the leaf blade exhibits a row of even-sized bulky prickle trichomes of ca .42.5 µm in length.Auricles have attenuated trichomes of ca .5.5 mm in length on the edges and small bicellular trichomes of 120 µm in length on the surface.The ligule has a large number of short attenuated trichomes on its surface of 100 µm in length.These latter two traits have important taxonomic value since they were found in O.glumaepatula but not found in O.sativa or in O.rufipogon . The spikelet has the typical morphology of the Oryza genus. Fertile lemmas have abundant spines, a trait shared with O.rufipogon but not with O.sativa. The sterile lemmas are wing-shaped with serrated borders,a characteristic that distinguishes this species from O. rufipogon and O.sativa. All the ultrastructure characters observed in O.glumaepatula from Costa Rica are also common to the specimens from Brazil

RESUMEN

O.glumaepatula es una especie de arroz silvestre perenne, endémica de América Tropical, conocida anteriormente como la O.rufipogon americana. En Costa Rica se le encuentra en la zona norte del país, principalmente en los humedales del río Medio Queso, Los Chiles, Alajuela. Es una especie diploide de genoma AA y por su cercanía genética con el arroz cultivado se le incluye en el complejo de O.sativa. El propósito de este trabajo es realizar una descripción ultraestructural de la morfología de la lámina foliar, espiguilla, lígula y aurículas. Se enfatizó en aquellas características de valor taxonómico para O.glumaepatula , destacando las características que la distinguen de O.rufipogon y O.sativa. Esta especie presenta la lámina foliar cubierta de papilas de cera en forma de lápida, alargadas y esferoides, tiene estomas romboidales rodeados de papilas esféricas, hileras de células de sílice de forma crenada, tricomas espinosos abultados de ca.40 m m y tricomas hirsutos pequeños de ca.32 m m. La vena central se encuentra cubierta de papilas globulares de ca.146 m m, característica que la distingue de O.rufipogon y O.sativa. El borde de la lámina presenta una hilera de tricomas espinosos abultados de tamaño homogéneo de ca. 42.5 m m. Las aurículas rizoides tienen tricomas atenuados largos en los bordes de ca. 5.5 mm y tricomas bicelulares en la superficie de ca.120 m m, esta última característica es de valor taxonómico. La lígula presenta en su superficie gran cantidad de tricomas atenuados cortos de ca.100 m m. La espiguilla presenta la morfología típica del género, las lemas fértiles tienen espinas abundantes y largas, característica que la comparte con O.rufipogon pero no con O.sativa. Las lemas estériles son aladas, de bordes dentados, característica que la distingue de O.rufipogon y de O.sativa. Las características ultraestructurales observadas en O.glumaepatula son comunes con la O.glumaepatula de Brasil