Fenología reproductiva y anatomía floral de las plantas Aloe vera y Aloe saponaria (Aloaceae) en Cumaná, Venezuela

Reproductive phenology and flower anatomy of the plants Aloe vera and Aloe saponaria (Aloaceae) in Cumana, Venezuela. The reproductive phenology and the floral anatomy of two species of Aloe kept under nursery conditions were analized in eastern Venezuela from September 2001 to September 2002. A. vera flowered between December and May; A. saponaria from November through August. In both species, the anthesis lasted 48 h., the anther dehiscence coincided with the opening of the perianth, the stigma receptivity was higher on the second day of anthesis and nectar production reached 0.34 ml/flower. In A. vera 228±77 yellow flowers on long scapes of 76±11 cm and with 1 - 3 shafts were observed; A. saponaria had 94 ± 33 orange flowers on more compact scapes with 3-5 shafts. The pollen/ovule ratio was 4 115.2 in A. vera and 3 247.1 in A. saponaria, thus they can be classified as compulsory xenogams. Frequent visits of Apis mellifera, Trigona sp., Poliste sp., Eumenes sp., Vespa sp., Leucippus fallax and Amazilia tobaci were recorded. Although both species showed a high production of pollen and nectar, and the presence of potential pollinators, by the end of the flowering period, fruits were only observed in A. saponaria, with a 12 % reproductive efficiency. Coupled with the stigmatic receptivity results and the preliminary intra and interspecific crossing experiments, this suggests the existence of protandry and self-incompatibility as reproductive barriers reducing endogamy in these species. Rev. Biol. Trop. 56 (3): 1109-1125. Epub 2008 September 30.

Se analizó la fenología reproductiva y aspectos anatómicos florales en dos especies de Aloe conservadas en condiciones de vivero en el oriente de Venezuela, de septiembre 2001 a septiembre 2002. A. vera floreció de diciembre a mayo; A. saponaria de noviembre a agosto. En ambas especies, la antesis duró 48 h, la dehiscencia de la antera coincidió con la apertura del perianto, la receptividad del estigma fue mayor al segundo días de antesis y la producción de néctar alcanzó 0.34 ml/flor. En A. vera se observaron 228±77 flores de color amarillo sobre escapos extensos de 76±11 cm y 1-3 ejes; a diferencia de A. saponaria con 94±33 flores anaranjadas en escapos más compactos de 62±5 cm y 3-5 ejes. La relación polen/óvulo fue de 4 151.2 en A. vera y 3 247.1 en A. saponaria, clasificándose como xenógamas obligatorias. Se registraron visitas frecuentes de Apis mellifera, Trigona sp., Poliste sp., Eumenes sp., Vespa sp., Leucippus fallax y Amazilia tobaci. A pesar de que ambas especies manifestaron una elevada producción de polen, néctar y la presencia de potenciales polinizadores, al término de la floración, sólo se observaron frutos en A. saponaria, con una eficiencia reproductiva de 12%, lo cual, junto a los resultados de la receptividad estigmática y los ensayos preliminares de cruzamientos intra e interespecíficos, sugiere la existencia de protandría y autoincompatibilidad como barreras reproductivas que reducen la endogamia en estas especies.

[Reproductive phenology and flower anatomy of the plants Aloe vera and Aloe saponaria (Aloaceae) in Cumana, Venezuela]. / Fenología reproductiva y anatomía floral de las plantas Aloe vera y Aloe saponaria (Aloaceae) en Cumaná, Venezuela.

The reproductive phenology and the floral anatomy of two species of Aloe kept under nursery conditions were analized in eastern Venezuela from September 2001 to September 2002. A. vera flowered between December and May; A. saponaria from November through August. In both species, the anthesis lasted 48 h., the anther dehiscence coincided with the opening of the perianth, the stigma receptivity was higher on the second day of anthesis and nectar production reached 0.34 ml/flower. In A. vera 228 +/- 77 yellow flowers on long scapes of 76 +/- 11 cm and with 1 - 3 shafts were observed; A. saponaria had 94 +/- 33 orange flowers on more compact scapes with 3-5 shafts. The pollen/ovule ratio was 4 115.2 in A. vera and 3 247.1 in A. saponaria, thus they can be classified as compulsory xenogams. Frequent visits of Apis mellifera, Trigona sp., Poliste sp., Eumenes sp., Vespa sp., Leucippus fallax and Amazilia tobaci were recorded. Although both species showed a high production of pollen and nectar, and the presence of potential pollinators, by the end of the flowering period, fruits were only observed in A. saponaria, with a 12 % reproductive efficiency. Coupled with the stigmatic receptivity results and the preliminary intra and interspecific crossing experiments, this suggests the existence of protandry and self-incompatibility as reproductive barriers reducing endogamy in these species.

Inestabilidad cariológica durante la formación de células madres del polen en Aloe vera (Aloaceae)

Con el objetivo de esclarecer la posible existencia de anomalías citogenéticas que aminoren la fertilidad del polen de Aloe vera, se analizó la etapa de proliferación celular que lleva a la formación de células madres del polen (CMPs). Se recolectaron botones florales (BF) en 25 plantas de una población ubicada a 10°34’15’’ N, 64°12’08’’ W, los cuales fueron fijados en Carnoy I por 24 h y almacenados en etanol (70 % v/v). Las observaciones se realizaron en preparaciones temporales obtenidas por la tinción del contenido de las anteras suspendidas en orceína acética (1.5 % p/v) por 5 minutos. De las 9 411 células analizadas, 17 % mostraron 1-8 puentes entre cromátidas hermanas, 13 % 1-7 micronúcleos de 0.9-4.8 µm, 8.1 % estaban unidas por puentes y 0.1 % no contenían cromatina. El resto de las células (61.8 %) presentó configuraciones aparentemente normales y sin variaciones morfométricas. La proliferación irregular de una fracción de CMPs (39.2 %) sugiere que las condiciones ambientales de la zona árida donde se realizaron los muestreos inducen inestabilidad cromosómica y cambios fisiológicos que afectan el normal desarrollo de la mitosis premeiótica, generando pérdida o adición de fragmentos, asociados a deficiencias y duplicaciones génicas.

[Karyological instability during pollen mother cells formation in Aloe vera (Aloaceae)]. / Inestabilidad cariológica durante la formación de células madres del polen en Aloe vera (Aloaceae).

In order to clarify possible cytogenetic anomalies that reduce pollen fertility, premeiotic mitosis was studied in Aloe vera plants from a naturalized population in the northeast of Venezuela (10 degrees 34' 15" N and 64 degrees 12' 08" W). Karyological configurations were evaluated during the stage of cell proliferation leading to the formation of pollen mother cells (PMCs). The sampling was carried out in March 2005, choosing inflorescences without mechanical or biological damage from 25 plants selected at random. Flower buds (FB) 2 to 6 mm in length were collected from 7:00 AM through 6:00 PM, their perianths removed, and fixed in Carnoy I (3:1 ethanol/glacial acetic acid) for 24 h and stored in ethanol (70% v/v) until observation. Light microscope observations were done on temporary preparations obtained by overflowing anther content suspended in acetic orcein (1.5% w/v) for 5 min and softly squashing with the cover slip. A total of 9 411 cells were analyzed. Upper mitotic activity was observed in FB from 3.8 +/- 0.09 mm long, collected at 11:00 AM through 1:00 PM; 17% of PMCs showed one to eight sister chromatid bridges from anaphase to telophase; 13%, one to seven micronucleus of variable diameter (0.9 to 4.8 microm); 8.1% were united by thin chromatin filaments, and 0.1% lacked a nucleus. Other evaluated cells (61.8%) had apparently normal mitotic configurations, without considerable morphometric variations. The evident irregular proliferation of a PMCs fraction (39.2%) suggests that environmental stress conditions (day temperatures ranging 32.7 to 39.8 degrees C, high solar radiation and low humidity) induce chromosome instability and physiologic changes that affect the normal development during premeiotic mitosis. As a consequence, loss or addition of chromosome fragments can occur in association with deficiencies and gene duplications.

Efecto de la diferencia de macronutrientes en el desarrollo vegetativo de aloe vera / Effect of macronutrient deficiency on the vegetative development of aloe vera

Se cultivaron plantas de Aloe vera durante seis meses en una solución nutritiva, agua destilada (H2Od) o soluciones deficientes en nitrógeno (-N), fósforo (-P), potasio (-K), calcio (-Ca), magnesio (-Mg) o azufre (-S), para inducir síntomas de deficiencia y evaluar sus efectos en el crecimiento vegetativo. En solución completa las plantas crecieron normalmente, mientras que en H2Od adquirieron una apariencia semejante a las plantas -N, pero con menor desarrollo radical. Las dimensiones foliares, longitud radical, volumen y peso fresco resultaron significativamente afectadas a los dos meses, siendo más evidentes en los medios -N, -P y -K. Se observó enanismo y enrojecimiento foliar en -N y H2Od, brillo y palidez (-P), necrosis basípeta (-K), depresiones irregulares (-Mg), ligera clorosis (-Ca), o palidez y compactación basal (-S). Las raíces fueron gruesas (-N), largas y estrechas (-P), frágiles y delgadas (-K), o densas y alargadas (-S). La condición -Mg fue deletérea, y -N, -P y -K fueron las que más inhibieron el desarrollo foliar y resultaron en menor peso fresco; -Ca afectó moderadamente el crecimiento. El índice peso seco vástago/raíz fue bajo en -N (2,7), mientras que en -P fue similar al de plantas en solución completa (6,1); en -K, -Ca, -Mg, y -S, el índice incrementó con respecto al control. El análisis del contenido de nutrientes corroboró que los síntomas se debieron a su carencia; el elemento faltante incidió negativamente en su contenido foliar y la absorción de otros macronutrientes, especialmente en las relaciones N/P, P/Mg, P/S y Mg/S. A. vera necesita todos los macronutrientes estudiados para un desarrollo óptimo. Los síntomas visuales específicos para la carencia de cada macronutriente facilitan la identificación de condiciones nutricionales en el campo