Implicación de las punteaduras intervasculares y los radios

Implicación de las punteaduras intervasculares y
los radios medulares en la resistencia de los
olmos a la grafiosis
MARTÍN, J.A.1, SOLLA, A.2, ESTEBAN, L. G3., DE PALACIOS, P.3 y GIL, L.4
E.T.S.I. Montes
Universidad Politécnica de Madrid
1
Centro de Investigación Forestal, INIA, Carretera de la Coruña Km 7,5, 28040 Madrid.
2
Ingeniería Técnica Forestal. Universidad de Extremadura, Avenida Virgen del Puerto 2, 10600 Plasencia. ([email protected])
3
Tecnología de la Madera, ETSI de Montes, Universidad Politécnica de Madrid, Paseo de las Moreras s/n, 28040 Madrid.
4
Anatomía, Fisiología y Genética Vegetal, ETSI de Montes, Universidad Politécnica de Madrid, Paseo de las Moreras s/n, 28040 Madrid.
La grafiosis del olmo es una enfermedad vascular causada por Ophiostoma novo-ulmi, hongo que coloniza el xilema del
árbol causando la cavitación de los vasos. Los factores anatómicos implicados en la resistencia de los olmos a la grafiosis no se
conocen en profundidad.
OBJETIVOS DEL TRABAJO:
Estudiar, mediante técnicas microscópicas, el proceso de colonización del xilema por O. novo-ulmi, así como diferencias
anatómicas entre clones de Ulmus pumila y U. minor resistentes a la grafiosis y clones de U. minor susceptibles a la
grafiosis, considerando por primera vez la posible implicación de las punteaduras intervasculares y los radios medulares en la
resistencia.
RESULTADOS:
Ramillos de árboles resistentes y susceptibles inoculados con O. novo-ulmi mostraron un patrón similar de colonización por el
hongo. En ambos grupos de árboles, se observó una gran proliferación de hifas del hongo en los grandes vasos de la madera
temprana (40-80 µm de diámetro), tanto sobre las paredes celulares como en el lumen del vaso (figura 1A). El paso de microhifas a
través de las punteaduras intervasculares se identificó como el principal medio de penetración de un vaso a otro (figura 1B). Las
hifas del hongo fueron también observadas con relativa frecuencia en vasos pequeños y fibras, y creciendo en células de
parénquima longitudinal y radial conteniendo abundantes granos de almidón (figura 1C y D).Olmos resistentes mostraron,
respecto a olmos susceptibles, menores valores medios de diámetro de membrana de punteaduras, área de apertura de
punteaduras, abundancia de membrana de punteaduras por área de pared de vaso, anchura de radios y área
tangencial de radios (Figura 2; Tabla 1).
Ulmus pumila
Figura 1. Fotografías realizadas mediante microscopio electrónico de barrido (A, B) y
microscopio óptico (C, D) mostrando el xilema de Ulmus minor colonizado por hifas de
Ophiostoma novo-ulmi. (A) Pequeñas hifas (flecha blanca) y una estructura similar a
una gran hifa (flecha negra) creciendo en el interior de dos vasos de madera temprana.
La pared del vaso parece estar recubierta de un gruesa capa (punta de flecha blanca)
en conexión con una estructura circular y membranosa (punta de flecha negra),
probablemente como consecuencia de la infección. (B) Microhifa traspasando una
membrana de punteadura. (C) Corte radial mostrando hifas del hongo (flecha)
atravesando células radiales conteniendo abundantes granos de almidón (punta de
flecha). (D) Corte tangencial mostrando hifas creciendo en el lumen de un vaso (V),
penetrando una pared celular (flecha) de una célula de un radio (r), y en células de
parénquima axial (punta de flecha). Barras: Figs. 1A, 1C, 1D, 20 µm; Fig. 1B, 2 µm.
U. minor resistente
U. minor susceptible
Figura 2. Fotografías
realizadas mediante
microscopio óptico
mostrando la morfología
de las punteaduras (A-C)
y de los radios (D-F) en
U. pumila (A, D),U. minor
resistente (B, E), y U.
minor susceptible (C, F).
Figuras 2A-2C: sección
radial, barras = 7 µm;
Figuras 2D-2E: sección
tangencial, barras = 70
µm.
Tabla 1. Parámetros medios del xilema (y rango de valores) medidos en cuatro clones de Ulmus pumila,
cinco de Ulmus minor resistentes y cinco de U. minor susceptibles. Letras diferentes dentro de cada línea
indican diferencias significativas (P < 0.05) entre grupos de árboles.
Característica del xilema
Diámetro horizontal de la
membrana de la punteadura
(µm)
Área de la apertura de la
punteadura (µm2)
Abundancia de membrana de
punteadura(%)
Altura de radios (µm)
Anchura de radios (µm)
Área tangencial de radios (%)
Densidad del xilema (g cm-3)
U. pumila resistentes
U. minor resistentes
U. minor
susceptibles
7,2 (4,8-9,4) a
7,2 (4,5-11,3) a
7,7 (5,9-10,1) b
2,4 (0,8-4,8) a
2,7 (0,8-5,8) b
3,1 (1,3-9,6) c
60,2 (53,1-73,0) a
52,4 (42,8-72,4) a
71,4 (53,7-80,8) b
234,7 (45,9-896,7)
18,5 (8,2-35,7)
7,5 (6,3-9,2)
0,59 (0,57-0,62)
b
a
a
a
203,7 (57,8-751,8)
18,0 (6,8-49,0)
8,5 (7,4-10,0)
0,62 (0,60-0,64)
a 232,13 (35,0-107,5)
a
24,2 (7,5-45,7)
a
11,8 (9,7-15,3)
b
0,60 (0,57-0,64)
b
b
b
a
DISCUSIÓN
La estructura de las punteaduras observada en olmos resistentes podría reducir la expansión pasiva de los propágulos de
O. novo-ulmi por el flujo de savia, disminuir la probabilidad de penetración de la pared del vaso por parte del hongo, y
reducir la vulnerabilidad del xilema a la cavitación, respecto a olmos susceptibles. La estructura de los radios observada en
olmos resistentes podría reducir la cantidad de nutrientes disponibles para el crecimiento del hongo y su capacidad de
colonización radial, respecto a olmos susceptibles. La estructura de la punteadura debe ser considerada junto con la estructura
del vaso en estudios anatómicos sobre la expansión de O. novo-ulmi en el xilema, y sobre la vulnerabilidad del xilema a la
cavitación por grafiosis.