V. de los A. Páez, A. R. Andrada: Estudios cariológicos en dos especies de Clematis

Páez, Valeria de los A.; Aldo R. Andrada

Instituto de Genética. Fundación Miguel Lillo. Miguel Lillo 251. (4000) San Miguel de Tucumán. Argentina.

Autor corresponsal: paezvaleria@hotmail.com

Recibido: 05/12/14 – Aceptado: 19/06/15

Estudios cariológicos en dos especies de Clematis

(Ranunculaceae)

Resumen — Páez, Valeria de los A.; Aldo R. Andrada. 2015. “Estudios cariológicos en

dos especies de Clematis (Ranunculaceae)”. Lilloa 52 (1). El género Clematis L. de distribu-

ción cosmopolita, esta adaptado a diversos hábitats en regiones templadas y frías. Las es-

pecies estudiadas del género estudiadas en el presente trabajo, C. haenkeana C. Presl y C.

montevidensis Spreng. var. montevidensis son nativas de Sudamérica y presentan amplia dis-

tribución en Argentina. Los antecedentes citogenéticos del género establecieron un número

básico estable x = 8, y para las especies sudamericanas se citan escasas referencias cito-

lógicas. El objetivo del trabajo es caracterizar y analizar comparativamente ambas especies

del género que habitan el Noroeste argentino. Las preparaciones microscópicas se obtuvieron

mediante el empleo de técnicas convencionales. El análisis citológico determinó que ambos

taxones presentan complemento cromosómico diploide 2n =16, fórmula cariotípica de 5m +

1st + 2t, índice de asimetría bajo y un marcado polimorfismo de un par cromosómico te-

locéntrico portador de satélite.

Palabras clave: Cariotipo, Clematis haenkeana, Clematis montevidensis var. montevidensis,

fórmula cariotípica, número esporofitico.

Abstract — Paez, Valeria de los A.; Aldo R. Andrada. 2015. “Karyological studies in

two species of Clematis (Ranunculaceae)”. Lilloa 52 (1). Species of the genus Clematis are

cosmopolitan, growing in temperate and cold regions and being adapted to different habitats.

The species of the genus included in the present study, Clematis haenkeana C. Presl and Clem-

atis montevidensis Spreng. var. montevidensis, are native of South America, having a wide dis-

tribution in Argentina. Previous works indicate a stable base number x = 8, with only a few

cytological references for southamerican species. This paper aims to comparatively and com-

pare both species of the genus which live in Northwest of Argentina. The slides were ob-

tained by conventional techniques. Cytological analyses have determined that both taxa

present diploid chromosome complement 2n = 16, with karyotypic formula composed by 5m

+ 1st + 2t, low asymmetry indices and a marked polymorphism in a pair of telocentric chro-

mosomes which bears a satellites.

Keywords: Clematis haenkeana, Clematis montevidensis var. montevidensis, karyotype,

karyotypic formula, sporophytic number.

INTRODUCCIÓN

La familia Ranunculaceae incluye

aproximadamente 2500 especies de distribu-

ción cosmopolita. El género Clematis L. está

representado por alrededor de 350 especies

adaptadas a diversos hábitats en regiones

templadas y en zonas tropicales montañosas

(Sheidai et al., 2009). Se cita para Argentina

seis especies, dos de las cuales crecen en el

Noroeste argentino (NOA): C. haenkeana C.

Presl y C. montevidensis Spreng. var. monte-

vidensis (Lourteig, 1951; Lehnebach, 2008).

Esta última ocupa una extensa región que

incluye Brasil, Perú, Paraguay, Bolivia, Uru-

guay y Argentina. En nuestro país esta pre-

sente en todas las provincias fitogeográficas

excepto en la andina, antártica y patagóni-

ca. Clematis haenkeana vive en el norte de

Sudamérica en los países de Colombia,

Ecuador, Perú, Bolivia y Argentina, donde

alcanza en el NOA a lo largo de la cordille-

ra de los Andes, las provincias de Catamar-

ca, Jujuy, Salta, incrementando su radio de

distribución en la provincia de Tucumán (Lo-

urteig, 1951; 1956).

Lilloa 52 (1): 62–69, 2015

Ambos taxones están representados por

largas lianas de aproximadamente 5 metros

de longitud, con flores verde-amarillentas,

hermafroditas o unisexuadas (Lourteig,

1951). Son nativas y pueden habitar altitu-

des de hasta 3.000 msm (Lehnebach, 2008).

Los análisis sistemáticos y cladísticos dan

cuenta que Ranunculaceae representa una

familia monofilética (Hoot, 1991). Mientras

que, los estudios citológicos determinaron la

separación de la familia en dos grandes gru-

pos basados en el tamaño de los cromoso-

mas y el número básico. Por ello Langlet

(1932) incluye en el grupo T al género ca-

racterizado por cromosomas cortos, peque-

ños y número básico x = 7 o 9 como Thalic-

trum, mientras en el grupo R, los cromoso-

mas son grandes, largos y número básico x

= 8 propio de Ranunculus y Clematis.

Los antecedentes citogenéticos del género

Clematis son escasos y el conocimiento que

se dispone, proviene de especies de Asia,

Europa y América del Norte (Dawson, 1993;

Roy y Sharma, 1971; Kumar et al., 2008;

Mikeda et al., 2006; Rani et al., 2011) y

para América del Sur sólo se registra el re-

cuento gametofítico de n = 8 II para C.

montevidensis en la flora de Argentina y Pa-

raguay (Hunzinker et al., 1985; Molero et

al., 2006). La mayoría de las especies estu-

diadas son diploides y solamente el 10 %

poliploides, con ejemplos de 2n = 48 para

C. paniculata Thunb. y C. terniflora DC y 2n

= 32 en C. songarica Bunge (Mikeda et al.,

2006; Rani et al., 2011). Entre las referen-

cias preliminares, se destaca la presencia de

pares cromosómicos portadores de satélite

(Roy y Sharma, 1971; Kumar et al., 2008;

Mikeda et al., 2006; Rani et al., 2011). En

la bibliografía se cita cariotipos con satélite

heteromorfico en ciertos cromosomas de los

taxones tetraploides de Ranunculus ficaria L.

(Marchant y Brighton, 1971).

No se conocen estudios citogenéticos en

especies del género Clematis del NOA, por lo

que el objetivo del presente trabajo es carac-

terizar y analizar comparativamente los dos

taxones del género Clematis (C. haenkeana

y C. montevidensis var. montevidensis) que se

distribuyen en esta región.

MATERIALES Y MÉTODOS

Los taxones empleados en este estudio

Clematis haenkeana (Fig. 1A) y C. montevi-

densis var. montevidensis (Fig. 1B) pertene-

cen a poblaciones naturales de la provincia

de Tucumán (Argentina), las que fueron her-

borizadas y depositadas en el herbario fane-

rogámico de la Fundación Miguel Lillo

(LIL).

C. haenkeana: ARGENTINA. Prov. Tucu-

mán, Dpto. Trancas, Loc. Gonzalo, 30/III/

2010, Páez V (LIL 610888), Lozzia M. (LIL

610889-610891).

C. montevidensis var. montevidensis: AR-

GENTINA. Tucumán, Dpto. Trancas, Loc.

San Vicente, 05/III/2008, Lozzia M. (LIL A

610763-B 610763).

El estudio mitótico se realizó a partir de

radículas obtenidas de semillas germinadas

en cámara húmeda, bajo condiciones de la-

boratorio. El material se trató con una solu-

ción de colchicina al 1% durante 4 horas,

con fijación posterior en la mezcla alcohol

absoluto: ácido acético glacial (3:1) durante

24 horas. Luego se transfirió a alcohol 70º y

se conservó a -4ºC hasta su utilización. Las

raicillas, previo a la tinción con hematoxili-

na propiónica al 2 %, se hidrolizaron duran-

te 15 minutos en HCl 1N a 60º C. Las prepa-

raciones microscópicas se obtuvieron por el

método de squash. Para la confección de los

cariotipos las mediciones cromosómicas de

las placas metafásicas, se efectuaron con el

programa MicroMeasure 3.3 (Reeves, 2001).

Los parámetros que se tuvieron en cuenta

para la estimación de la morfología cromo-

sómica, longitud total del cromosoma (C),

longitud del brazo largo (L), longitud del

brazo corto (S) e índice centromérico (Ic.),

se basaron en la nomenclatura de Levan et

al. (1964). Las asimetrías cromosómicas se

calcularon según la metodología de Romero

Zarco (1986) y finalmente para el análisis

de los satélites se siguió a Battaglia (1955).

Las microfotografías se tomaron con un

microscopio Nikon Eclipse E 200 conectado

a un video cámara Moticam 1000. Los idio-

gramas fueron construidos con el programa

CorelDraw X3.

V. de los A. Páez, A. R. Andrada: Estudios cariológicos en dos especies de Clematis

RESULTADOS

El estudio mitótico aportó igual número

diploide 2n = 16 en las poblaciones de C.

montevidensis var. montevidensis y C.

haenkeana. Las longitudes cromosómicas en

C. montevidensis var. montevidensis (Fig. 2)

oscilaron entre 10,58 µm y 21,43 µm. Los

parámetros utilizados para analizar la mor-

fología de los cromosomas como longitud

total del cromosoma, longitud de los brazos

cromosómicos e índice centromérico se vol-

caron en la Tabla 1. La información aporta-

da por los cromosomas permitió conocer la

fórmula cariotípica 5 m + 1 st + 2 t (Fig.

3A), con la que se construyó el idiograma

(Fig. 3B).

Los datos obtenidos de las mediciones

cromosómicas de C. haenkeana (Fig. 4) re-

velaron longitudes en el rango de 9,3 µm y

16,7µm. Asimismo el análisis cromosómico

se muestra en la Tabla 2; el cariotipo está

conformado por 5 m + 1 st + 2 t (Fig. 5A)

y el idiograma correspondiente (Fig. 5B).

Fig. 1. A) Clematis haenkeana. B) Clematis montevidensis var. montevidensis.

Tabla 1. Características cromosómicas de Clematis montevidensis var. montevidensis. Lon-

gitud total (C); longitud brazo largo (L); longitud del brazo corto (S); índice del complemento

cromosómico (Ic)

Lilloa 52 (1): 62–69, 2015

El análisis comparativo de la morfología

cromosómica de C. montevidensis var. mon-

tevidensis y C. haenkeana se presenta en la

Tabla 3 donde se expresa la asimetría intra

e intercromosómica respectivamente.

Las observaciones permitieron identificar

satélites en el par cromosómico 7 (siete) en

ambas especies. Siendo en C. montevidensis

var. montevidensis donde se destacan severas

diferencias morfológicas que permiten reco-

nocer distintos tipos de cromosomas telocén-

tricos. En ocasiones el satélite se presenta

como una estructura bipartita de tamaños

diversos o como una formación cuadriparti-

ta; también como variante extrema, se ob-

servó un largo filamento cromatínico unien-

do el brazo cromosómico con el satélite

(Fig. 6). En C. haenkeana este par cromosó-

mico no exhibe diferencias en la morfología

del satélite, el cual es terminal.

DISCUSIÓN Y CONCLUSIÓN

El género Clematis se presenta en las po-

blaciones naturales con una diversidad mor-

fológica muy marcada. Sin embargo, los estu-

dios cariológicos en las especies estudiadas

hasta el momento, muestran uniformidad de

Fig. 2. Metafase mitótica de Clematis montevidensis var. montevidensis. Las flechas indican

el satélite. Escala 10 µm.

Fig. 3. Clematis montevidensis var. montevidensis. A) Cariograma. B) Idiograma. Escala 10 µm.

V. de los A. Páez, A. R. Andrada: Estudios cariológicos en dos especies de Clematis

número y estructura interna de los cromoso-

mas (Roy y Sharma, 1971; Yang, 2002).

Los índices de asimetría indican que C.

montevidensis y C. haenkeana presenta idén-

tica variación intercromosómicas (A2) con

valores relativamente bajos, sin embargo

ésta última especie exhibe mayor asimetría

intracromosómica (A1).

Estudios cromosómicos de especies del

género en China y en poblaciones naturales

de Nueva Zelanda como por ejemplo C. koc-

kiana Schneid., C. rehderiana Craid., C. bre-

vicaudata DC., C. afoliata Buchanan, C. cun-

ninghamii Turcz., C. foetida Raoul, revela-

ron una fórmula cariotípica uniforme coin-

cidente con los resultados obtenidos para C.

montevidensis var. montevidensis y C.

haenkeana (Dawson, 1993; Yang, 2002). Sin

embargo, sólo en las especies de Nueva Ze-

landa se describe cromosomas telocéntricos

portadores de satélites heteromórficos, iden-

tificado en C. marata J. Armstr., C. cunning-

hamii Turcz., C. marmoraria Sneddon y C.

quadribracteolata Colenso (Dawson, 1993).

En éstas se observan variaciones en el tama-

ño del satélite, tanto entre los miembros del

par cromosómico de una misma célula,

como entre cromosomas de células diferen-

tes (Dawson, 1993). Asimismo el cuerpo cro-

matínico unido por un delgado filamento al

satélite propiamente dicho, que se observó

en C. montevidensis var. montevidensis, tam-

bién se ha registrado en C. marata y plantas

masculinas de C. quadribracteolata, por lo

que Dawson (1993) sugiere que existe una

Tabla 2. Características cromosómicas de Clematis haenkeana. Longitud total (C); longitud

brazo largo (L); longitud del brazo corto (S); índice del complemento cromosómico (Ic).

estrecha relación entre estas dos últimas es-

pecies. El satélite heteromórfico se detecta

tempranamente en la familia Ranuncula-

ceae, los que podrían haberse generado por

una translocación recíproca sin consecuen-

cias en la división celular (Marchant y Brig-

hton, 1971). No obstante, estos autores seña-

lan que en Liliaceae la descripción de satéli-

tes heteromórficos se asocia a irregularida-

des de comportamiento durante la segrega-

ción cromosómica en mitosis.

No se le atribuye ventajas evolutivas a la

presencia del par de satélite heteromórfico y

las explicaciones de su existencia pueden

considerarse meramente especulativas. Se

podría relacionar su origen a hibridación

ancestral entre los taxones o como un meca-

nismo para la determinación del sexo como

lo propone Dawson (1993).

Ranunculaceae es una familia polibásica

con números básicos más frecuentes que va-

rían en el rango de x = 5 a x = 10; nume-

ros diploides hasta 2n = 154 se han descrip-

to en los taxones (Kumar y Subramaniam,

1986). No obstante en la familia, al género

Clematis se lo considera monobásico en don-

de x = 8 es el número más común, aún

cuando se ha descripto algunas especies con

2n = 18, 32 (C. ispahanica Boiss, C. flam-

mula L, C. mandschurica Rupr.), 36, 44, 48

(C. paniculada Thunb. ) y 49 (Meurman y

Therman, 1938; Sheidai et al., 2009). Los

antecedentes destacan que la poliploidía no

es un rasgo común en el género, pero los

números cromosómicos observados, nos in-

Lilloa 52 (1): 62–69, 2015

dican ser estrictamente monobásicos, con lo

que se acercan a las características citológi-

cas de la familia. Meurman y Therman

(1938) argumentaron que no basta con la

morfología de los cromosomas mediante la

elaboración de cariotipos (por la estabilidad

que presentan los mismos) para establecer si

los taxones son auto o alopoliploides, por lo

cual los autores sugirieron complementar

con estudios del comportamiento meiótico.

Clematis montevidensis var. montevidensis

y C. haenkeana muestran en base al análisis

citológico, un complemento cromosómico

diploide 2n =16, resultados que confirman la

acentuada estabilidad de los cariotipos, prin-

cipal característica del género. El alto grado

de similitud se extiende a la fórmula cariotí-

pica descripta de 5mt + 1 st + 2t, según los

antecedentes de estudios realizados en Clema-

tis (Meurman y Therman, 1938). Asimismo,

Yang (2002) estudió seis especies de Clematis

con 2n = 16 cromosomas, en las cuales pudo

observarse la misma formula cariotípica re-

gistrada en nuestros estudios.

En resumen, es importante destacar que a

pesar de la amplia distribución y la variedad

morfológica que se presenta en el género,

citogenéticamente son marcadamente simi-

lares. En este caso, los cambios evolutivos en

el género no fueron muy trascendentales o

bien ellos habrían obrado hacia cambios que

favorecen a la uniformidad. Los taxones

Fig. 4. Metafase mitótica de Clematis haenkeana

Fig. 5. Clematis haenkeana A) Cariograma. B) Idiograma. Escala 10 µm.

V. de los A. Páez, A. R. Andrada: Estudios cariológicos en dos especies de Clematis

aquí estudiados según Langlet (1932) perte-

necen al tipo R, clasificación apoyada por

recientes estudios realizados sobre la base de

importantes parámetros de análisis filogené-

ticos como el tipo y número cromosómico

(Rani et al., 2011).

Es necesario el desarrollo de nuevos estu-

dios cariológicos en taxones de América del

Sur, ya que desde una perspectiva citogenéti-

ca, la ausencia de este tipo de análisis nos

Fig. 6. A) Variación morfológica de cromosomas con satélites en Clematis montevidensis var

montevidensis. B) Representación gráfica de cromosomas con satélites. Escala 5 µm.

impide comprender íntegramente al género

Clematis.

AGRADECIMIENTOS

A la Lic. María Sara Caro por su lectura

crítica y sugerencias realizadas. A la Lic.

Lelia Bordón de la Sección Iconografía del

Área Botánica de la FML, por la realización

y digitalización de las láminas.

Tabla 3. Análisis numérico de los cariotipos en Clematis montevidensis var. montevidensis y

C. haenkeana. IC: índice centrómerico; A

: variación intracromósomica; A

: variación inter-

cromósomica.

Lilloa 52 (1): 62–69, 2015

BIBLIOGRAFÍA

Battaglia E. 1955. Chromosome morphology and ter-

minology. Caryologia 8 (1): 179-187.

Dawson M. I. 1993. Contributions to a chromosome

atlas of the New Zealand flora-31 Clematis

(Ranunculaceae). New Zealand Journal of Botany

31: 91-96.

Hoot S. 1991. Phylogeny of the Ranunculaceae based

on epidermal microcharacters and macromorpho-

logy. Systematic Botany 16 (4): 741-755.

Hunziker J. H., Xifreda C. C., Wulff A. F. 1985. Es-

tudios cromosómicos en angiospermas de Suda-

mérica. Darwiniana 26: 7–14.

Kumar P., Singhal V., Kaur J. 2008. Cytomixis induced

meiotic abnormalities in pollen mother cells of

Clematis flammula L. (Ranunculaceae). Cytologia

73 (4): 381-385.

Kumar P., Subramaniam B. 1986. Chromosome atlas

of flowering plants of The Indian subcontinent Vol.I

Dicotyledones. Botanical Survey of India,

Calcuta.India. 464 pp.

Langlet O. 1932. Über Chromosomenverhaltnisse und

Systematic der Ranunculaceae. Svensk Botanisk

Tidskrift 26: 381-400.

Lehnebach C. 2008. Ranunculaceae en: Catalogo de

las Plantas Vasculares del Cono Sur (Argentina,

Sur de Brasil, Chile, Paraguay y Uruguay). Volu-

men 3. Zuloaga F. O., Morrone O., Belgrano M.

J. Editores. Missouri Botanical Garden Prees.

1636 pp.

Levan A., Fredga K., Sandberg A. 1964. Nomencla-

ture for centromeric position on chromosomes.

Hereditas 52: 201-220.

Lourteig A. 1951. Ranunculáceas de Sudamérica Tem-

plada. Darwiniana 9 (3-4): 397-608.

Lourteig A. 1956. Ranunculáceas de Sudamérica tro-

pical. Memoria de la Sociedad de Ciencias Natu-

rales La Salle. XVI (43): 19-88.

Marchant C., Brighton A. 1971. Mitotic inestability in

the short arm of a heteromorphic SAT-Chromoso-

me of tetraploid Ranunculus ficaria L. Chromoso-

ma 34: 1-18.

Meurman O., Therman E. 1939. Studies on the chro-

mosome morphology and structural hybridity in

the genus Clematis. Cytologia 10: 1-14.

Molero J., Daviña J., Honfi A., Franco D., Rovira A.

2006. Chromosome studies on plants from Pa-

rarguay II. Candollea 61 (2): 373-392.

Mikeda O., Kita K., Handa T., Yukawa T. 2006. Phylo-

genetic relationships of Clematis (Ranunculaceae)

basd on chloroplast and nuclear DNA sequences.

Botanical Journal of the Linnean Society 152:

153-168.

Rani S., Kumar S., Jeelani S., Kumari S., Gupta R.

2011. Cytological studies inn some members of

family Ranunculaceae from Western Himalayas

(India). Caryologia 64 (4): 405-418.

Reeves A. 2001. MicroMeasure: A new computer

program for the collection and analysis of cyto-

genetic data. Genome 44: 439-443.

Romero Zarco C. 1986. A new method for estimating

karyotype asymmetry. Taxon 35 (3): 526-530.

Roy S. C., Sharma A. 1971. Cytotaxonomic Studies on

Indian Ranunculaceae. Nucleus 14: 132-143.

Sheidai M., Habib M., Azizian D., Khatamsaz M.

2009. Cytology and palynology of the Clematis L.

species (Ranunculaceae) in Iran. Acta Botánica

Croatica 68 (1): 67-77.

Yang Q. 2002. Cytology of ten species in Anemone,

one in Anemoclema and six in Clematis (Trib.

Amemoneacea, Ranunculaceae) from China. Acta

Phytotaxonomica Sinica 40 (5): 396-405.