Morfo-anatomía e histoquímica de órganos vegetativos de Lycium humile (Solanaceae): rasgos adaptativos a humedales salinos de altura

Abstract

Lycium humile Phil., es una planta halófita extrema, endémica de Argentina, Bolivia y Chile, que crece entre los 2000 y 4000 m s.m. en humedales salinos. El objetivo del presente trabajo es identificar caracteres adaptativos, morfo-anatómicos e histoquímicos de órganos vegetativos de L. humile relacionados a su tolerancia a ambientes extremos de humedales salinos de altura, con el fin de evaluar su potencial como fuente de metabolitos de interés comercial o de genes relacionados a la tolerancia a factores abióticos. Para llevar a cabo el análisis, durante el periodo de febrero 2018, se obtuvieron muestras de plantas pertenecientes a 4 poblaciones (5 individuos por población) ubicadas en los departamentos de Antofagasta de la Sierra, Santa María y Ambato en la provincia de Catamarca, Argentina. Hojas y tallos se estudiaron mediante técnicas histológicas convencionales y análisis histoquímicos para microscopia óptica. Se realizaron también estudios de composición elemental de diferentes tejidos foliares mediante microscopía electrónica de barrido acoplada a espectroscopia elemental de difracción de rayos X (EDX). Las hojas y tallos de las poblaciones estudiadas mostraron características anatómicas e histoquímicas uniformes. Se describe por primera vez cómo se alcanza la suculencia de las hojas por el plegamiento de los tejidos evidenciado en un patrón de venación tridimensional. Se destaca la presencia de mesófilo isolateral-radial y parénquima acuífero como caracteres únicos para la especie. Se evidencian tricomas glandulares y parénquima en empalizada con contenidos complejos de fenoles, flavonoides, proteínas, lípidos, terpenos y alcaloides; así como depósitos de fenoles, lípidos y terpenos en la capa externa de la cutícula. El análisis EDX mostró idioblastos cristalíferos ricos en contenidos de Ca2+ y Na+. Los tallos se caracterizaron por presentar hipodermis y cámaras de aire en los estratos corticales y medulares. Estos caracteres anatómicos e histoquímicos de L. humile representan rasgos adaptativos a ambientes salinos de humedales de altura. Se discute su función en relación al ambiente y su potencial como fuente de genes de resistencia y de metabolitos interesantes para la industria cosmética y farmacéutica.

Lycium humile Phil., is an extreme halophyte plant, endemic to Argentina, Bolivia, and Chile, which grows between 2000 and 4000 m a.s.l. in saline wetlands environments. The aim of this work is to identify morpho-anatomical and histochemical adaptive characteristics of the vegetative organs of L. humile linked to its tolerance to extreme environments of high altitude saline wetlands, in order to evaluate its potential as source of metabolites with commercial value or as source of resistance genes related to abiotic stress tolerance. To carry out the analysis, during the period of February 2018, samples were obtained from plants belonging to 4 populations of the species (5 individuals per population) located at the departments of Antofagasta de la Sierra, Santa María and Ambato, province of Catamarca, Argentina. Leaf and stems were studied using histochemical tests, conventional histological preparations and optical microscopy. Different foliar tissues were analyzed by scanning electron microscopy coupled to elemental X-ray diffraction spectroscopy (EDS). The leaves and stems of the analyzed populations showed uniform anatomical and histochemical features. It was stated for the first time that the succulence of the leaf is reached by the folding of the tissues evidenced in a tridimensional venation pattern. The presence of isolateral-radial mesophyll and aquifer parenchyma is highlighted as a unique feature characteristic for the species. The glandular trichomes and palisade parenchyma revealed complex contents of phenols, flavonoids, proteins, lipids, terpenes, and alkaloids; while the outer layer of the cuticles presented phenolic, terpenic and lipidic deposits. The EDS analysis showed crystalliferous idioblasts with high contents of Ca2+ and Na+. The stems exhibited hypodermis and air chambers formed in the cortical and medullary layers. These anatomical and histochemical characteristics of L. humile represent adaptive traits to saline high-altitude wetland environments. Its functionality in relation to the environment and its potential as source of resistance genes and metabolites interesting for the cosmetic and pharmaceutical industries are discussed.