Análisis cuantitativo foliar de Stevia rebaudiana

Análisis cuantitativo foliar de Stevia rebaudiana

UIVE RSIDAD ACIOAL DE ASUCIO
FACULTAD DE CIECIAS EXACTAS Y ATURALES
DEPARTAMETO DE BIOLOGIA
ARTICULO CIETIFICO
CODIGO DEL PROYECTO: FACEN/02/09
OMBRE DEL PROYECTO: Morfología y micrografía del ka’a he’e, Stevia rebaudiana
(Bertoni) Bertoni, provenientes de diferentes cultivares del
país.
IVESTIGADOR PRICIPAL: Lic. Bonifacia Benítez de Bertoni
CO-IVESTIGADORES: Lic. Claudia Pereira S., Lic. Fidelina González, Ing. For. Siemens
Bertoni, Lic. Carlos Molinas
TITULO:
Análisis cuantitativo foliar de Stevia rebaudiana (Bertoni)Bertoni, determinación del índice de
empalizada y de estoma de especimenes cultivados en Caacupé, Cordillera.1
Bonifacia Benítez de Bertoni2, Claudia Pereira S3., Fidelina González4, Siemens Bertoni5,
Carlos Molinas6
1
Investigación realizada en el Herbario FACEN-Departamento de Biología de la Facultad de
Ciencias Exactas y Naturales.
2
Lic. Ciencias, Biología-Prof. Titular del Área de Botánica,DITCODE-Facultad de Ciencias
Exactas y Naturales
3
Lic. Ciencias, Biología-Auxiliar de enseñanza-Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.
4
Lic. Ciencias, Biología-Auxiliar de enseñanza-Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.
5
Ing. Agrónomo y Forestal-Prof. Titular de Botánica-Facultad de Ciencias Agrarias.
6
Lic. Ciencias-Matemática Estadística-Prof. Titular de Estadística, DITCODE-Facultad de
Ciencias Exactas y Naturales
1
RESUME
Stevia rebaudiana (Bertoni), es una especie perteneciente a la familia Asteraceae, cuyo
epicentro de origen es Paraguay, la parte aprovechada es principalmente la hoja. El objeto de
este trabajo es determinar índices estomáticos y de empalizada en muestras foliares de
muestras provenientes de cultivares de un vivero localizado en Caacupé, Departamento de
Cordillera, como parámetro para el control de calidad de muestras comerciales. Las hojas son
anfiestomáticas, con estomas anomociticos rodeados de 4-5 células epidérmicas, las paredes
anticlinales de la epidermis son de contorno ondulado. Los valores obtenidos son: índice de
empalizada = 3.0 (3.65) 4.5 y el índice de estomas = 10.0 (16.58) 26.0. Estas magnitudes
constituyen una herramienta complementaria para verificar la autenticidad de la especie en las
muestras comerciales.
Palabras claves: Stevia rebaudiana-Indice empalizada-Indice estomas
ABSTRACT
Stevia rebaudiana (Bertoni) is a species of the Asteraceae family, whose origin is the
epicenter of Paraguay, the leaf is mainly exploited. The purpose of this study is to determine
stomatal index and palisade leaf samples of cultivars samples from a nursery located in
Caacupe, Cordillera Department, as a parameter for quality control of commercial samples.
The leaves are amphistomatic; anomiocytic stomata surrounded with 4-5 epidermal cells,
anticlinal walls of epidermis are wavy edge. It was found that the lattice index = 3.0 (3.65) 4.5
and the stomatal index = 10.0 (16.58) 26.0. These figures are a complementary tool to verify
the authenticity of the species.
Key words: Stevia rebaudiana-lattice index-stomatal index
2
1. ITRODUCCIÓ:
Stevia rebaudiana (Bertoni), es una especie perteneciente a la familia Asteraceae, cuyo
epicentro de origen es Paraguay.
Numerosos trabajos han sido realizados sobre S. rebaudiana (Bertoni) Bertoni,
abarcándose desde aspectos químicos, morfológicos, taxonómicos, genéticos, moleculares,
entre otros tipos de estudios. La mencionada especie es utilizada a nivel mundial por sus
propiedades edulcorantes.
Según la revisión taxonómica realizada por Cabrera, Colmes & Mc Daniel (1996) la
especie objeto de este trabajo de investigación, tiene como zona de distribución, Brasil y
Paraguay, en localidades específicas como Concepción y Amambay, según los registros de
colecta mencionados en el trabajo.
La parte aprovechada de la planta es principalmente la hoja, en consecuencia varios
son los estudios realizados sobre esta parte vegetativa. En otros países, se ha analizado en
trabajos llevados a cabo sobre la estructura foliar, características propias como la presencia de
estomas anomocíticos (Dematei Gregio & Moscheta, 2006), así como estudios sobre patrones
de distribución de la superficie foliar, para evaluar el desarrollo y el crecimiento de la planta
(Ramesch, Ramawat & Sing, 2007). Igualmente se realizó la descripción del desarrollo de los
trichomas glandulares por Rossi Monteiro et al (2001).
En el país, la realización de los trabajos se han focalizado sobre temas vinculados a la
producción, características del suelo, la siembra y plantación, los cuidados culturales, las
plagas y enfermedades, la cosecha, rendimiento y el almacenamiento (Bertoni, 1991). Así
mismo, el Ministerio de Agricultura y Ganadería (1996), hace referencia muy superficial a los
cultivares, mencionando la diversidad fenotípica y además menciona los métodos de
producción de muda y a la instalación del cultivo.
3
Cabe mencionar, que no existen estudios realizados en el país, epicentro de origen de
la especie, sobre la morfología y anatomía de las partes vegetativas de cultivares, que son las
utilizadas para el aprovechamiento de S. rebaudiana (Bertoni)Bertoni,
El trabajo de investigación, tuvo como objetivo determinar Indices estomáticos y de
empalizada en muestras foliares de muestras provenientes de cultivares de un vivero
localizado en Caacupé, Departamento de Cordillera.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1. Diseño de Trabajo:
El diseño corresponde a un modelo de investigación descriptiva, con análisis e
interpretaciones de caracteres micrográficos de la epidermis foliar.
2.2. Sitio de procedencia del material estudiado:
Las muestras obtenidas y utilizadas para el estudio son provenientes de especimenes
obtenidos de un vivero de la Ciudad de Caacupé, Departamento de Cordillera.
2.3. Descripción de la especie:
La descripción se realizó teniendo en cuenta caracteres morfológicos de las partes
vegetativas y reproductivas de material colectado y herborizado.
2.4. Estudio morfo-anatómico:
Fueron utilizados ejemplares adultos para el análisis de las estructuras, al mismo
tiempo se procesó un especimen testigo, del ejemplar que ha sido utilizado para el análisis
histológico.
Para la observación de la epidermis foliar, los fragmentos de hoja fresca se diafanizó
con hipoclorito de sodio durante 24 hs, se lavó con agua destilada y se llevó al microscopio.
La diafanización de las epidermis foliares, la eliminación de cutina se realizó según la
técnica de Carpano & al (1994).
4
Se elaboró láminas permanentes que están depositadas en el Herbario FACEN del
Departamento de Biología.
Las observaciones fueron realizados con Microscopio Óptico Compuesto Binocular
Olympus Serie BH2, objetivo aumento de 4x, 10x y 20x, y las imágenes se obtuvieron con
una Cámara Digital Moticam 352, con aumento de 30x, Software Motic Images Plus 2.0 ML.
(2006)
2.5. Determinación de parámetros cuantitativos:
2.5.1. Determinación de los Indices de empalizada y estomático:
Se enfoco el parénquima empalizado, localizado por debajo de la epidermis adaxial, y
se procedió al conteo de células en empalizada dentro de cuatro células epidérmicas.
-Determinación del Índice de empalizada = Nº células en empalizada/4
Se utilizó la epidermis abaxial de la hoja, para el conteo de estomas y células
epidérmicas.
-Determinación del Índice estomático:
Nº de estomas
Nº estomas + Nº de células epidérmicas
x 100
Toda la información obtenida se registró en planillas de cálculo.
2.6. Análisis estadístico:
Para el análisis estadístico de los valores de indices de empalizada y estomático, se
utilizó un tipo de análisis descriptivo univariado, con aplicación de pruebas de normalidad
Kolmogorov-Smirnov
y Shapiro-Wilk, contraste de hipótesis con Prueba de Levene y
Análisis de varianza (ANOVA).
Se utilizó el paquete estadístico SPSS versión 10,5 (Nie, 2000), junto con el manual de
Técnicas de análisis multivariante de Datos: Aplicaciones con SPSS (Pérez, 2004).
5
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓ:
3.1. Procedencia de las muestras:
Los especimenes corresponden a ejemplares cultivados en viveros, localizado en
Caacupé, Departamento de Cordillera (S 25º 22’ 33’’ WO 57º 10’ 46’’)
3.2. Descripción morfológica:
Hábito: Planta arbustiva, cultivadas alcanzan aproximadamente 0.60 m de altura. Ver
Fig. 1.
Hoja: simple, sésil, oblonga-lanceolada, aproximadamente el 50% de la longitud de la
hoja es dentada hacia el ápice y lisa hacia la base. Nervadura pinnada, reticulada, prominente
en el envés, ligeramente marcada en el haz, densamente pubescente en ambas caras. 3 nervios
nacen desde la base. Se observan pelos persistentes en todo el margen de la hoja y a lo largo
de todas las nervaduras, en especial de la principal. Borde de la hoja engrosada.
Tallo: ramificación lateral como en las espermatófitas, en el extremo y en los distintos
niveles, simpódico. Pubescente. En sus primeras fases de desarrollo presenta un tallo único, en
su fase final puede presentar numerosos tallos que salen de un mismo sistema radicular. Su
raíz es muy ramificada y fibrosa.
Flor: blanca a color crema, pentámera, tubular, pubescencia densa en el cáliz. Pétalos
blanquecinos. Inflorescencia en capítulo, con pedicelos cortos.
Fruto: aquenio
Hábitat: cultivado en suelo de tipo arenoso, a pleno sol.
6
Fig. 1. Stevia rebaudiana cultivada. Hábito
3.3. Descripción anatómica de la epidermis:
3.3.1. Epidermis superior o adaxial:
Uniestratificado, paredes anticlinales, cutícula gruesa y lisa. Células de contorno
ondulados con menor número de estomas en esta cara.
3.3.1. Epidermis inferior o abaxial:
Uniestratificado, células de menor tamaño que las de la epidermis superior. Las
paredes anticlinales de la epidermis presentan ondulaciones, siendo estas mas pronunciadas en
la cara abaxial. Es una hoja anfiestomática, con estomas del tipo anomocítico en ambas caras,
rodeados por 4 a 5 células epidérmicas.
En Asteraceae, familia a la que pertenece la especie estudiada, generalmente los tipos
estomáticos son anomocíticos y anisocíticos, predominando el primer tipo (Metcalfe & Chalk,
1950), y se encuentra en ambas caras epidérmicas, siendo mayor en la abaxial clasificándose
las hojas como anfiestomática (Esau, 1974).
7
Fig. 2. Epidermis adaxial
Fig. 3. Epidermis abaxial
El Índice de estomas, es uno de los métodos más utilizados, a través de él, se obtienen
valores constantes, característicos para una especie; fue ideado por Salisbury (1927) y se
relaciona el número de estomas y células epidérmicas.
Mientras que el Índice de empalizada fue propuesto por Zornig y Weiss (1925), es de
utilización muy frecuente. Representa el número medio de células de empalizada que hay
debajo de cada célula de la epidermis superior.
En el Cuadro 1, se señala el tamaño de la muestra, la desviación típica, el valor
promedio y el rango mínimo y máximo de los valores obtenidos del análisis de los dos índices.
Cuadro 1. Descriptivos univariados para Cordillera y Concepción.
TAMAÑO DE DESVIACION
VALOR
MUESTRA
TIPICA
PROMEDIO
Índice Empalizada50
0,398
3,65
Cordillera
Índice Estomático50
3,703
16,58
Cordillera
RANGO
3,0-4,5
10,0-26,0
Para los índices de empalizadas y estomáticos, los valores se muestran en el Cuadro 2
y 3. Se puede afirmar que el índice de empalizada tiene un promedio de 3.6, el índice
estomático es 16,58, con un coeficiente de variación bajo, su distribución es normal (Figs. 6 y
7), y la varianza constante para ambos índices, no presentan diferencias significativas.
8
Cuadro 2. Desviación estandar, Coeficiente de variación, pruebas de normalidad y
significancia de I. de empalizada
Indice de
Empalizadas
Indice de
estomas
N
Media
Mediana
Mínimo
Máximo
CV
4.5
Desviación
Estándar
0.3977
10.8
Normalidad
(Probabilidad)
0.015
50
3.65
3.7
3
50
16.58
16.7
10
26
3.703
22.3
0.2
Significación
(Probabilidad)
0.953
0.989
Cuadro 3. Pruebas de normalidad
Kolmogorov-Smirnov(a)
Estadístico
gl
Sig.
,141
50
,015
,067
50
,200(*)
Indice de empalizada
Indice de estomas
Estadístico
,943
,978
Shapiro-Wilk
gl
50
50
Sig.
,017
,478
* Límite inferior de la significación verdadera.
La Frecuencia de los valores del Índice de empalizada y estomático se encuentra
representadas en las Figs. 4 y 5
Histograma
Localidad= Caacupe
12,5
Frecuencia
10,0
7,5
5,0
2,5
Media =3,65
Desviación típica =0,398
N =50
0,0
3,0
3,5
4,0
4,5
Indice de empalizada
Fig. 4. Histograma de frecuencia de Índice de empalizada.
9
Histograma
Localidad= Caacupe
8
Frecuencia
6
4
2
Media =16,58
Desviación típica =3,703
N =50
0
10
15
20
25
Indice de estomas
Fig. 5. Histograma de frecuencia de Índice estomático.
Gráfico Q-Q normal de Indice de empalizada
Localidad= Caacupe
2
Normal esperado
1
0
-1
-2
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
Valor observado
Fig. 6. Q-Q normal de Indice de empalizada
10
Gráfico Q-Q normal de Indice de estomas
Localidad= Caacupe
3
Normal esperado
2
1
0
-1
-2
10
15
20
25
Valor observado
Fig. 7. Q-Q normal de Indice estomático
En cuanto a la distribución de los valores del Indice de empalizada y estomático con
respecto a la media, se observa que existe una mayor dispersión de datos por debajo de la
mediana, se observa mayor concentración de valores en los intervalos comprendidos entre el
50 y 75 %. Por otra parte, se observa que el 25% de los valores menores están más
concentrados que los 25 % de los valores mayores. Ver Figs. 8 y 9
11
Localidad: Caacupe
4,4
4,2
4,0
3,8
3,6
3,4
3,2
3,0
Indice de empalizada
Fig. 8. Boxplots de valores de índice de empalizada.
Localidad: Caacupe
30
25
20
15
10
Indice de estomas
Fig. 9. Boxplots de valores de índice estomático.
12
Con la realización de la Prueba de Levene, se observa que p ≥0,05, se afirma que la
varianzas son homogéneas para ambos índices. Ver Cuadro 4.
Cuadro 4. Prueba de Levene
Indice de empalizada
Indice de estomas
Estadístico de
Levene
1,436
gl1
1,521
gl2
Sig.
1
98
,234
1
98
,220
6. COCLUSIOES:
Con ésta investigación, se puede enumerar la siguiente conclusión:
Teniendo en cuenta, los resultados obtenidos del estudio morfológico así como el
micrográfico, se puede concluir, que los índices de empalizada y estomáticos, pueden ser
utilizados como elemento de apoyo para identificar la autenticidad de hojas de Stevia,
comercializadas actualmente en diferentes centros de venta del Paraguay, además de la
caracterización propia del tejido epidérmico, tanto adaxial como abaxial, tipos y ubicación de
estomas.
Los valores obtenidos son: índice de empalizada = 3.0 (3.65) 4.5 y el índice de estomas
= 10.0 (16.58) 26.0.
7. AGRADECIMIETOS:
A la Universidad Nacional de Asunción, a través de la Dirección General de
Investigaciones Científicas y Tecnológicas, por el financiamiento de ésta investigación.
A la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, por las facilidades ofrecidas para el
desarrollo del proyecto.
Al Ing. Agr. Porfirio Riquelme, a los señores Faustino Cardozo, Adolfo González y
familia, propietarios de viveros y productores de ka’a he’e, por la donación de plantas para la
realización de los estudios y el aporte de los conocimientos.
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LITERATURA CITADA
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