UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA AGRONÓMICA Y DEL MEDIO NATURAL ESTUDIO ANATÓMICO, HISTOLÓGICO Y CITOLÓGICO DE LAS AFECCIONES CAUSADAS POR OZONO TROPOSFÉRICO SOBRE TRES ESPECIES DE INTERÉS ECOLÓGICO Y MEDIOAMBIENTAL: AILANTHUS ALTISSIMA, PLATANUS ORIENTALIS Y ROBINIA PSEUDOACACIA TRABAJO FINAL DE CARRERA ALUMNO: Víctor Villena Vergel DIRECTOR ACADÉMICO: Francisco José García Breijo DIRECTOR EXPERIMENTAL: José Reig Armiñana VALENCIA, 28 JULIO DE 2014
TÍTULO: Estudio anatómico, histológico y citológico de las afecciones causadas por ozono troposférico sobre tres especies de interés ecológico y medioambiental: Ailanthus altissima, Platanus orienta/is y Robinia pseudoacacia. RESUMEN: En el presente trabajo se aborda el estudio de los daños causados a nivel anatómico, histológico y citológico por el ozono troposférico sobre tres especies vegetales (Ailanthus altissima, Platanus orienta/is y Robinia pseudoacacia) de importancia medioambiental en China y en el bosque mediterráneo. Para ello se ha llevado a cabo un estudio microscópico de muestras de hojas procedentes de China, donde se han cultivado ejemplares de las tres especies en cámaras con aire ambiente sin filtrar y cámaras con aire ozonizado a 40 ppb más ozono ambiental. Las plantas se mantuvieron en estas cámaras O.T.C de atmósfera controlada durante tres semanas para posteriormente, y una vez fijadas, enviar las muestras a España para su examen a nivel anatómico e histológico. Este tipo de estudio ha permitido determinar: 1) el grado de sensibilidad de estas especies al ozono troposférico; 2) si la acción es uniforme en los diferentes tejidos, y 3) conocer las posibles defensas anotómicas de los vegetales frente a los oxidantes. Las técnicas empleadas en este trabajo han sido: 1) Fijación de las muestras, inclusión (congelación, parafina y resina) y seccionado de las mismas para su estudio microscópico. 2) Tinción de los cortes con diferentes técnicas para su observación. 3) Observación bajo microscopía de campo claro y de epifluorescencia. Todo ello ha supuesto un trabajo de laboratorio con más de 2.000 cortes y 300 fotografías que han servido para el estudio final de los efectos producidos por ozono. De este modo hemos podido tipificar una serie de daños estructurales y ultraestructurales a nivel de la epidermis, cutículas, parénquimas y haces vasculares. Se acompaña el trabajo con diferentes fotografías de las observaciones microscópicas de las hojas control y de los daños histológicos y citológicos causados por el ozono. Alumno: Víctor Vi llena Vergel Director Académico: Prof. D. Francisco José García Breijo Director Experimental: D. José Reig Armiñana Valencia, Julio de 2014
ÍNDICE l. Introducción 1.1. Objetivos y plan de trabajo... 3 1.2. Contaminación atmosférica......s 1.2.1. Contaminantes principales......... 5 1.3. El ozono......................... 6 1.3.1. Ozono troposférico... 7 1.3.2. Cómo se produce el ozono... 7 1.3.3. Desplazamiento del ozono... 9 1.3.4. Efectos del ozono sobre los seres vivos... 9 1.3.4.1. Efecto sobre la salud pública............ 10 1.3.4.2. Efecto sobre la vegetación................. 10 1.3.5. El ozono en China............. 12 1.3.6. El ozono en la Comunidad Valenciana...... 14 1.3.7. Umbrales críticos recomendados... 15 11. Material y métodos 2.1 Material vegetal... 19 2.1.1 Ailanthus altissima... 19 2.1.2 Platanus orientalis...... 20 2.1.3 Robinia pseudoacacia............. 21 2.2 Trabajo de campo... 22 2.2.1 Fijación... 23 2.3 Trabajo de laboratorio... 24 2.3.1 Inclusión en parafina... 24 2.3.1.1 Deshidratación.............. 24 2.3.1.2 lnfiltración.................................. 25 2.3.1.3 Confección de los bloques...... 25 2.3.1.4 Corte de los bloques... 26 2.3.1.5 Desparafinado e hidratación... 26 2.3.2 Inclusión en resina... 27 2.3.2.1 Deshidratación... 27 2.3.2.2 Confección de los bloques...... 28 1 I Página
2.3.2.3 Obtención de los cortes semifinos... 28 2.3.2.4 Obtención de los cortes ultrafinos... 29 2.3.3 Inclusión en hielo...... 30 2.3.3.1 Hidratación........... 30 2.3.3.2 Confección de los bloques... 30 2.3.3.3 Obtención de los cortes... 31 2.3.4 Tinción y montaje de las muestras............. 31 2.3.4.1 Parafina: tinción y deshidratación........ 31 2.3.4.1.1 Safranina-Verde rápido... 31 2.3.4.1.2 Lugol...... 32 2.3.4.1.3 Azul de Anilina...... 32 2.3.4.1.4 Tricrómica......... 33 2.3.4.1.5 Tricrómica FSA......... 33 2.3.4.2 Semifinos: Tinción de los cortes y montaje... 33 2.3.4.2.1 Azul de toluidina...... 33 2.3.4.3 Congelación: Tinciones y montaje...... 34 2.3.4.3.1 Azul de anilina............ 34 2.3.4.3.2 Lugol... 34 2.3.S Observación de las muestras en microscopía óptica de campo claro... 34 2.3.6 Observación de las muestras en microscopía de epifluorescencia... 34 2.3. 7 Realización de las micrografías... 35 2.3.8 Observación al TEM y realización de las micrografías electrónicas... 36 111. Resultados 3.1 Ailanthus altissima.......... 39 3.1.1 Descripción anatomo-histológica de la hoja Ailanthus altissima... 41 3.1.1.1 Epidermis adaxial... 41 3.1.1.2 Epidermis abaxial................ 41 3.1.1.3 Parénquima en empalizada... 41 3.1.1.4 Parénquima lagunar... 43 3.1.1.5 Haces vasculares... 45 3.1.2 Modificaciones sufridas en la hoja de Ailanthus altissima tras el tratamiento con ozono...... 47 3.1.2.1 Descripción de los síntomas visibles... 47 3.1.2.2 Daños histológicos... 47 3.1.2.2.1 Epidermis adaxial... 47 11 1 Página
3.1.2.2.2 3.1.2.2.3 3.1.2.2.4 3.1.2.2.5 Parénquima en empalizada... 47 Parénquima lagunar... 49 Epidermis abaxial y estomas.....................49 Haces vasculares... 49 3.2 Platanus orienta/is................................. 53 3.2.1 Descripción anatomo-histológica de la hoja Platanus orientalis... 55 3.2.1.1 Epidermis adaxial........... 55 3.2.1.2 Parénquima en empalizada... 55 3.2.1.3 Parénquima lagunar....................... 55 3.2.1.4 Epidermis abaxial................. 57 3.2.1.5 Haces vasculares......... 57 3.2.2 Modificaciones sufridas en la hoja de Platanus orienta/is tras el tratamiento con ozono.......... 63 3.2.2.1 Descripción de los síntomas visibles... 63 3.2.2.2 Daños histológicos... 63 3.2.2.2.1 Epidermis adaxial............ 63 3.2.2.2.2 Parénquima en empalizada... 63 3.2.2.2.3 Parénquima lagunar... 65 3.2.2.2.4 Epidermis abaxial y estomas............. 65 3.2.2.2.5 Haces vasculares 3.3 Robinia pseudoacacia... 69 3.3.1 Descripción anatomo-histológica de la hoja Robinia pseudoacacia... 11 3.3.1.1 Epidermis adaxial...... 71 3.3.1.2 Parénquima en empalizada... 71 3.3.1.3 Zona de transición...... 71 3.3.1.4 Parénquima lagunar........ 73 3.3.1.5 Epidermis abaxial... 73 3.3.1.6 Haces vasculares...... 73 3.3.2 Modificaciones sufridas en la hoja de Robinia pesudoacacia tras el tratamiento con ozono...... 77 3.3.2.1 Descripción de los síntomas visibles... 77 3.3.2.2 Daños histológico... 77 3.3.2.2.1 Epidermis adaxial......... 77 3.3.2.2.2 Parénquima en empalizada... 77 111 1 P á g i na
3.3.2.2.3 Parénquima lagunar... 77 3.3.2.2.4 Zona de transición... 77 3.3.2.2.5 Epidermis abaxial... 79 3.3.2.2.6 Haces vasculares... 79 3.4 Estudio ultraestructural en Platanus orientalis... 83 3.4.1 Estudio ultraestructural de los daños producidos por el ozono en la hoja de Platanus orienta/is...... 85 IV.Discusión y conclusiones 4.1 Discusión... 95 4.2 Conclusiones... 97 V. Bibliografía 5.1 Bibliografía... 101 VI.Anexo 6.1 Reactivos utilizados... 113 IV 1 Página