Distinctive patterns of callose deposition provide an early sign of ovule abortion1 in the andromonoecious shrub Caesalpinia gilliesii

Inglés. Ovule abortion may lead to the partial or complete reduction of the number of functional ovules in the ovary and then is the primary factor that determines the sexual expression of the plant. In different species, ovule abortion was associated with the presence of callose in advanced ovules. Based on these observations, we studied the pattern of ovule development and callose deposition in both perfect and staminate flowers of the andromonoecious shrub Caesalpinia gilliesii. The obtained results showed that all ovules reached the 8-nucleate stage of embryo sac development and exhibited callose deposition at advanced stages. Nevertheless, from the 2-nucleate stage, a distinct spatial pattern of callose deposition within the ovule was observed between perfect and staminate flowers. Differences in callose deposition suggest that not callose per se but its distribution pattern in the ovule tissues is the main factor that triggers ovule isolation and abortion and leads to flowers with non-functional pistils in this species. Furthermore, previous observed differential growth rates between perfect and staminate flowers support for resource depletion as the likely underlying mechanism of ovule fate in C. gilliesii.

Español; castellano. El aborto de óvulos puede llevar a la reducción parcial o completa de óvulos fértiles en el ovario, pudiendo ser entonces un factor primario que determine la expresión sexual de toda la planta. En diferentes especies de plantas, el aborto de los óvulos ha sido asociado con la presencia de calosa en estadios avanzados del desarrollo de los óvulos. Basado en estas observaciones, se estudiaron el desarrollo de los óvulos y el patrón de deposición de calosa tanto en flores perfectas como estaminadas en el arbusto andromonoico C. gilliesii. Los resultados obtenidos muestran que los sacos embrionarios alcanzan el estadio de desarrollo 8-nucleado en todos los óvulos, y que presentan deposición de calosa en los estadios avanzados. Sin embargo, desde el estadio 2-nucleado, se observó un patrón espacial distintivo de deposición de calosa dentro del óvulo entre las flores perfectas y estaminadas. Las diferencias en la deposición de calosa sugieren que no sería la calosa per se sino su patrón de distribución en los tejidos de los óvulos el principal factor desencadenante del aislamiento del óvulo y su aborto, y por ende de la pérdida de la funcionalidad del gineceo en algunas flores de la especie. Además, observaciones previas de las tasas de crecimiento diferencial entre flores perfectas y estaminadas sugieren que el mecanismo subyacente al aborto de óvulos en C. gilliesii estaría vinculado al agotamiento de recursos en la inflorescencia.