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BIOLOGÍA EN AGRONOMÍA
Volumen 2, No. 2
Octubre de 2012
ISSN 1853-5216
ESTUDIO DE LA VARIABILIDAD GENÉTICA DE PLANTAS NATIVAS EN EL
DISTRITO CHAQUEÑO ÁRIDO DE LA PROVINCIA DE CATAMARCA
Stella Clérici1, Claudia Torchán1, Gabriela Di Barbaro2 y Sebastián Torchán1
1. Cátedra de Genética. 2. Cátedra de Microbiología Agrícola. Departamento de Biología.
Facultad de Ciencia Agrarias. Universidad Nacional de Catamarca. Avda. Belgrano y Mtro.
Quiroga. C.P.4700. Catamarca. Argentina. E-mail: [email protected]
Recibido: 25/09/2012
Aceptado: 17/10/2012
______________________________________
RESUMEN
Las plantas nativas son recursos naturales que constituyen un gran reservorio y
patrimonio genético. Por ello hay que garantizar un estudio adecuado de las mismas,
preliminar a su utilización, condición fundamental para asegurar la perpetuidad y
sustentabilidad. En la provincia de Catamarca, con su diversidad de ecosistemas, se
encuentra una gran variabilidad de especies nativas, herbáceas o leñosas, en donde el
avance permanente de la actividad agrícola y minera fundamentalmente, van
disminuyendo los territorios donde se encuentran, lo que va en desmedro de estas
poblaciones naturales ricas en variabilidad genética, con la consiguiente pérdida de los
recursos fitogenéticos. A través de este proyecto, por medio de los estudios
citogenéticos, morfológicos y moleculares se pretende lograr identificar, evaluar y
caracterizar la variabilidad genética de plantas nativas perteneciente al distrito
Chaqueño Árido de la Provincia Fitogeográfica del Chaco en la provincia de
Catamarca. Las especies en estudio, en una primera etapa, fueron: Justicia
xylosteoides, Cordobia argentea, Jatropha excisa, Galactea texana var. texana y
Nicotiana glauca, que se caracterizan principalmente por sus potencialidades
agronómicas, industriales, medicinales, ornamentales, entre otras.
Universidad Nacional de Catamarca
Secretaría de Ciencia y Tecnología ‐ Editorial Científica Universitaria
ISSN: 1853-5216
Clérici et al.
BIOLOGÍA EN AGRONOMÍA 2 (2) :26-41. 2012
PALABRAS CLAVES: Justicia xylosteoides; Cordobia argéntea; Jatropha excisa;
Galactea texana var. texana; Nicotiana glauca.
STUDY OF THE GENETIC VARIABILITY OF NATIVE PLANTS IN THE ARID
CHACO DISTRICT OF THE PROVINCE OF CATAMARCA.
SUMMARY
Native plants are natural resources that constitute a large reservoir and genetic
heritage. We must therefore ensure their proper study, preliminary to their use, an
essential condition to ensure the perpetuity and sustainability. In the province of
Catamarca, with its diversity of ecosystems, there is a large variability of native
species, herbaceous or woody, where the permanent advance of agriculture and
mining primarily are decreasing the territories where they are, what's going on expense
of these rich natural populations genetic variability, with consequent loss of plant
genetic resources. Through this project, through cytogenetics, morphological and
molecular aims to achieve identify, evaluate and characterize the genetic variability of
native plants belonging to the district of the Province Chaco Arid Chaco
phytogeographical province of Catamarca. The species under study, in a first stage,
were: Justicia xylosteoides, Cordobia argentea, Jatropha excisa, Galactea texana
var. texana and Nicotiana glauca, which are mainly characterized by their potential
agronomic, industrial, medicinal, ornamental, among others.
KEY WORDS: Justicia xylosteoides; Cordobia argéntea; Jatropha excisa; Galactea
texana var. texana; Nicotiana glauca.
______________________________________
INTRODUCCIÓN
La República Argentina es un país privilegiado por la diversidad de su
biogeografía y sus ecosistemas permiten una amplia y variada riqueza de recursos
vegetales. El Gran Chaco Árido ocupa una gran parte del territorio Argentino que
posee características ambientales, productivas, económicas, sociales y culturales, que
reclaman necesarias soluciones frente a problemáticas comunes que están
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produciendo la degradación de los recursos naturales productivos.
La región del Chaco Árido es la porción más austral del Chaco Argentino,
presenta un clima subtropical seco con precipitaciones medias anuales entre 300 y
500 mm con un régimen marcadamente estival concentrándose el 70 % de las lluvias
en los cuatro meses más cálidos (Karlin et al., 1992).
Históricamente en esta región, el uso de su territorio y de sus recursos naturales
han conducido a procesos de deterioro ambiental generando la disminución de las
posibilidades productivas de los sistemas y la pérdida de opciones ante las futuras
generaciones (Jager, 2007).
Los recursos de las zonas áridas están siendo cada vez más sobre explotados
ya sea por necesidades económicas o por falta de información para su uso adecuado.
Las extracciones desordenadas y repetidas de las especies han originado el
empobrecimiento de los ecosistemas naturales y han ocasionado que los mismos
vayan perdiendo su potencial de recuperación a corto plazo (López, 1988).
Las especies nativas (autóctonas o indígenas): son aquellas que crecen en el
área biogeográfica de donde son originarias. Son estas que durante miles de años
fueron adaptándose a las condiciones químicas (salobridad, acidez, alcalinidad) del
suelo, como así también a las condiciones físicas (temperatura, vientos, regímenes de
lluvia) de una determinada región geográfica, considerándose así como indígenas las
plantas propias de las zonas de origen, independientemente de los límites políticos de
provincias y países.
La biodiversidad se ve afectada por el creciente aprovechamiento de campos
para cultivos tradicionales y por la expoliación de vegetaciones naturales por un
manejo irracional. Entonces es necesario en primera instancia conocer el patrimonio
en
especies
autóctonas
de
interés
farmacológico,
genético
o
industrial
fundamentalmente y en consecuencia su preservación, su aprovechamiento debe ser
racional y conservativo, lejos de la expoliación irracional debe planificarse su
aprovechamiento en condiciones no de predación sino de favorecimiento de su
desarrollo, con normas concretas de buenas prácticas de manufactura (Elechosa,
2012).
El objetivo del presente trabajo es estimar la variabilidad genética mediante los
estudios citogenéticos, morfológicos y moleculares de plantas nativas perteneciente al
distrito Chaqueño Árido de la Provincia Fitogeográfica del Chaco en la provincia de
Catamarca. Las especies en estudio, para una primera etapa de proyecto, fueron
Justicia xylosteoides, Cordobia argentea, Jatropha excisa, Galactea texana var.
texana y Nicotiana glauca, que se caracterizan principalmente por su importancia
agronómica, industrial, medicinal, ornamental, entre otras, dentro del universo de la
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vegetación nativa.
Los resultados de este trabajo permitirán identificar las especies dentro del área
de estudio y procurar el material necesario para los estudios citogenéticos posteriores.
MATERIAL Y MÉTODO
Se realizaron las siguientes actividades:
1º: Revisión bibliográfica de las especies nativas Justicia xylosteoides, Cordobia
argentea, Jatropha excisa, Galactea texana var. texana y Nicotiana glauca.
2º: Recolección del material genético in situ, en función del ciclo biológico de
cada uno de los géneros en estudio.
3º: Acondicionamiento de las muestras para realizar los estudios citogenéticos,
herborización del material vegetal.
1º: Revisión bibliográfica: Se realizó la revisión crítica de numerosos artículos de
investigación, de revistas científicas y de libros de actas de distintas reuniones
científicas.
2º- Recolección del material genético.
La recolección del material genético se lo realizó en 3 etapas:
1º Etapa: Se llevó a cabo en el mes de Marzo, en un campo de 110 ha, de
estrato arbóreo abierto, muy explotado, intersectado entre el arroyo Tiorco y el Río
Angolí (28º 29’ 42,1” LS; 65º 48’ 38” LO; 566 msnm), ambiente que se encuentra
dentro de la Región Fitogeográfica Chaqueña, Distrito Chaco Árido, del Valle Central
de Catamarca. Se recolectaron 5 especies: Justicia xylosteoides, Cordobia argéntea,
Jatropha excisa, Galactea texana var. texana y Nicotiana glauca.
2º Etapa: Se realizó en el mes de Abril en un sitio cerrado con alambrado perimetral lo
que permitió la conservación de la vegetación, ubicado en las coordenadas 29º 27’
41,3” LS; 67º 47’ 53” LO; 584 msnm), correspondiendo a la Región Fitogeográfica
Chaqueña, Distrito Chaco Árido. Las especies recolectadas fueron: Galactea texana
var. texana y Nicotiana glauca.
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Recolección de muestras
IMAGEN 1: Puntos de recolección de muestras. (Fuente:
(Fuente: Google Earth).
Earth)
Para la recolección se consideró el estado
ado fisiológico de las plantas,
preferentemente
rentemente inicio de floración. Posteriormente se realizó la identificación y
acondicionamiento del material en laboratorio.
FOTO 1: Vista general del sitio de muestreo. (Gentileza: Cátedra de Ecología Agraria,
FCA-UNCa.)
3º: Acondicionamiento de las muestras:
3.1. Acondicionamiento de las muestras para estudios citogenéticos:
Para el estudio de la meiosis y viabilidad del grano de polen, se colocaron en
frascos con alcohol etílico y ácido acético en una proporción 3:1, primordios
primor
florales,
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pimpollos y flores abierta, se etiquetaron con la identificación correspondiente y se
llevaron a refrigeración (0 ± 3 º C), hasta el momento
m
de su análisis.
FOTOS 2 y 3: Acondicionamiento de flores de Nicotiana glauca para estudios
citogenéticos.
FOTOS 4 y 5: Acondicionamiento de flores de Jatropha excisa para estudios
citogenéticos.
FOTOS 6 y 7: Acondicionamiento de flores de Galactea texana var. texana para
estudios citogenéticos.
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FOTO 8: Muestras en ácido acético y alcohol (1:3).
3.2. Herborización: Se herborizaron vástagos, flores y frutos de las especies
recolectadas.
FOTOS 9, 10, 11, 12 y 13: Material herborizado.
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RESULTADOS Y DISCUSIÓN
1º- Revisión Bibliográfica:
1.1. Justicia xylosteoides, especie xerófila que pertenece al orden Lamiales,
familia Acanthaceae;; en nuestro país se encuentra distribuida en la Provincia
Fitogeográfica del Chaco de las provincias de Catamarca, Córdoba, La Rioja, Salta,
Santiago del Estero y Tucumán, entre los 0 y 2.300 msnm.
Arbustiva de 1-2m
m altura, perenne, con ramas erectas, tetrasulcadas en su
juventud, generalmente glabras; ramitas laterales con entrenudos cortos en la base,
alargados superiormente. Hojas subsésiles o muy cortamente pecioladas, con lámina
angostamente
te elíptica, ovada, obovada u oblonga glabra o muy levemente pubérula,
glanduloso punteada, obtusa a redondeada en el ápice, cuneada en la base. Espigas
sésiles, densas, terminales o axilares, con las brácteas lanceoladas, de 2 a 6cm
longitud,
opuestas
y
decusadas,
decusadas,
a
veces
alternas
por
desplazamiento
y
concaulescencia, siempre una fértil y la otra estéril en cada par, las fértiles mayores,
de 1 a 2cm
cm longitud, las estériles menores, el raquis arqueado; bractéolas de 2 a 3mm
longitud, escabroso-pubérula.
pubérula. Cáliz
Cál de 3 a 4mm
mm longitud, con los 5 segmentos ovados,
agudos, glabros. Corola roja, de 3 a 4,5cm longitud, con tubo de 2 a 2,5cm longitud y
labios de 1,3 a 1,8cm longitud, el posterior apenas bidentado, el anterior
profundamente trilobado. Estambres con filamentos
fila
de 1,3 a 1,7cm
cm longitud y anteras
con las tecas a distinta altura, la inferior oblicua y apediculada
apediculada en la base. Cápsula de
1,3cm longitud
por 0,5cm
cm diámetro, sólida y lateralmente estrechada en la base,
superiormente inflada y tetraseminada.
tetraseminada Semillas suborbiculares,
borbiculares, aplanadas, de 3-4mm
3
diámetro, pardas y tuberculado-rugosas.
tuberculado
Recurso
ecurso forrajero de emergencia para el ganado
ganado en épocas críticas.
críticas Se
encuentra en lugares de difícil acceso o protegidas entre arbustos espinosos.
xylosteoides
FOTOS 14 y 15: Justicia xylosteoides.
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1.2. Cordobia argéntea,
argéntea pertenece al orden Malpighiales, familia Malpighiaceae;
se encuentra distribuida en la Provincia Fitogeográfica del Chaco de las provincias de
Catamarca, Córdoba, La Rioja, Salta, Santiago del Estero y San Luis.
De acuerdo a sus antecedentes genéticos, en
en esta familia, el número gamético
más bajo conocido es n=6, y que bien puede ser el número ancestral, ya que se
produce en tres géneros, tales como, Tempazcolole, Lophanthera, y Verrucularia,
Verrucularia
cerca de la base del árbol filogenético (Davis et al., 2.002 [pdf]). La mayoría de los
números en la familia son n=10 o n=12 o múltiplos de esos números, o números que
son presumiblemente
sumiblemente derivados aneuploides de los números, por ejemplo, n=8 en
Ectopopterys, n = 9 en Cordobia,
Cordobia y n = 17 en Camarea (Anderson, 1993).
1993
Es una especie arbustiva, trepadora, serícea cuando joven. Hojas lineares o
angostamente ovadas, con glándulas en la cara inferior. Sépalos glandulosos. Pétalos
amarillos y desiguales. Mericarpios con ala dorsal bien desarrollada y pequeñas alas
en el borde superior de la porción seminífera.
Esta especie hace una importante contribución a la calidad de la dieta de
bovinos en diciembre y marzo (Ferrando
(
et al., ?).
FOTO 16: Cordobia argéntea.
argéntea (Gentileza: Cátedra de Ecología Agraria, FCA-UNCa.).
FCA
1.3. Jatropha excisa pertenece a la familia de las Euforbiáceas,
Euforbiáceas subfamilia
Crotonoideae, tribu jatropheae (Alvez, 2008; Souza y Lorenzi, 2008); se encuentra
distribuida en el noroeste argentino de la Provincia Fitogeografica del Chaco, Distrito
Árido Chaqueño de Catamarca, en donde actualmente crece en los piedemontes del
Valle Central.
La caracterización citogenética del genero Jatropha ha demostrado que posee
un numero básico X=11 posee variaciones entre especies e híbridos. La mayoría de
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las especies presentan 2n=2x=22 cromosomas,
cr
incluyendo J.curcas L.
L (Federov,
1969; Soontornchainaksaeng y Jenjittikul de 2003; Carvalho et al, 2008; IPCN, 2009;
Dahmer et al., 2009). Las especies J. cuneata Wiggins & Rollins, J. dioica Sesse y
muchas poblaciones
de J. heterophylla Heyne son tetraploides (2n=4x=44) y J.
tirucalli L. tiene 2n=20 cromosomas (IPCN, 2009; Federov, 1969). Además de los
híbridos artificiales triploides (2n= 3x = 33) obtenidos de cruzamientos de J. curcas x J.
cathartica Teran & Berlan e J. curcas x J. podagrica (Hook
Hook indica Dehgan; 1984).
Se caracterizan por su rusticidad, siendo poco susceptibles a plagas y
enfermedades; son plantas herbáceas, de porte arbustivo, comúnmente con látex;
hojas alternas, simples y 5-partidas.
5 partidas. Las inflorescencias son apicales, presentan
pre
flores
hermafroditas y estaminadas, de color morado. El caudex es leñoso-suculento,
leñoso
con
función de acumulación de reservas (Dehgan y Webster,
Webster 1979).
La semilla tiene forma oblonga y posee una testa dura y variegada, con una
coloración desde castaño
ño rojiza a pardo oscura.. El fruto es un esquizocarpo de
dehiscencia explosiva, está formado por tres carpelos, cada uno conteniendo una
semilla. En la Familia Euphorbiaceae,
Euphorbiaceae, el eleosoma se forma en la región micropilar del
tegumento externo del ovulo, donde constituye la llamada carúncula.
En esta especie la carúncula es carnosa, de color blanquecino, y se encuentra
firmemente unida al cuerpo de la semilla. Las plantas adultas alcanzan una altura de
hasta 1.5m, y de diámetro
o de su canopia es de hasta 1.5m.
1.5
En cuanto a sus aptitudes agrícolas, se la puede emplear como abono orgánico
por su importante contenido en nitrógeno (Perry, 1980), posee un posible uso para
biodiesel por su alto contenido en aceites, aplicaciones como leve insecticida y un
posible uso como melífera y ornamental; se estima que no posee aptitudes ganaderas
porque sus hojas no son consumidas por el ganado vacuno y por el uso popular de
sus semillas como purgante (Quiroga, A; comunicación personal).
excisa
FOTO 17 y 18: Jatropha excisa.
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1.4. Galactea texana var. texana,
texana pertenece al orden Fabales,
Fabales familia
Fabaceae; se encuentra distribuida en el noroeste de nuestro país, llegando hasta San
Luis (Dpto.. Valle Fértil) y Córdoba (Gómez-Sosa, ?),
), pertenece a la Provincia
Fitogeografica del Chaco, Distrito Árido Chaqueño.
Según sus antecedentes genéticos, esta especie posee un número cromosómico
2n=20, fórmula cariotípica 16m+4m–sm,
16m+4m sm, tamaño cromosómico ATC: 38,73±5,84 ab –
LTC: 34,07±7,36 a – rango de longitud: 1,34±0,27 a – 2,45±0,65 a e índices de
asimetría 0,26±0,04 abc – 0,19±0,04 (Sede, 2005).
FOTO 19: Metafase mitótica de Galactea-camptosema-collaea.
Galactea
(Fuente:
Fuente: Sede, 2005).
2
Es una planta perenne, forma matas hasta 70cm de altura hacia el ápice, tenues
y volubles, de follaje verde ceniciento, seríceo en partes jóvenes; sus raíces son
axonomorfa, únicas y leñosa; posee
po
hojas con peciolo de 7 a 11mm
mm de longitud,
foliolos laterales de 1,9
,9 a 5cm
5cm longitud, el apical es de mayor tamaño, siempre
acuminados, algo recurvos; presenta
presenta racimos con pedúnculo de 2,5mm
2,5
longitud,
pedicelo de 3 a 3,5mm
mm longitud,
longit
con 2 a 3 flores de 1 a 1,5cm
cm longitud; cáliz con
dientes de 3 veces mayor que el tubo; ovario
ov
seríceo-pubescente,
pubescente, sésil, con un
pequeño disco basal-anular.
anular. Legumbres densamente pubescentes, relación largolargo
ancho 1:10; semillas ovoides, marmoladas, dehiscencia bivalva, elástica. Florece
desde noviembre a enero y fructifica desde enero a marzo (Gómez-Sosa
Sosa, ?).
Es una especie promisoria para sembrarse como forrajera en consociación con
gramíneas. (Quiroga et al, ?).
1.5. Nicotiana glauca pertenece a la familia de las Solanaceaeceas,
Solanaceaeceas género
Nicotiana, (SIIT); ess una especie nativa del noroeste argentino y el sur de Bolivia, que
se ha expandido en toda América y Europa, de manera invasora, en especial en
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grietas de muros antiguos en las ciudades y poblados. Actualmente se lo halla en las
provincias de Buenos Aires, Catamarca, Córdoba, Corrientes, Distrito Federal, Entre
Ríos, Formosa, Jujuy, La Pampa, La Rioja, Mendoza, Misiones, Salta, Santiago del
Estero, Santa Fe, San Luís y Tucumán.
Se trata de una planta de clima templado que no resiste heladas aunque si
sequías y altas temperaturas. Pareciera ser indiferente a la naturaleza mineralógica
del sustrato aunque no soporta bien la salinidad en el suelo, aunque si la ambiental,
por lo que puede habitar muy bien cerca del mar.
La caracterización citogenética de la especie ha demostrado que posee un
numero básico X=12, número cromosómico 2n=24, con un grado de ploidía diploide.
Arbusto cuya altura oscila entre 1,5 y 7 metros de altura. De tallo glabro de un
color verdoso o azul-púrpura, presenta hojas glaucas, cordado-ovadas, elípticas o
lanceoladas, con lámina de 3 a 25cm de largo, generalmente 2 veces más larga que el
peciolo, por 1 a 8cm de ancho, cuyo ápice es agudo, siendo su base obtusa. La
inflorescencia es una panícula terminal, con cáliz de 5 a 15mm de largo, cilíndrico, sin
pelos o escasamente pubescente, sus dientes triangulares, mucho más cortos que el
tubo; corola en forma de trompeta, de 3 a 4cm de largo por 4 a 7mm de ancho,
generalmente amarilla, sin pelos o escasamente pubescente, limbo casi circular, de 3
a 7mm de diámetro, verde en el botón, más tarde verdoso o amarillo; estambres
subyúgales, extendiéndose casi hasta el borde superior del tubo de la corola,
filamentos sin pelos, doblados inmediatamente arriba de su inserción en el tubo de la
corola. El fruto es una cápsula ovoide o helicoidal de 7 a 15mm de largo, cubierta por
el cáliz persistente. Semillas de color negro, lateralmente comprimidas, de
aproximadamente 0.5mm de largo, café, superficie reticulada. Florece desde
primavera hasta el verano, aunque en zonas templadas puede florecer todo el año.
Tiene varios usos útiles, en los que se destaca en primer lugar su uso medicinal;
las hojas frescas se aplican externamente en tratamiento de dolores de cabeza,
cataplasmas en dolores reumáticos, heridas y úlceras, baños de asiento en
hemorroides, etc. y además, contiene cantidades significativas de anabasina, que se la
está investigando como posible cura para la adicción a la nicotina. No se recomienda
su ingesta, por poseer componentes tóxicos (altamente tóxica para animales
domésticos). También se utiliza como cultivo energético para la producción de
biocombustible.
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FOTO 21: Palan palán (Nicotiana
Nicotiana glauca)
glauca (Fuente: Carrere, 2007).
El análisis de estos géneros a través de la citogenética nos brindará valiosos
aportes para la resolución de problemas taxonómicos, evolutivos o aplicados. Aunque
estos aportes deben ser complementados con estudios provenientes de otras áreas de
investigación, trabajar en genética de eucariontes desconociendo las características y
el comportamiento de sus cromosomas, lleva a errores en la interpretación de causa y
efecto de muchos fenómenos (Poggio, 1996). Las características estructurales y
cuantitativas del cariotipo son importantes en investigaciones taxonómicas y
evolutivas. Los números cromosómicos proveen información útil respecto al número
mínimo de grupos de ligamiento y cuantas veces estos se repiten. El número
cromosómico puede ser muy variable entre y dentro de distintos grupos taxonómicos.
Estos números son constantes en muchos géneros y aún en algunas tribus por lo
tanto, cuando han sido usados en conjunto con otros datos, han provisto evidencia
para el establecimiento de afinidades entre distintos taxones (Goldblatt, 1981).
Como así también, el comportamiento meiótico, observado en células madres
del polen, nos permitirá detectar la existencia de cambios estructurales (inversiones,
translocaciones, etc.) o anormalidades en el cariotipo, ya que la presencia de
configuraciones meióticas no usuales, señalan la existencia de heterocigosis para
determinados rearregloss cromosómicos que afectan el normal desarrollo de la meiosis.
Estos
cambios
pueden
estar
relacionados
con
polimorfismos
o
eventos
especiogénicos y aislamiento reproductivo (Poggio, 1996)
CONCLUSIÓN
A través del desarrollo de la metodología se obtuvo el material vegetal de las
especies nativas propuestas en la Región Fitogeográfica del Chaco Distrito Chaqueño.
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Se pudo recolectar las distintas muestras en relación de su ciclo biológico y se
acondicionaron
las
mismas
para
sus
posteriores
estudios
citogenéticos
y
herborización.
AGRADECIMIENTOS
Se agradece al Ingeniero Agrónomo Sr. Alejandro Quiroga de la Cátedra de
Ecología Agraria de la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de
Catamarca, por su aporte permanente en la identificación y recolección del material de
las especies nativas en estudio.
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