DARWINIANA, nueva serie 1(2): 227-236. 2013 Efectivamente publicado en PDF el 30 de diciembre de 2013 ISSN 0011-6793 impresa - ISSN 1850-1699 en línea |
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Artículo original DOI: 10.14522/darwiniana.2013.12.555 |
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ANÁLISIS PRELIMINAR DE LA VARIABILIDAD GENÉTICA DE ESCALLONIA ALPINA Y E. RUBRA (ESCALLONIACEAE) | ||||||||||||
Santiago Morello, Liliana M. Giussani & Silvana M. Sede | ||||||||||||
Instituto de Botánica Darwinion (ANCEFN-CONICET), Labardén 200, Casilla de Correo 22, B1642HYD San Isidro, Buenos Aires, Argentina; santiagomorello@hotmail.com (autor corresponsal). | ||||||||||||
Recibido el 7 de abril de 2013. Aceptado: 3 de julio de 2013. Editor Asociado: Alicia López. | ||||||||||||
Imágenes | ||||||||||||
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Resumen/Abstract | Artículo/Full text | Bibliografía/Bibliography | ||||||||||
INTRODUCCIÓN Escallonia Mutis ex L.f. es el género más diverso de la familia Escalloniaceae, con aproximadamente 39 especies distribuidas en regiones montañosas, húmedas, desde Costa Rica hasta Tierra del Fuego en Argentina y Chile; con una mayor concentración de especies en las zonas andinas de la Argentina, Chile y Perú. Las especies de Escallonia son árboles pequeños o arbustos, con hojas coriáceas, a menudo glanduloso-serradas, las flores son pentámeras y se presentan solitarias, en panículas o en racimos, el fruto es una cápsula con numerosas semillas pequeñas. Escallonia alpina Poepp. ex DC. y E. rubra (Ruiz & Pav.) Pers. comparten el área de distribución al sur de la Cordillera de los Andes, en Chile y Argentina, desde los 30° a 53° de latitud sur. Ambas especies se diferencian por pocos caracteres morfológicos diagnósticos como la disposición de las flores y la presencia y tipo de glándulas; sin embargo, en algunas poblaciones no es posible asignar los individuos a una u otra especie. Sleumer (1968), describió colecciones con caracteres morfológicos intermedios que identificó como híbridos interespecíficos, en particular para las especies del sur de Sudamérica. Los datos citológicos reportados (Zielinski, 1955; Sanders et al., 1983) indican un número cromosómico diploide 2n = 24 y cariotipos uniformes con cromosomas muy pequeños para Escallonia. Entre las pocas especies analizadas, no se reportó la presencia de poliploides. MATERIALES Y MÉTODOS Análisis morfológico Se coleccionó un total de 39 individuos de cinco poblaciones de Escallonia rubra y E. alpina en Argentina. (
). Los individuos se recolectaron al azar. Por cada individuo recolectado se conservó material herborizado para analizar su morfología, y láminas foliares en gel de sílice para la posterior extracción de ADN total. Los ejemplares se depositaron en el Instituto de Botánica Darwinion (SI; Thiers, 2013) y se estudiaron mediante las técnicas tradicionales de análisis morfológico. Se observaron al menos 10 hojas y 5 flores por individuo y se utilizaron los caracteres diagnósticos propuestos por Sleumer (1968) con el fin de caracterizar a las poblaciones, a los individuos que las componen y asignarlos a las dos especies de Escallonia analizadas. Las poblaciones se caracterizaron por la disposición de las flores (solitarias vs. inflorescencias), la presencia/ausencia de tricomas glandulares estipitados (glándulas estipitadas) en el cáliz y los tallos, la presencia/ausencia y densidad de tricomas glandulares multicelulares sésiles (glándulas sésiles) en la cara adaxial de las hojas, y la presencia/ausencia de pubescencia en la cara abaxial de las hojas, los tallos, el raquis de la inflorescencia y el cáliz. Extracción de ADN y análisis de AFLP La extracción de ADN genómico total se realizó a partir de 20 mg de hoja según el protocolo de Doyle & Doyle (1987) con algunas modificaciones. La calidad del ADN se visualizó en un gel de agarosa 1%, teñido con Sybr Green (Invitrogen, Sao Paulo, Brasil). Análisis de datos Para estudiar las relaciones genéticas entre los individuos se realizaron análisis de ordenación, agrupamiento y asignación bayesiana. A partir de la matriz binaria se construyó una matriz de distancia genética para todos los pares de individuos con el índice de Jaccard (Sneath & Sokal, 1973), que luego se utilizó para realizar un Análisis de Coordenadas Principales (PCoA) con el programa FAMD v1.108 (Schlüter & Harris, 2006). Este análisis permite visualizar la similitud entre los individuos en relación a la variabilidad genética a lo largo de los dos primeros ejes de coordenadas principales. Mediante la construcción de una red con el algoritmo Neighbor-Net (SplitsTree4 v4.12.8; Huson & Bryant, 2006) se agruparon los individuos de acuerdo a su menor distancia genética. RESULTADOS Análisis morfológico Mediante la observación de caracteres morfológicos diagnósticos, se identificaron y caracterizaron los individuos de las cinco poblaciones. Se encontraron diferencias en la presencia de indumento en tallos, hojas (cara adaxial) y raquis de la inflorescencia y cáliz, de glándulas estipitadas en los tallos, de glándulas sésiles en la cara abaxial de las hojas, en la presencia y tipo de glándulas en el cáliz (sésiles o estipitadas), en el color de la corola y en la disposición de las flores ( ). Las poblaciones 1 y 2 se asignaron a Escallonia alpina mientras que las poblaciones 3 y 4 se identificaron como E. rubra; la población 5 no se pudo asignar unívocamente a ninguna de las dos especies, ya que presentó algunas características morfológicas intermedias entre ambas (Tabla 2). Los individuos de E. rubra (poblaciones 3 y 4) tienen tallos pubescentes con glándulas estipitadas (excepto los individuos b, c y e de la población 3 que presentan tallos jóvenes pubescentes sin glándulas); las hojas con glándulas sésiles densamente distribuidas en la cara abaxial y pelos en la cara adaxial, junto al nervio medio; el raquis de la inflorescencia y el cáliz pubescentes, con numerosas glándulas estipitadas (en algunas flores cubren por completo la superficie del cáliz), las flores dispuestas en panículas laxas y la corola de color rojo ( ). Los individuos de E. alpina (poblaciones 1 y 2) presentan tallos, hojas, raquis de la inflorescencia y cáliz glabros, no se observaron glándulas estipitadas en los tallos; en los individuos c, d y g de la población 1 y en los individuos c, e y h de la población 2 se observaron glándulas sésiles en los márgenes de los lóbulos del cáliz, las flores son solitarias y la corola es de color blanco a rosado ( ). Los individuos de la población 5 presentan algunos caracteres similares a los de las poblaciones asignadas a E. rubra, tallos pubescentes, hojas con pocas glándulas sésiles (en menor cantidad que en E. rubra) y presencia de glándulas estipitadas en el cáliz; mientras que otros caracteres se asemejan a los encontrados en las poblaciones asignadas a E. alpina: flores solitarias, hojas glabras, ausencia de pelos en el cáliz y en los tallos floríferos. El color de la corola es variable entre los distintos individuos de la población 5: blanco, rosado o rojo ( ). Análisis de AFLP A partir de la amplificación selectiva se obtuvieron 330 fragmentos, de los cuales se seleccionaron 176 para construir la matriz binaria. La regresión entre el tamaño de los fragmentos y su frecuencia resultó no significativa [R2 = -0,153 (p = 0,07)]. En la red obtenida mediante el análisis con el algoritmo Neighbor-net, los individuos de las poblaciones 1 a 4 se agruparon de acuerdo a la determinación específica formando dos grupos, ubicados a cada extremo de la red, mientras que los individuos de la población 5 se ubicaron entre ambos ( ). En el análisis de asignación bayesiana, se seleccionó un valor de K=2 con la mayor probabilidad posterior y la menor desviación estándar bajo ambos modelos de ancestralidad ( ); este valor permite además comparar la asignación previa de los individuos a dos especies distintas. Los resultados de la asignación a dos grupos genéticos (K=2) bajo el modelo de “ADMIXTURE” se muestran en la Fig. 5. El genoma de los individuos de las poblaciones 1 y 2 (E. alpina) se asignó principalmente a un grupo genético mientras que el de los individuos de las poblaciones 3 y 4 (E. rubra), se asignó a otro diferente (Fig. 5). Los individuos de la población 5 mostraron una contribución mixta de ambos grupos genéticos. En algunos individuos de E. rubra también se observó una pequeña proporción del genoma asignado a E. alpina ( ). En la asignación a dos grupos genéticos bajo el modelo de “NO ADMIXTURE” se observó el mismo patrón (datos no mostrados) para las poblaciones de E. alpina y E. rubra, mientras que en la población 5 los individuos a y c se asignaron al grupo genético de E. rubra y los restantes se asignaron al grupo de E. alpina La prueba de Mantel no detectó correlación entre la distancia genética y la distancia geográfica (r=-0,15; p=0,57), es decir que no se observó un patrón de aislamiento por distancia. Los valores de los distintos índices de diversidad calculados para cada población no se alejaron de manera significativa de los esperados para una distribución al azar de las frecuencias alélicas. En la población 5, se observó el valor más alto de Dnei y la mayor proporción de loci polimórficos (PLP), mientras que la población 2, asignada a E. alpina, presentó el valor más alto del índice de divergencia DW ( ). DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES La técnica de AFLP permitió detectar la variabilidad genética de las distintas poblaciones e individuos de Escallonia alpina y E. rubra. En este estudio se corroboró que la variabilidad morfológica es congruente con la variabilidad genética: existe una fuerte correspondencia entre los marcadores AFLP y las especies delimitadas mediante caracteres morfológicos diagnósticos tradicionales (Sleumer, 1968). AGRADECIMIENTOS BIBLIOGRAFÍA Anderson, G. J.; G. Bernardello, T. F. Stuessy & D. J. Crawford. 2001. Breeding system and pollination of selected plants endemic to Juan Fernández Islands. American Journal of Botany 88: 220-233. Arrigo, N.; J. W. Tuszynski, D. Ehrich, T. Gerdes & N. Álvarez. 2009. 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