Variación citotípica y diversidad clonal en poblaciones poliploides y apomícticas de Pilosella (Compositae, Cichorieae) introducidas en el sur de la Patagonia

Autores/as

  • Anna Krahulcová Institute of Botany, Academy of Sciences of the Czech Republic
  • František Krahulec Institute of Botany, Academy of Sciences of the Czech Republic https://orcid.org/0000-0001-7706-1723

DOI:

https://doi.org/10.31055/1851.2372.v56.n3.32767

Palabras clave:

América del Sur, aneuploidía, apomixis facultativa, citotipos, diversidad clona, hibridación, invasión de plantas, Patagonia, Pilosella, plantas invasoras, poliploidía

Resumen

Introducción y objetivos: El género Pilosella es nativo de Europa y Asia, pero sus especies son plantas invasoras exitosas en la mayoría de continentes. Éstas especies forman un complejo agámico en el que la apomixis es común. Las especies apomícticas hibridan y presentan diferentes grados de sexualidad residual. El principal objetivo de este trabajo fue determinar la existencia de hibridación interespecífica en poblaciones del sur de la Patagonia.

M&M: Este estudio está basado en el análisis de la descendencia de semillas de Pilosella recolectadas en trece poblaciones del Sur de Argentina y Chile. Las plantas fueron examinadas para determinar su identidad taxonómica, el nivel de ploidía de su ADN (empleando citometría de flujo), el número de cromosomas, el tipo de reproducción, la formación de semillas partenogenéticas y su identidad clonal (caracterizando fenotipos isoenzimáticos).

Resultados: No se registró ninguna población mixta entre especies. Dos clones apomícticos de P. officinarum (uno pentaploide y otro hexaploide) fueron encontrados en varias poblaciones: ocho de ellas fueron determinadas como hexaploides; mientras que una presentó ambos citotipos. La presencia de la especie apomíctica y pentaploide P. caespitosa en dos poblaciones de Argentina supone el primer registro de esta especie en la Patagonia. Algunas semillas muestreadas en tres localidades mostraron una descendencia aneuploide fértil, cuya morfología indicó un origen híbrido con P. officinarum como una de las especies parentales.

Conclusiones: La presencia de híbridos partenogenéticos, aneuploides y con semillas fértiles entre las plantas cultivadas, implica un aumento del riesgo de formación de nuevos genotipos híbridos de Pilosella en el sur de la Patagonia.

 

Referencias

Alexander, M. P. 1969. Differential staining of aborted and nonaborted pollen. Stain Technol. 44: 117-122.

Ariza Espinar, L. & M. M. Cerana. 2015. Hieracium L. - In: Zuloaga, F. O., M. J. Belgrano & A. M. Antón (eds.), Flora Argentina Vol. 7, Tomo II, pp. 15-42. Darwinion - CONICET, San Isidro.

Beckmann, M., A. Erfmeier & H. Bruelheide. 2009. A comparison of native and invasive populations of three clonal plant species in Germany and New Zealand. J. Biogeogr. 36: 865-878. https://doi.org/10.1111/j.1365-2699.2008.02048.x

Beckmann, M., H. Bruelheide & A. Erfmeier. 2011. Germination responses of three grassland species differ between native and invasive origins. Ecol. Res. 26: 763-771.

https://doi.org/10.1007/s11284-011-0834-3

Bicknell, R. A. & A. M. Koltunow. 2004. Understanding apomixis: Recent advances and remaining conundrums. Plant Cell 16: S228−S245. https://doi.org/10.1105/tpc.017921

Braun, K., M. B. Collantes, L. Yahdjian, C. Escartin & J. A. Anchorena. 2019. Increased litter decomposition rates of exotic invasive species Hieracium pilosella (Asteraceae) in Southern Patagonia, Argentina. Plant Ecol. 220: 393-403. https://doi.org/10.1007/s11258-019-00922-3

Bräutigam, S. & W. Greuter. 2007−2009+. Pilosella. In: Greuter, W. & E. E. von Raab-Straube (eds.), Compositae. Euro+Med Plant Database – the information resource for Euro-Mediterranean plant diversity. Disponible en: http://ww2.bgbm.org/EuroPlusMed/PTaxonDetail.asp?NameCache=Pilosella&PTRefFk=7000000 [Acceso: 6 November 2017].

Bräutigam, S. 2017. Pilosella Vaill. In: Jäger, E. J. (ed.), Rothmaler Exkursionsflora von Deutschland, Gefäβpflanzen: Grundband, Ed. 21. pp. 817−829. Spektrum Akademische Verlag, Heidelberg, Berlin.

Chapman, H.M., G. J. Houliston, B. Robson & I. Iline. 2003. A case of reversal: the evolution and maintenance of sexuals from parthenogenetic clones in Hieracium pilosella. Int. J. Plant Sci. 164: 719-728. https://doi.org/10.1086/376819

Cipriotti, P. A., R. B. Rauber, M. B. Collantes, K. Braun & C. Escartín. 2010. Hieracium pilosella invasion in the Tierra del Fuego steppe, Southern Patagonia. Biol. Invasions 12: 2523-2535. https://doi.org/10.1007/s10530-009-9661-7

Cipriotti, P. A., R. B. Rauber, M. B. Collantes, K. Braun & C. Escartín. 2012. Control measures for a recent invasion of Hieracium pilosella in Southern Patagonian rangelands. Weed Res. 52: 98-105. https://doi.org/10.1111/j.1365-3180.2011.00897.x

Cipriotti, P.A., M. B. Collantes, C. Escartín, S. Cabeza, R. B. Rauber, & K. Braun. 2014. Experiencias de largo plazo para el manejo de pastizales: El caso de Hieracium pilosella en la Estepa Fueguina. [Long-term experiences for the management of a grassland invasive herb: The case of Hieracium pilosella L. in the Fuegian Steppe.] In Spanish with an English Abstract. Ecologia Austral 24: 135-144.

Clark, L.V. & M. Jasieniuk. 2012. Spontaneous hybrids between native and exotic Rubus in the Western United States produce offspring both by apomixis and by sexual recombination. Heredity 109: 320-328. https://doi.org/10.1038/hdy.2012.45

COOK, M. M, A. Martelli, M. Slelman & P. A. CIPRIOTTI. 2021. The role of competition invader colonization along stress gradients in the Fuegian steppe. Oecologia 195: 1031-1040. https://doi.org/10.1007/s00442-021-04894-y

Day, N. J. & H. L. Buckley. 2011. Invasion patterns across multiple scales by Hieracium species over 25 years in tussock grasslands of New Zealandʼs South Island. Austral. Ecol. 36: 559-570. https://doi.org/10.1111/j.1442-9993.2010.02191.x

Doležel, J. & W. Göhde. 1995. Sex determination in dioecious plant Melandrium album and M. rubrum using high resolution flow cytometry. Cytometry 19: 103-106.

Dyer, A. F. 1963. The use of lacto-propionic orcein in rapid squash methods for chromosome preparations. Stain Technol. 38: 85-90.

Ellstrand, N. C. & K. A. Schierenbeck. 2000. Hybridization as a stimulus for the evolution of invasiveness in plants? Proc. Nat. Acad. Sci. 97 (13): 7043-7050. https://doi.org/10.1073/pnas.97.13.7043

Fehrer, J., A. Krahulcová., F. Krahulec, J. Chrtek Jr., R. Rosenbaumová & S. Bräutigam. 2007. Evolutionary aspects in Hieracium subgenus Pilosella. In: Grossniklaus, U., E. Hörandl, T. Sharbel & P. van Dijk. (eds.), Apomixis: Evolution, Mechanisms and Perspectives. Regnum Vegetabile 147, pp. 359-390. A.R.G. Gantner Verlag, Rugel.

Gadella, T. W. J. 1984. Cytology and the mode of reproduction of some taxa of Hieracium subgenus Pilosella. Proc. Kon. Ned. Acad. Wetensch. C87: 387−399.

Hand, M. L., P. Vít, A. Krahulcová, S. D. Johnson, K. Oelkers, H. Siddons, J. Chrtek Jr., J. Fehrer & A. M. G. Koltunow. 2015. Evolution of apomixis loci in Pilosella and Hieracium (Asteraceae) inferred from the conservation of apomixis-linked markers in natural and experimental populations. Heredity 114: 17−26. https://doi.org/10.1038/hdy.2014.61

Harlan, J. R. & J. M. de Wet, 1975. On Ő. Winge and a prayer: the origins of polyploidy. Bot. Rev. 41: 361-390.

Jenkins, T. A., & K. Jong.1996. Significance of polyploid variation in New Zealand Pilosella and Hieracium (Asteraceae). Bot. J. Scotl. 49: 75-87.

Krahulcová, A. & F. Krahulec. 2020. Ploidy level and breeding system in some populations of Pilosella (Asteraceae) in eastern and southern Slovakia. Thaiszia - J. Bot. 30: 37-58.

https://doi.org/10.33542/TJB2020-1-04

Krahulcová, A., F. Krahulec & H. M. Chapman. 2000. Variation in Hieracium subgen. Pilosella (Asteraceae): what do we know about its sources? Folia Geobot. 35: 319-338.

https://doi.org/10.1007/BF02803122

Krahulcová, A., F. Krahulec & R. Rosenbaumová. 2011. Expressivity of apomixis in 2n + n hybrids from an apomictic and a sexual parent: Insights into variation detected in Pilosella (Asteraceae: Lactuceae). Sex. Plant Reprod. 24: 63−74. https://doi.org/10.1007/s00497-010-0152-x

Krahulcová, A., S. Papoušková & F. Krahulec. 2004. Reproduction mode in the allopolyploid facultatively apomictic hawkweed Hieracium rubrum (Asteraceae, H. subgen. Pilosella). Hereditas (Lund) 141: 19-30. https://doi.org/10.1111/j.1601-5223.2004.01845.x

Krahulcová, A., O. Rotreklová, F. Krahulec, R. Rosenbaumová & I. Plačková. 2009. Enriching ploidy level diversity: the role of apomictic and sexual biotypes of Hieracium subgen. Pilosella (Asteraceae) that coexist in polyploid populations. Folia Geobot. 44: 281-306. https://doi.org/10.1007/s12224-009-9041-1

Krahulcová, A., O. Rotreklová & F. Krahulec. 2014. The detection, rate and manifestation of residual sexuality in apomictic populations in Pilosella (Asteraceae, Lactuceae). Folia Geobot. 49: 239-258. https://doi.org/10.1007/s12224-013-9166-0

Krahulcová, A. & J. Suda. 2006. A modified method of flow cytometric seed screen simplifies the quantification of progeny classes with different ploidy levels. Biol. Plant. 50: 457−460. https://doi.org/10.1007/s10535-006-0070-9

Krahulec, F. & A. Krahulcová. 2011. Ploidy levels and reproductive behaviour in invasive Hieracium pilosella in Patagonia. NeoBiota 11: 25-31. https://doi.org/10.3897/neobiota.11.1349

Krahulec, F. & A. Krahulcová. 2018. Impact of interspecific hybridization within a polyploid agamic complex of Pilosella (Asteraceae, Lactuceae) in Bulgaria compared with Central Europe. Willdenovia 48: 345-362. https://DOI.org/10.3372/wi.48.48302

Krahulec, F., A. Krahulcová, J. Fehrer, S. Bräutigam, I. Plačková & J. Chrtek Jr. 2004. The Sudetic group of Hieracium subgen. Pilosella from the Krkonoše Mts: a synthetic view. Preslia 76: 223-243.

Krahulec, F., A. Krahulcová, J. Fehrer, S. Bräutigam & F. Schuhwerk. 2008. The structure of the agamic complex of Hieracium subgen. Pilosella in the Šumava Mts and its comparison with other regions in Central Europe. Preslia 80: 1-26.

Leong-Škorničková, J., O. Šída, V. Jarolímová, M. Sabu, T. Fér, P. Trávníček & J. Suda. 2007. Chromosome numbers and genome size variation in Indian species of Curcuma (Zingiberaceae). Ann. Bot. (Oxford) 100: 505-526. https://doi.org/10.1093/aob/mcm144

Livraghi, E., S. Cabeza, R. Kofalt, G. Humano, M. Mascó & L. Montes 1998. Documento de trabajo sobre Hieracium pilosella L. Informe Téchnico INTA. [not seen cit. sec. Cipriotti et al. 2010].

Loomis, E. S. & L. Fishman. 2009. A continent-wide clone: population genetic variation of the invasive plant Hieracium aurantiacum (orange hawkweed; Asteraceae) in North America. Int. J. Plant Sci. 170: 759-765. https://doi.org/10.1086/599241

Makepeace, W. 1985. Growth, reproduction, and production biology of mouse-ear and king devil hawkweed in eastern South Island, New Zealand. New Zealand J. Bot. 23: 65-78.

Matzk, F., a. Meister & I. Schubert. 2000. An efficient screen for reproductive pathways using mature seeds of monocots and dicots. Plant J. 21: 97−108. https://doi.org/10.1046/j.1365-313x.2000.00647.x

Moore, D. M. 1983. Flora of Tierra del Fuego. Anthony Nelson, Shropshire, Missouri Botanical Garden, St. Louis.

Morgan-Richards, M., S. A. Trewick, H. M. Chapman & A. Krahulcová. 2004. Interspecific hybridization among Hieracium species in New Zealand: evidence from flow cytometry. Heredity 93: 34-42. https://doi.org/10.1038/sj.hdy.6800476

Nägeli, C. & A. Peter. 1885. Die Hieracien Mittel-Europas, Piloselloiden. R. Oldenbourg, München.

Otto, F. 1990. DAPI staining of fixed cells for high-resolution flow cytometry of nuclear DNA. In: Crissman, H.A. & Z. Darzynkiewicz (eds.), Methods in cell biology 33. pp. 105-110. Academic Press, San Diego.

Peter, A., 1884. Ueber spontane und künstliche Gartenbastarde der Gattung Hieracium sect. Piloselloidea. Bot. Jahrb. 5: 203-286, 418-496; 6: 111-136.

Rambuda, T. D. & S. D. Johnson. 2004. Breeding systems of invasive alien plants in South Africa: does Baker′s rule apply? Diversity and Distributions 10: 409-416. https://doi.org/10.1111/j.1366-9516.2004.00100.x

Rauber, R. B., M. B. Collantes, P. A. Cipriotti & J. Anchorena. 2013. Biotic and abiotic constraints to a plant invasion in vegetation communities of Tierra del Fuego. Austral Ecology 38: 436-442. https://doi.org/10.1111/j.1442-9993.2012.02427.x

Rauber, R. B., P. A. Cipriotti & M. B. Collantes. 2014. Local and intermediated intensity soil disturbances increase the colonization and expansion dynamics of an invasive plant in Southern Patagonian rangelands. Commun. Ecol. 15: 87-93. https://doi.org/10.1556/COMEC.15.2014.1.9

Rodriguez, R., C. Marticorena, D. Alarcón, C. Baeza, L. Cavieres, V. L. Finot, N. Fuentes, A. Kiessling, M. Mihoc, A. Pauchard, E. Ruiz, P. Sanchez & A. Marticorena. 2018. Catálogo de las plantas vasculares de Chile. Gayana Bot. 75: 1-430.

Rotreklová, O. & A. Krahulcová. 2016. Estimating paternal efficiency in an agamic polyploid complex: pollen stainability and variation in pollen size related to reproduction mode, ploidy level and hybridogeneous origin in Pilosella (Asteraceae). Folia Geobot. 51: 175-186. https://doi.org/10.1007/s12224-016-9240-5

Rotreklová, O., A. Krahulcová, P. Mráz, V. Mrázová, L. Mártonfiová, T. Peckert & B. Šingliarová. 2005. Chromosome numbers and breeding systems of some European species of Hieracium subgen. Pilosella. Preslia 77: 177-195.

Scott, D. 1993. Response of Hieracium in 2 long-term manipulative trials. New Zealand J. Ecol. 17: 41-46.

Suda, J., A. Krahulcová, P. Trávníček & F. Krahulec. 2006. Ploidy level vs. DNA ploidy level: an appeal for consistent terminology. Taxon 55: 447–450.

Suda, J., A. Krahulcová, P. Trávníček, R. Rosenbaumová, T. Peckert & F. Krahulec. 2007. Genome size variation and species relationships in Hieracium sub-genus Pilosella (Asteraceae) as inferred by flow cytometry. Ann. Bot. (Oxford) 100: 1323-1335. https://doi.org/10.1093/aob/mcm218

te Beest, M., J. J. Le Roux, D. M. Richardson, A. K. Brysting K., J. Suda, M. Kubešová & P. Pyšek. 2012. The more are better? The role of polyploidy in facilitating plant invasions. Ann. Bot. (Oxford) 109: 19-45. https://doi.org/10.1093/aob/mcr277

Trewick, S. A., M. Morgan-Richards & H. M. Chapman. 2004. Chloroplast DNA diversity of Hieracium pilosella (Asteraceae) introduced to New Zealand: reticulation, hybridization and invasion. Amer. J. Bot. 91: 73-85. https://doi.org/10.3732/ajb.91.1.73

Ugarte, E., F. Lira, N. Fuentes & S. Klotz. 2011. Vascular alien flora, Chile. Check List 7: 365-382.

VALLEJOS, C.E. 1983. Enzyme activity staining. In: TANKSLEY, S.D. & ORTON, T.J. (eds.), Isozymes in plant genetics and breeding, Part A. pp. 469-516. Elsevier, Amsterdam etc.

WENDEL, J.F. & WEEDEN, N.F. 1989. Visualisation and interpretation of plant isozymes. In: SOLTIS, D.E. & SOLTIS, P.S. (eds.), Isozymes in plant biology. pp. 5-45. Dioscorides Press, Portland.

Wilson, L.M., J. Fehrer, S. Bräutigam & G. Grosskopf. 2006. A new invasive hawkweed, Hieracium glomeratum (Lactuceae, Asteraceae), in the Pacific Northwest. Canad. J. Bot. 84: 133-142. https://doi.org/10.1139/B05-149

Zahn, K. H. 1922-1930. Hieracium. In: Ascherson, P. & P. Graebner (eds.), Synopsis der mitteleuropäischen Flora 12(1), pp. 1-492. Gebrüder Bornträger, Leipzig.

Zuloaga, F. O. & O. Morrone. 1999. Catálogo de las Plantas de la Argentina II, Dicotyledonae. Monogr. Syst. Bot. Missouri Bot. Gard. 74: 1-1269.

Publicado

2021-09-28

Número

Sección

Genética & Evolución

Cómo citar

“Variación citotípica Y Diversidad Clonal En Poblaciones Poliploides Y apomícticas De Pilosella (Compositae, Cichorieae) Introducidas En El Sur De La Patagonia”. 2021. Boletín De La Sociedad Argentina De Botánica 56 (3). https://doi.org/10.31055/1851.2372.v56.n3.32767.

Artículos similares

211-220 de 417

También puede Iniciar una búsqueda de similitud avanzada para este artículo.