El sistema genético de Paspalum lilloi (Poaceae), especie endémica de las Cataratas del Iguazú

Autores/as

  • Anna Verena Reutemann Instituto de Botánica del Nordeste, CONICET-UNNE, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional del Nordeste. Sargento Cabral 2131, 3400, Corrientes, Argentina https://orcid.org/0000-0003-1043-4999
  • Eric J. Martínez 1Instituto de Botánica del Nordeste, CONICET-UNNE, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional del Nordeste. Sargento Cabral 2131, 3400, Corrientes, Argentina https://orcid.org/0000-0002-7769-0199
  • Gabriel H. Rua Universidad de Buenos Aires, Facultad de Agronomía, Cátedra de Botánica Sistemática, Avenida San Martín 4453, C1417DSE Buenos Aires, Argentina https://orcid.org/0000-0003-3601-786X
  • Mara Schedler 1Instituto de Botánica del Nordeste, CONICET-UNNE, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional del Nordeste. Sargento Cabral 2131, 3400, Corrientes, Argentina https://orcid.org/0000-0001-6421-3169
  • Julio R. Daviña Programa de Estudios Florísticos y Genética Vegetal, Instituto de Biología Subtropical CONICET-UNaM, nodo Posadas, Universidad Nacional de Misiones, Rivadavia 2370, 3300 Posadas, Argentina https://orcid.org/0000-0002-1886-7521
  • Ana I. Honfi Instituto de Biología Subtropical CONICET- UNaM, Nodo Posadas, Universidad Nacional de Misiones, Posadas, Argentina https://orcid.org/0000-0002-0915-2129

DOI:

https://doi.org/10.31055/1851.2372.v56.n3.33273

Palabras clave:

autogamia, compatibilidad polen-pistilo, endemismo, fertilidad, Paspalum lilloi, polinización heteroespecífica

Resumen

Introducción y objetivos: Paspalum lilloi (Poaceae) es una especie diploide y endémica de las Cataratas del Iguazú y áreas circundantes, cuya biología reproductiva y área de distribución geográfica actual es desconocida. Los objetivos de este trabajo son conocer su sistema genético, mediante análisis del modo reproductivo, compatibilidad polen-pistilo y fertilidad, y delimitar la distribución y estado de conservación del endemismo.

M&M: El sistema genético se determinó mediante citoembriología de sacos embrionarios, viabilidad y germinación in vivo de granos de polen, compatibilidad polen-pistilo, fertilidad y análisis de semillas por citometría de flujo. El área de distribución geográfica se delimitó mediante especímenes de herbario y colecciones propias.

Resultados: Se observaron sacos embrionarios meióticos de tipo Polygonum en todos los óvulos analizados. La viabilidad media y germinación in vivo del polen fue de 95,22% y 41,79%, respectivamente. La tasa de crecimiento medio del tubo polínico en el estigma propio fue de 59,2 ± 6,39 µm / 3h. La producción de semillas en autopolinización fue del 93,61% y disminuyó al 52,72% cuando hay oferta de polen heteroespecífico. Los cariopsis analizados por citometría de flujo mostraron una relación de ploidía embrión: endospermo 2: 3, indicando un origen sexual. Paspalum lilloi es una especie reófila, rupícola y adaptada a saltos y cascadas, cuyo endemismo está en peligro crítico y circunscripto a las Cataratas del Iguazú.

Conclusiones: Paspalum lilloi es diploide, sexual, autocompatible y autofértil, está geográficamente restringida a las Cataratas del Iguazú y adaptada a hábitats altamente especializados, cuya conservación resultará clave para evitar su extinción.

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Biografía del autor/a

Ana I. Honfi, Instituto de Biología Subtropical CONICET- UNaM, Nodo Posadas, Universidad Nacional de Misiones, Posadas, Argentina

DEPARTAMENTO DE GENETICA, FCEQyN- UNaM

PROFESOR REGULAR DE GENETICA EVOLUTIVA

INVESTIGADOR INDEPENDIENTE CONICET

 

 

Citas

ALISCIONI, S. S. 2000. Anatomía ecológica de algunas especies del género Paspalum (Poaceae, Panicoideae, Paniceae). Darwiniana 38: 187-207.

ALISCIONI, S. S. 2002. Contribución a la filogenia del género Paspalum (Poaceae: Panicoideae: Paniceae). Ann. Missouri Bot. Gard. 89: 504-523. https://doi.org/10.2307/3298593

ANTON, A. & A. E. COCUCCI. 1984. The grass megagametophyte and its possible phylogenetic implications. Pl. Syst. & Evol. 146: 117-121. https://doi.org/10.1007/BF00984058

BURSON, B. L. 1986. Pollen germination, pollen tube growth and fertilization following self and interspecific pollination of Paspalum species. Euphytica 36: 641-650. https://doi.org/10.1007/BF00041514

BURSON, B. L. 1991. Genome relationships between tetraploid and hexaploid biotypes of Dallisgrass, Paspalum dilatatum. Bot. Gaz. 152: 219-223. https://doi.org/10.1086/337883

BURSON, B. L. 1992. Cytogenetic relationships between Paspalum dilatatum y P. cromyorrhizon, P. indecorum y P. laxum. Int. J. Plant Sci. 153: 244-249. https://doi.org/10.1086/297028

BURSON, B. L. 1997. Apomixis and sexuality in some Paspalum species. Crop Sci. 37: 1347-1351. https://doi.org/10.2135/cropsci1997.0011183X003700040052x

BURTON, G. W. & W. W. HANNA. 1992. Using apomictic tetraploids to make a self-incompatible diploid Pensacola bahiagrass clone set seed. J. Hered. 83: 305-306. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.jhered.a111217

CHASE, A. 1929. The North American species of Paspalum. Contr. U.S. Natl. Herb. 28: I-XVII: 1-310.

CLARKE J. L. 1851. Researches into the Structure of the Spinal Chord. Phil. Trans. Roy. Soc. London, 141: 607-621. https://doi.org/10.1098/rstl.1851.0029

CONNOR, H. E. 1979. Breeding systems in the grasses: a survey. New Zealand J. of Bot. 17: 547-574. https://doi.org/10.1080/0028825X.1979.10432571

de NETTANCOURT, D. 2001. Incompatibility and incongruity in wild and cultivated plants, 2nd Edn. Berlin: Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-662-04502-2

DAWKINS, M. D. & J. N. OWENS. 1993. In vitro and In vivo Pollen Hydration, Germination, and Pollen-Tube Growth in White Spruce, Picea glauca (Moench) Voss. Int. J Plant Sci. 154: 506-521. https://doi.org/10.1086/297134

DELGADO, L., F. GALDEANO, M. E. SARTOR, C. L. QUARIN, F. ESPINOZA & J. P. A ORTIZ. 2014. Analysis of variation for apomictic reproduction in diploid Paspalum rufum. Ann. Bot. 113: 1211-1218. https://doi.org/10.1093/aob/mcu056

DENHAM, S. S. 2005. Revisión sistemática del subgénero Harpostachys de Paspalum (Poaceae: Panicoideae: Paniceae). Ann. Missouri Bot. Gard. 92: 463-532. https://doi.org/10.1007/s00606-010-0327-9

ESPINOZA, F. & C. L. QUARIN. 1997. Cytoembryology of P. chaseanum and sexual diploid biotypes of two apomictic Paspalum species. Aust. J. Bot. 45: 871- 877. https://doi.org/10.1071/BT96055

ESPINOZA, F., M. H. URBANI, E. J. MARTINEZ & C. L. QUARIN. 2001. The breeding systems of three Paspalum species with forage potential. Trop. Grassl. 35: 211-217.

GALDEANO, F., M. H. URBANI, M. E. SARTOR, A. I. HONFI, F. ESPINOZA & C. L. QUARIN. 2016. Relative DNA content in diploid, polyploid, and multiploid species of Paspalum (Poaceae) with relation to reproductive mode and taxonomy. J. Plant Res. 129: 697–710. https://doi.org/10.1007/s10265-016-0813-4

HIJMANS, R. J., L. GUARINO, C. BUSSINK, P. MATHUR, M. CRUZ, I. BARRENTES & E. ROJAS. 2004. DIVA-GIS. V 5.0. A geographic information system for the analysis of species distribution data.

HIJMANS, R. J. & J. ELITH. 2017. Species distribution modeling with R. R CRAN Project.

HOJSGAARD, D. H., A. I. HONFI, G. H. RUA & J. R. DAVIÑA. 2009. Chromosome numbers and ploidy levels of Paspalum species from subtropical South America (Poaceae). Genet. Resour. Crop. Evol. 56: 533-545. https://doi.org/10.1007/s10722-008-9384-0

HOJSGAARD, D. H. & E. HÖRANDL. 2019. The Rise of Apomixis in Natural Plant Populations. Front. Plant Sci. 10: 358. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00358

HOJSGAARD, D. & M. SCHARTL. 2021. Skipping sex: A nonrecombinant genomic assemblage of complementary reproductive modules. Bioessays 43: e2000111. https://doi.org/10.1002/bies.202000111

HONFI, A. I., C. L. QUARIN & J. F. M VALLS. 1990. Estudios cariológicos en gramíneas sudamericanas. Darwiniana 30: 87-94.

HONFI, A. I. 2003. Citoembriología de poliploides impares en el género Paspalum L. (Panicoideae: Gramineae). Tesis Doctoral, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina.

HONFI, A. I., O. MORRONE & F. O. ZULOAGA. 2021. Chromosome numbers and ploidy levels of some Paniceae and Paspaleae species (Poaceae, Panicoideae). Ann. Missouri Bot. Gard. 106: 234-244. https://doi.org/10.3417/2021585

HÖRANDL, E. 2010. The evolution of self-fertility in apomictic plants. Sex. Plant Reprod. 23: 73-86. https://doi.org/10.1007/s00497-009-0122-3

KHO, Y. O. & J. BAER. 1968. Observing pollen tubes by means of fluorescence. Euphytica, 17: 298-302. https://doi.org/10.1007/BF00021224

LARSON B. M. H. & S. C. H. BARRETT. 2000. A comparative analysis of pollen limitation in flowering plants. Biol. J. Linn. Soc. 69: 503-520. https://doi.org/10.1006/bijl.1999.0372

MARTINEZ E. J. & C. L. QUARIN. 1999. Citoembriología y comportamiento reproductivo de un citotipo diploide de Paspalum hydrophilum y sus híbridos con P. palustre (Poaceae, Paniceae). Darwiniana 37: 243-251

MORRONE, O., L. AAGESEN, M. A. SCATAGLINI, D. L. SALARIATO, S. S. DENHAM, M. A. CHEMISQUY & F. O. ZULOAGA. 2012. Phylogeny of the Paniceae (Poaceae: Panicoideae): integrating plastid DNA sequences and morphology into a new classification. Cladistics 28: 333-356. https://doi.org/10.1111/j.1096-0031.2011.00384.x

McLERNON, S. M., S. D. MURPHY & L. W. AARSSEN. 1996. Heterospecific pollen transfer between sympatric species in a mid-successional old-field community. Am. J. Bot. 83: 1168-1174. https://doi.org/10.1002/j.1537-2197.1996.tb13897.x

NICORA, E. G. & Z. E. RÚGOLO DE AGRASAR. 1987. Los géneros de gramíneas de América austral. Buenos Aires: Editorial Hemisferio Sur.

NOGLER G. A. 1984. Gametophytic apomixis. In: JOHRI, B. M. (Ed.) Embryology of angiosperms. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-69302-1_10

ORTIZ J. P. A., C. L. QUARIN, S. C. PESSINO, C. ACUÑA, E. J. MARTÍNEZ, F. ESPINOZA, D. H. HOJSGAARD, M. E. SARTOR, M. E. CÁCERES & F. PUPILLI. 2013. Harnessing apomictic reproduction in grasses: what we have learned from Paspalum. Ann. Bot. 112: 767-787. https://doi.org/10.1093/aob/mct152

PARODI, L. R. & E. G. NICORA. 1966, inéd. Apuntes para una monografía del género. No publicado, copia en PEFyGV-UNaM.

QUARIN, C. L. & G. A. NORRMANN. 1987. Cytology and reproductive behavior of Paspalum equitans, P. ionanthum, and their hybrids with diploid and tetraploid cytotypes of P. cromyorrhizon. Bot. Gaz. 148: 386-391. https://doi.org/10.1086/337667

QUARIN C. L. & B. L. BURSON. 1991. Cytology of Sexual and apomictic Paspalum species. Cytologia 56: 223-228. https://doi.org/10.1508/cytologia.56.223

QUARIN, C. L. 1992. The nature of apomixis and its origin in Panicoid grasses. Apomixis Newsl. 5: 8-15.

REUTEMANN, A. V., E. J. MARTÍNEZ, M. SCHEDLER, G. H. RUA, J. R. DAVIÑA & A. I. HONFI. 2017. Paspalum lilloi Hack. (Poaceae). In: Marhold, K. (ed.), IAPT/IOPB chromosome data 26. Taxon 66: 32-33. https://doi.org/10.12705/666.30

REUTEMANN, A. V. 2020. Diversidad genética en especies del género Paspalum (Poaceae) con diferentes sistemas genéticos. Tesis Doctoral, Universidad Nacional de Córdoba.

RUA, G. H., P. R. SPERANZA, M. VAIO & M. ARAKAKI. 2010. A phylogenetic analysis of the genus Paspalum (Poaceae) based on cpDNA and morphology. Plant Syst. Evol. 288: 227-243. https://doi.org/10.1007/s00606-010-0327-9

SCATAGLINI, M. A., F. O. ZULOAGA, L. M. GIUSSANI, S. S. DENHAM & O. MORRONE. 2014. Phylogeny of New World Paspalum (Poaceae, Panicoideae, Paspaleae) based on plastid and nuclear markers. Plant Syst. Evol. 300: 1051-1070. https://doi.org/10.1007/s00606-013-0944-1

SWANSON, R., A. F. EDLUND & D. PREUSS. 2004. Species specificity in pollen-pistil interactions. Annu. Rev. Genet. 38: 793-818.

https://doi.org/10.1146/annurev.genet.38.072902.092356

TAS, I. C. Q. & P. J. VAN DIJK. 1999. Crosses between sexual and apomictic dandelions (Taraxacum). I. The inheritance of apomixis. Heredity 83: 707–714.

https://doi.org/10.1046/j.1365-2540.1999.00619.x

TÜRPE, A. 1967. Histotaxanomía de las especies argentinas del género Paspalum. Lilloa 32: 1–272.

UICN v.14. 2019. Comité de Estándares y Peticiones de la UICN. 2019. Directrices de uso de las Categorías y Criterios de la Lista Roja de la UICN. Versión 14. Disponible en https://www.iucnredlist.org/es/resources/redlistguidelines

URBANI, M. H. 1996. Estudios sobre citología, sistema reproductivo y compatibilidad polen-pistilo en Panicum dichotomiflorum y Paspalum fasciculatum (Gramineae, Paniceae). Darwiniana 34: 193-198.

VALLS, J. F. M. 1987. Recursos genéticos de especies de Paspalum no Brasil. Encuentro Internacional sobre mejoramiento genético de Paspalum 3-13, Nova Odessa, Brasil.

YOUNG, B. A., R. T. SHERWOOD & E. C. BASHAW. 1979. Cleared-pistil and thick-sectioning techniques for detecting aposporous apomixis in grasses. Canad. J. Bot. 57: 1668-1672. https://doi.org/10.1139/b79-204

ZILLI, A. L., E. A. BRUGNOLI, F. MARCÓN, M. B. BILLA, E. F. RIOS, E. J. MARTÍNEZ & C. A ACUÑA. 2015. Heterosis and expressivity of apospory in tetraploid bahiagrass hybrids. Crop Sci. 55: 1189-1201. https://doi.org/10.2135/cropsci2014.10.0685

ZULOAGA, O. F., O. MORRONE, G. DAVIDSE, T. S. FILGUEIRAS, P. M PETERSON, R. J. SORENG & E. JUDZIEWICZ. 2003. Catalogue of New World Grasses (Poaceae): III Subfamilies Panicoideae, Aristidoideae, Arundinoideae and Danthonioideae. Contrib. U. S. Nat. Herb. Smithsonian Inst. 46: 1-662.

ZULOAGA, F. O. & O. MORRONE. 2005. Revisión de las Especies de Paspalum para América del Sur Austral. Monogr. Syst. Bot. Mo. Bot. Gard. 102: 1-297.

ZULOAGA, O. F., O. MORRONE & J. F. PENSIERO. 2014. Gramineae VI. Paniceae II. Conservatoire et Jardin botaniques de la Ville de Genève (Ed.) Flora del Paraguay 45: 1-399.

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Publicado

2021-09-07

Cómo citar

Reutemann, Anna Verena, ERIC MARTINEZ, Gabriel H. Rua, MARA SCHEDLER, JULIO DAVIÑA, y ANA ISABEL HONFI. 2021. «El Sistema genético De Paspalum Lilloi (Poaceae), Especie endémica De Las Cataratas Del Iguazú». Boletín De La Sociedad Argentina De Botánica 56 (3). https://doi.org/10.31055/1851.2372.v56.n3.33273.

Número

Sección

Biología Reproductiva