Germplasm variation among wild populations of the Argentinean highland papayas (Vasconcellea quercifolia A.St.-Hil. and V. glandulosa A.DC.): implications for conservation

• DOI: 10.1007/s10722-022-01536-x
• Publication Date: 2023-01-23T11:02:56Z
• Authors: María Manuela Urt...; Carola Yanina Lamas; Isabel Cornejo; Eugenia Mabel Gia...
• Keywords: Germ plasm

Las especies de Vasconcellea son prometedoras para la industria agrícola, ya que muchas de ellas tienen frutos comestibles con propiedades organolépticas favorables. Vasconcellea quercifolia A.St.-Hil. y V. glandulosa A.DC son las especies más australes del género y recientemente han sido categorizadas como especies de alta prioridad en Argentina. Aunque las semillas de ambas especies pueden almacenarse en bancos de germoplasma, no se han realizado estudios específicos sobre su variación en el germoplasma, que es un aspecto clave para diseñar una estrategia de conservación. En este trabajo, evaluamos la variabilidad intraespecífica morfológica, fisiológica y bioquímica y proponemos una estrategia de conservación. En cuatro poblaciones silvestres de cada especie ubicadas a diferentes alturas en el noroeste argentino, se recolectó material vegetativo y reproductivo de 110 individuos de V. glandulosa y 70 de V. quercifolia. Se determinaron veintisiete descriptores morfológicos, dos bioquímicos y cuatro fisiológicos para caracterizar cada especie. Luego, se realizó la descomposición de la varianza, las diferencias entre poblaciones (con ANOVA) y un análisis de componentes principales utilizando datos morfológicos cuantitativos de frutas y semillas, para evaluar la variabilidad intraespecífica. Ambas especies mostraron un amplio rango de variabilidad fenotípica, siendo mayor dentro de cada población que entre ellas. Las hojas, las flores femeninas y los descriptores fisiológicos fueron las más variables, mientras que los descriptores morfológicos de las semillas fueron las menos variables. El análisis de varianza reveló diferencias entre las poblaciones en la mayoría de los descriptores morfológicos. Recomendamos recolectar germoplasma de todo el rango de distribución natural de cada especie y de muchos individuos en cada población.<br/>Les espèces de Vasconcellea sont prometteuses pour l'industrie agricole car beaucoup d'entre elles ont des fruits comestibles aux propriétés organoleptiques favorables. Vasconcellea quercifolia A.St.-Hil. et V. glandulosa A.DC sont les espèces les plus méridionales du genre et ont récemment été classées parmi les espèces hautement prioritaires pour la conservation en Argentine. Bien que les graines des deux espèces puissent être stockées dans des banques de gènes, aucune étude spécifique n'a été menée sur leur variation dans le germoplasme, ce qui est un aspect clé de la conception d'une stratégie de conservation. Dans ce travail, nous évaluons la variabilité intraspécifique morphologique, physiologique et biochimique et proposons une stratégie de conservation. Dans quatre populations sauvages de chaque espèce situées à différentes altitudes dans le nord-ouest de l'Argentine, du matériel végétatif et reproductif a été recueilli chez 110 individus de V. glandulosa et 70 de V. quercifolia. Vingt-sept descripteurs morphologiques, deux biochimiques et quatre physiologiques ont été déterminés pour caractériser chaque espèce. Ensuite, la décomposition de la variance, les différences entre les populations (avec ANOVA) et une analyse en composantes principales ont été effectuées à l'aide de données morphologiques quantitatives sur les fruits et les graines, afin d'évaluer la variabilité intraspécifique. Les deux espèces ont montré un large éventail de variabilité phénotypique, et elle était plus élevée au sein de chaque population qu'entre elles. Les feuilles, les fleurs femelles et les descripteurs physiologiques étaient les plus variables, tandis que les descripteurs morphologiques des graines étaient les moins variables. L'analyse de variance a révélé des différences entre les populations dans la majorité des descripteurs morphologiques. Nous recommandons de collecter le germoplasme de l'ensemble de l'aire de répartition naturelle de chaque espèce et de nombreux individus de chaque population.<br/>تعد أنواع Vasconcellea واعدة للصناعة الزراعية لأن العديد منها يحتوي على ثمار صالحة للأكل ذات خصائص حسية مواتية. Vasconcellea quercifolia A.St-Hil. and V. glandulosa A.DC هي الأنواع الموجودة في أقصى الجنوب من الجنس وتم تصنيفها مؤخرًا على أنها أنواع ذات أولوية عالية في الحفظ في الأرجنتين. على الرغم من أنه يمكن تخزين بذور كلا النوعين في بنوك الجينات، إلا أنه لم يتم إجراء دراسات محددة حول تباين الجراثيم، وهو جانب رئيسي لتصميم استراتيجية الحفظ. في هذا العمل، نقوم بتقييم التباين المورفولوجي والفسيولوجي والبيوكيميائي داخل النوع ونقترح استراتيجية الحفظ. في أربع مجموعات برية من كل نوع تقع على ارتفاعات مختلفة في شمال غرب الأرجنتين، تم جمع المواد النباتية والتناسلية من 110 أفراد من V. glandulosa و 70 من V. quercifolia. تم تحديد سبعة وعشرين وصفًا مورفولوجيًا واثنين من الأوصاف البيوكيميائية وأربعة من الأوصاف الفسيولوجية لتمييز كل نوع. بعد ذلك، تم إجراء تحليل التباين، والاختلافات بين السكان (مع تحليل التباين التراكمي)، وتحليل المكون الرئيسي باستخدام بيانات الفاكهة والبذور الكمية المورفولوجية، لتقييم التباين داخل النوع. أظهر كلا النوعين مجموعة واسعة من التباين الظاهري، وكان أعلى داخل كل مجموعة مما هو عليه بينهما. كانت الأوراق والزهور الأنثوية والأوصاف الفسيولوجية هي أكثر المتغيرات، في حين كانت الأوصاف المورفولوجية للبذور هي أقل المتغيرات. كشف تحليل التباين عن اختلافات بين السكان في غالبية الأوصاف المورفولوجية. نوصي بجمع الجبلة الجرثومية من نطاق التوزيع الطبيعي الكامل لكل نوع والعديد من الأفراد في كل مجموعة.<br/>Species of Vasconcellea are promising for the agricultural industry since many of them have edible fruits with favorable organoleptic properties. Vasconcellea quercifolia A.St.-Hil. and V. glandulosa A.DC are the southernmost species of the genus and have recently been categorized as species of high conservation priority in Argentina. Although seeds of both species can be stored in genebanks, no specific studies have been conducted on their germplasm variation, which is a key aspect to designing a conservation strategy. In this work, we assess morphological, physiological, and biochemical intraspecific variability and propose a conservation strategy. In four wild populations of each species located at different elevations in northwest Argentina, vegetative and reproductive material was collected from 110 individuals of V. glandulosa and 70 of V. quercifolia. Twenty-seven morphological, two biochemical, and four physiological descriptors were determined to characterize each species. Then, variance decomposition, differences between populations (with ANOVA), and a principal component analysis were performed using morphological quantitative fruit and seed data, to assess intraspecific variability. Both species showed a wide range of phenotypic variability, and it was higher within each population than between them. Leaves, female flowers, and physiological descriptors were the most variables, while seed morphological descriptors were the least variables. Variance analysis revealed differences between populations in the majority of morphological descriptors. We recommend collecting germplasm from the entire natural distribution range of each species and many individuals in each population.<br/>