Variación genética y de morfología foliar de poblaciones de Balmea stormiae Martínez (Rubiaceae) en la Faja Volcánica Transmexicana

Abstract

Balmea stormiae is a plant of Rubiaceae family distributed in small isolated areas in Central America and Mexico and is an endangered species according to the International Union for Conservation of Nature (IUCN). The populations of the Trans-Mexican Volcanic Belt in its western portion were studied. The chloroplast rps16 intron, the external transcribed spacer of nuclear ribosomal DNA (ETS) and seven Inter-Simple Sequences Repeats of nuclear DNA (ISSR) were used to assess genetic diversity. Additionally, the variation in morphology and its relationship with the climatic conditions of the sites and leaf area differences were analyzed. The three types of markers reveal genetic differentiation between Jalisco and Michoacán attributed to the low connectivity between them and the low dispersal capacity of seeds and pollen over a long distance. The ETS and the ISSR markers indicate that Michoacán presents variation between and within its populations with shared and also exclusive genetic information, in addition to moderate genetic flow. Neutrality tests and the haplotype network of ETS reveal that the species is under demographic expansion, especially the population of Zacapu has the highest negative and significant Tajima’s D and Fu’s Fs values. This is consistent with the volcanic activity of the Holocene that indicates that B. stormiae recently colonized that rocky outcrop. In addition, it could be related to the occupation of that area by large pre-Hispanic settlements from 569-769 years until the conquest, which had an impact on the population reduction of the species with a subsequent expansión.

Balmea stormiae es una planta de familia Rubiaceae que se distribuye en pequeñas áreas aisladas en Centroamérica y México. Esta especie se encuentra en peligro de extinción de acuerdo con la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (IUCN). En este trabajo se estudiaron a las poblaciones de la Faja Volcánica Transmexicana en su porción occidente. Se utilizó el intrón rps16 de cloroplasto, el espaciador transcrito externo de ADN ribosomal nuclear (ETS) y siete Inter Secuencias Simples Repetidas de ADN nuclear (ISSR) para evaluar la diversidad genética. Adicionalmente, se analizó la variación en la morfología y su relación con las condiciones climáticas de los sitios, y la variación en el área foliar. Los tres tipos de marcadores revelan diferenciación genética entre Jalisco y Michoacán atribuida a la baja conectividad entre estas y a la baja capacidad de dispersión de semillas y polen a larga distancia. El ETS y las ISSR indican que Michoacán presenta variación entre y dentro de sus poblaciones con información genética compartida y también exclusiva, además de flujo genético moderado. Las pruebas de neutralidad y la red de haplotipos con ETS revelan que la especie se encuentra bajo expansión demográfica, especialmente la población de Zacapu presenta los valores más altos negativos y significativos con D de Tajima y Fs de Fu. Lo anterior coincide con la actividad volcánica del Holoceno que indica que B. stormiae colonizó recientemente ese pedregal. Además, podría estar relacionado con la ocupación del pedregal por grandes asentamientos prehispánicos desde hace 569-769 años hasta la época de la conquista, lo cual pudo tener un impacto en la reducción poblacional de la especie con una posterior expansión.