Genetic diversity of Geoffroea decorticans , a native woody leguminous species from Atacama Desert in Chile Translated title: Diversidad genética de Geoffroea decorticans , una especie de leguminosa leñosa nativa del Desierto de Atacama en Chile

Abstract

SUMMARY: Geoffroea decorticans (Fabaceae), chañar, is one of the few native tree species that are adapted to the ecologically limiting conditions from Atacama Desert. Despite its considerable value as a crop species, and important medicinal and food properties, the genetic variability of this plant has not yet been evaluated. The aim of this study was to analyze genetic diversity and degree of fragmentation in G. decorticans populations from six provinces in northern Chile. Genetic variability was assessed using eight ISSR and three RAPD primers, generating 97 % and 81 % polymorphic bands, respectively. AMOVA results based on nine populations showed high genetic diversity within populations (65 %) and moderate levels among populations (35 %). Moreover, genetic relationships among individuals provided evidence for the existence of two well defined clusters in the northern and southern regions of the Atacama Desert. A Mantel test showed a significant positive correlation between geographic and genetic distances (r = 0.58) in seven populations, indicating significant isolation-by-distance. Average Shannon Weaver diversity indices showed significantly lower values associated with Pachica, Copiapó river-mouth, Alto del Carmen and Vicuña populations relative to populations from San Pedro, Calama, Azapa and Copiapó. In this work, a combination of ISSR and RAPD methods provided high quality information to evaluate genetic variability, and could be used as an alternative method to identify and distinguish G. decorticans genotypes of interest. This work represents the first attempt to molecular characterization of G. decorticans in Chile, and its significance to future genetic research is discussed.

Translated abstract

RESUMEN: Geoffroea decorticans (Fabaceae), chañar, es una de las pocas especies nativas de árboles adaptadas a las condiciones ecológicamente limitantes del Desierto de Atacama. No obstante su valor como especie de cultivo y de sus propiedades alimenticias y medicinales, la variabilidad genética de esta especie aún no se ha evaluado. El objetivo del estudio fue analizar la diversidad genética y el grado de fragmentación de poblaciones de G. decorticans de seis provincias de Chile. La variabilidad genética se evaluó utilizando ocho ISSR y tres cebadores RAPD, generando 97 % y 81 % de bandas polimórficas, respectivamente. Los resultados AMOVA basados en nueve poblaciones mostraron gran diversidad genética dentro de las poblaciones (65 %) y niveles moderados entre poblaciones (35 %). Las relaciones genéticas proporcionaron evidencia de dos grupos bien definidos en el norte y sur del Desierto de Atacama. Una prueba de Mantel mostró una correlación positiva significativa entre las distancias geográficas y genéticas (r = 0,58) para siete poblaciones, lo que indica un aislamiento por distancia. El índice de diversidad promedio de Shannon Weaver mostró valores significativamente bajos asociados con las poblaciones de Pachica, Copiapó, Desembocadura del río, Alto del Carmen y Vicuña en relación con las poblaciones de San Pedro, Calama, Azapa y Copiapó. Una combinación de métodos ISSR y RAPD proporcionó información para evaluar la variabilidad genética y como método para identificar y distinguir genotipos de G. decorticans. Se presenta el primer intento de caracterización molecular de G. decorticans en Chile, y se discute su importancia para futuras investigaciones genéticas.