Variación natural de la tolerancia a temperaturas extremas en girasol (Helianthus annuus L.) silvestre y cultivado - Hernández, Fernando (2019)
Las plantas invasoras, además de representar una amenaza ambiental y económica, son excelentes modelos para el estudio de la evolución contemporánea y la predicción de las respuestas evolutivas ante el calentamiento global. Los parientes silvestres de un cultivo son un caso especial de especies invasoras debido a que su presencia puede dificultar el uso de tecnologías en sus parientes cultivados, la hibridación cultivo-silvestre puede catalizar la evolución de poblaciones invasoras y estas pueden ser consideradas una fuente de germoplasma útil para el mejoramiento. El girasol (Helianthus annuus L.) es una especie nativa de Norteamérica. H annuus es un grupo taxonómico complejo, integrado por el cultivo, poblaciones silvestres e híbridos cultivo-silvestre. Esta especie fue introducida y se naturalizó fuera de su rango nativo en varias regiones del mundo. Esto hace que el girasol sea un modelo ideal para estudiar aspectos evolutivos asociados a la domesticación, la evolución de poblaciones invasoras y la hibridación cultivo-silvestre. En Argentina, el girasol silvestre fue probablemente introducido como cultivo forrajero y se naturalizó y expandió por la zona central del país, convirtiéndose en una especie invasora no nativa. El objetivo general de esta tesis fue evaluar la presencia de variabilidad genética para la tolerancia a temperaturas extremas (<0°C y >40°C) usando un enfoque ecológico-evolutivo. Los objetivos específicos fueron: 1) evaluar la importancia relativa del efecto materno y de la hibridación sobre caracteres del fruto (dormición, peso, tamaño y anatomía del pericarpio) en híbridos cultivo-silvestre; 2) evaluar la existencia de adaptación rápida de los caracteres del fruto (dormición, peso y tamaño) en el rango no-nativo de girasol; 3) evaluar la divergencia evolutiva entre materiales silvestres y cultivados para la tolerancia a temperaturas extremas durante estadios vegetativos tempranos; 4) evaluar diferencias en la tolerancia a estrés por calor durante estadios reproductivos en materiales silvestres y cultivados de girasol y variaciones geográficas de la tolerancia a estrés dentro del germoplasma silvestre; 5) evaluar la diversidad genética y la estructura poblacional del girasol silvestre de Argentina y caracterizar los principales procesos genéticos asociados a la invasión. Como material vegetal se utilizaron poblaciones no-nativas de girasol silvestre en Argentina, colectadas por el grupo de trabajo junto con poblaciones nativas y no-nativas de Australia, provistas por el USDA y materiales cultivados, tanto híbridos comerciales de Argentina como líneas públicas de EEUU. Todas las poblaciones silvestres utilizadas fueron geo-referenciadas y su ambiente local se caracterizó usando una base de datos climáticos pública. La evaluación de adaptación local y/o evolución rápida se realizó mediante técnicas estadísticas utilizadas en biogeografía. Se observó una gran divergencia entre biotipos silvestres y cultivados, de manera esperada para caracteres del fruto que fueron objetivo de la domesticación, tales como la dormición y el tamaño de los frutos, pero también en caracteres que probablemente no fueron, al menos de manera consciente, seleccionados durante la domesticación, tales como la tolerancia a temperaturas extremas. Dentro del germoplasma silvestre se observó divergencia entre poblaciones del rango nativo, explicadas por diferencias en su ambiente local, en dormición y tolerancia a estrés por calor. Se encontraron grandes diferencias entre poblaciones nativas e invasoras que no pudieron ser explicadas totalmente por diferencias en las condiciones climáticas entre ambientes. Finalmente, se encontró que las poblaciones argentinas retuvieron la mayor parte de la variabilidad genética presente en el rango nativo, lo que ayuda a explicar la diversidad observada en caracteres adaptativos como la dormición y de interés agronómico como la tolerancia a temperaturas extremas.