Phenotypic plasticity of Vaccinium meridionale (Ericaceae) in wild populations of mountain forests in Colombia
Gustavo A. Ligarreto, Maria del Pilar Patiño & Stanislav V. Magnitskiy
ABSTRACT
Vaccinium meridionale is a promising crop for the Andean region of South America and is currently available only in the wild. Spontaneous populations of this plant are found across the Colombian mountains, but very few published records on this plant morphology are available. A zonification study of V. meridionale was conducted in four principal areas of a low mountain forest of Colombia (Provinces of Boyacá, Cundinamarca, Santander and Nariño) in 2007. A total of 20 populations and 100 plants of V. meridionale were individually characterized and surveyed, using a list of 26 characters of morphological variables (9 quantitative and 17 qualitative characters). Our results indicated that natural populations of V. meridionale might be found in the tropical forest under a highly heterogeneous climate and microclimate conditions, at different mountain regions between 2 357 and 3 168masl. The shrubs of V. meridionale exhibited a high level of intra-population variation in several quantitative (plant height, stem diameter) and qualitative (growth habit, ramification density, presence of anthocyanins in stems) morphological characters, suggesting an environmentally induced phenotypic plasticity. Plant height, stem diameter and foliar density were the most variable morphological traits, with coefficients of variation higher than 50%. However, several quantitative characters of its reproductive potential, such as berry dimensions, rachis length and number of flowers per inflorescence, resulted with low plasticity with coefficients of variation lower than 30.2%, indicating that these characters were genetically determined. The highest correlation coefficients (p<0.05) resulted to be between fruit length and fruit width (0.90), leaf length and leaf width (0.78), plant height and stem diameter (0.60), and inflorescence length and flowers number per inflorescence (0.57). The results suggest that an important genetic resource exists for this species in the wild. Low variation in fruit size, which constitutes a target trait for plant breeders, could be useful for selection of cultivars of V. meridionale. The results of this study could also be applied in conservation programs aimed to protect these diverse populations in the mountain forests of Colombia.
RESUMEN
Vaccinium meridionale es una planta promisoria para la región Andina de Sudamérica y está disponible actualmente sólo en forma silvestre. Las poblaciones espontáneas de esta planta se encuentran en las montañas colombianas y existen muy pocos reportes publicados respecto a su morfología. Se realizó un estudio de zonificación de V. meridionale en cuatro áreas principales de un bosque de baja montaña de Colombia (Provincias de Boyacá, Cundinamarca, Santander y Nariño) en 2007. Un total de 20 poblaciones y 100 plantas de V. meridionale fueron individualmente caracterizadas usando una lista de 26 descriptores de variables morfológicas (9 caracteres cuantitativos y 17 caracteres cualitativos). Nuestros resultados indicaron que las poblaciones naturales de V. meridionale podrían ser encontradas en el bosque tropical bajo unas condiciones de clima y microclima muy heterogéneas, en regiones de montaña diferentes entre 2 357 y 3 168masl. Los arbustos de V. meridionale presentaron un nivel alto de la variación intrapoblacional en varios caracteres morfológicos cuantitativos (altura de planta, diámetro de tallo) y cualitativos (hábito de crecimiento, densidad de ramificación, presencia de antocianinas en tallos), sugiriendo una plasticidad fenotípica ambientalmente inducida. La altura de planta, el diámetro de tallo y la densidad foliar fueron los rasgos morfológicos más variables, con coeficientes de variación superior al 50%. Sin embargo, varios caracteres cuantitativos de su potencial reproductivo, como dimensiones de baya, longitud de raquis y número de flores por inflorescencia, presentaron plasticidad baja con coeficientes de la variación inferior al 30.2%, indicando que estos caracteres fueron genéticamente determinados. Los coeficientes de correlación más altos (p<0.05) fueron para longitud de fruto y ancho de fruto (0.90), longitud de hoja y ancho de hoja (0.78), altura de planta y diámetro de tallo (0.60), y longitud de inflorescencia y número de flores por inflorescencia (0.57). Los resultados sugieren que en condiciones naturales existe un recurso genético importante para esta especie. La poca variación en el tamaño de fruto, puede ser útil para la selección de cultivares de V. meridionale y se constituye un rasgo objetivo para fitomejoradores. Los resultados de este estudio también pueden ser aplicados en programas de conservación para proteger estas poblaciones diversas en los bosques de montaña de Colombia.