Variación genética entre procedencias de Lupinus elegans Kunth, zonificación altitudinal y migración asistida

• Autores: José C. Soto Correa, Cuauhtémoc Sáenz Romero, Roberto Lindig Cisneros, Naúm M. Sánchez Vargas, José Cruz de León
• Localización: Agrociencia, ISSN 2521-9766, ISSN-e 1405-3195, Vol. 46, Nº. 6, 2012, págs. 593-608
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Genetic variation between Lupinus elegans Kunth provenances, altitudinal seed zoning and assisted migration
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    Lupinus elegans Kunth es una especie usada en programas de reforestación ecológica y agroforestal en México y en otros países, es tolerante a condiciones de estrés y fija nitrógeno. Para comprender la estructura de la diferenciación genética entre poblaciones y acoplar los genotipos a los ambientes contemporáneos y futuros (debido al cambio climático), el objetivo del presente estudio fue evaluar la variación genética de caracteres cuantitativos entre 12 poblaciones de L. elegans, recolectadas a lo largo de un gradiente altitudinal, en el centro-este de Michoacán. En agosto del 2009 se sembró un ensayo de procedencias en campo (sitio de bosque de pino-encino, paraje La Cruz, cerca de La Mina y el mirador Mil Cumbres, centro-este de Michoacán, a 2700 m de altitud), con un diseño de bloques completos al azar. Para el sitio del ensayo se estimó la temperatura media anual, la precipitación media anual, y se calculó un índice anual de aridez para el clima contemporáneo y para el 2030. A los 10 meses de edad se registró la altura y biomasa aérea de la planta. Mediante un análisis de la varianza se detectaron diferencias genéticas significativas en el crecimiento entre poblaciones, en altura (p = 0.001) y biomasa aérea (p = 0.001). Hubo una asociación entre altura de planta y biomasa con la altitud de procedencia de las poblaciones, poblaciones de mayores altitudes tuvieron plantas con altura (r²=0.49; p<0.011) y biomasa (r²=0.48; p<0.011) mayor, que poblaciones de altitudes bajas. Aparentemente, las poblaciones de L. elegans se han diferenciado genéticamente en respuesta a un gradiente de selección, que consiste en sitios más fríos y húmedos a mayor altitud y más cálidos y secos a menor altitud. Para la recolección y manejo de la semilla con fines de restauración ecológica y conservación se definieron cuatro zonas altitudinales de 150 m de intervalo altitudinal cada una, con límites a los 2300, 2450, 2600, 2750 y 2900 m. Debido a la necesidad de realizar una migración asistida de L. elegans para compensar el cambio climático predicho para el 2030, se sugiere realizar un movimiento altitudinal hacia arriba de 550 m aproximadamente de las poblaciones de esta especie, en tres movimientos sucesivos de 150 m.

  • English

    Lupinus elegans Kunth is a species used in ecological and agroforestry reforestation programs in Mexico and other countries. It is tolerant to conditions of stress and it fixes nitrogen. To understand the structure of genetic differentiation among populations and to match genotypes to contemporary and future (due to climate change) environments, this study evaluated genetic variation of quantitative traits among 12 populations of L. elegans, collected along an altitudinal gradient in the east-central region of Michoacan. In August 2009, field provenance trials were planted (pine-oak forest, site La Cruz, near La Mina and the panoramic lookout Mil Cumbres, in east-central Michoacan, 2700 m altitude), with a complete randomized block design. For the trial site, mean annual temperature and precipitation were estimated, and an annual aridity index was calculated for contemporary climate and for the climate in 2030. At 10 months of age, plant height and aerial biomass were recorded. Using an analysis of variance, significant genetic differences in height (p = 0.001) and aerial biomass (p = 0.001) were detected among the populations. Plant height and biomass were associated with the provenance altitude of the populations; populations originating from higher altitudes had taller plants (r²=0.49; p<0.011) and more biomass (r²=0.48; p<0.011) than the populations at lower altitudes. Apparently, the L. elegans populations have differentiated genetically in response to a selection gradient, consisting of colder, more humid sites at higher altitudes, and hotter, drier sites at lower altitudes. For collection and management of seed destined for ecological restoration and conservation, four altitudinal zones of 150 m of altitudinal range each were defined: 2300, 2450, 2600, 2750 and 2900 m. Due to the need for assisted migration of L. elegans to compensate the climate change predicted for 2030, it is recommended that populations of this species be moved approximately 550 m higher in three successive movements of 150 m each.