Landscape genomics of the contact zone between the Mexican red oaks Quercus affinis and Quercus laurina: genetic diversity, hybridization and local adaptation

• Autores: Flor del Carmen Rodríguez-Gómez, Diushi Keri Corona Santiago, Ken Oyama, Vanessa Izaguirre-Toriz, Antonio González Rodríguez
• Localización: Botanical Sciences, ISSN 2007-4298, ISSN-e 2007-4476, Vol. 103, Nº. Extra 0, 2025, págs. 64-81
• Idioma: inglés
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Resumen Antecedentes: La hibridación es un fenómeno natural que involucra el apareamiento exitoso entre individuos de poblaciones ecológica, morfológica o fisiológicamente diferentes. El género Quercus se caracteriza por una alta frecuencia de hibridación, incluso entre especies que son notablemente divergentes. Preguntas: ¿Cuáles son los patrones de diversidad y estructura genómica, introgresión y adaptación local en dos especies de encinos mexicanos que se hibridan? Especies de estudio: Quercus affinis y Quercus laurina. Sitio y año de estudio: Sierra Madre Oriental y Faja Volcánica Transmexicana, 2017-2018. Métodos: Realizamos un análisis de hibridación desde una perspectiva de genómica del paisaje usando 8,106 polimorfismos de un solo nucleótido (SNPs), para evaluar el grado de mezcla genómica y la distribución geográfica de los genotipos puros e introgresados en la zona de contacto entre las especies. Resultados: La diferenciación entre las especies fue moderada (F ST = 0.137). Las poblaciones en la zona de contacto mostraron los mayores niveles de mezcla genética. Los análisis de asociación genotipo-ambiente y de identificación de loci atípicos detectaron entre 31 y 96 SNPs potencialmente adaptativos, principalmente localizados en genes de respuesta al estrés. Los modelos de clinas ajustados a la frecuencia de 232 alelos especie-específicos mostraron un centro promedio localizado en el norte de Puebla, y una anchura promedio de 387 km. Las clinas de 45 alelos fueron marcadamente más angostas o estuvieron desplazadas con respecto al centro promedio. Conclusiones: Nuestros resultados contribuyen a entender como la hibridación puede incrementar la diversidad genética y el potencial evolutivo en las poblaciones de encinos.

  • English

    Abstract Background: Hybridization is a natural phenomenon that involves successful mating between individuals from populations that are ecologically, morphologically or physiologically different. The genus Quercus is characterized by a high frequency of hybridization, even among species that are notably divergent. Questions: What are the patterns of population genomic diversity and structure, introgression and local adaptation in two hybridizing Mexican red oak species? Studied species: Quercus affinis and Quercus laurina. Study site and dates: Sierra Madre Oriental and eastern Trans-Mexican Volcanic Belt, Mexico, 2017-2018 Methods: We conducted an analysis of hybridization from a landscape genomics perspective using 8,106 single nucleotide polymorphisms (SNPs) to assess the extent of genomic admixture and the geographic distribution of pure and introgressed genotypes across the Q. affinis-Q. laurina contact zone. Results: Interspecific differentiation of the two parental species was moderate (F ST = 0.137). Populations in the contact zone showed the highest levels of admixture. Genotype-environment association analyses and F ST-outlier methods detected between 31 and 96 putatively adaptive SNPs, mainly located in genes involved in stress response. Models of sigmoid clines fitted to 232 species-diagnostic alleles indicated an average cline center located in northern Puebla, and an average width of 387 km. Clines for 45 alleles were markedly narrower or displaced from the average center, several of which were also identified as adaptive SNPs by the outlier detection tests. Conclusions: Our results contribute to understanding how hybridization may enhance genetic diversity and evolutionary potential in oak populations.