Alstroemeria (Alstroemeriaceae) es un género de mono- cotiledóneas exclusivo de América del Sur, representado por alrededor de 110 especies (Finot et al. 2018). Se reconocen dos grandes grupos, uno en el este de Brasil y el otro en la zona mediterránea de Chile (Chacón et al. 2012). En Chile, el género está representado por 58 taxones aceptados (38 especies, 10 subespecies y 10 variedades), de los cuales casi un 82 % se encuentran en Chile central.
Se reconocen dentro de este grupo numerosos complejos de especies, basados en incertidumbres taxonómicas a niveles infraespecíficos, siendo uno de ellos, el complejo Alstroemeria garaventae Ehr. Bayer, con dos taxones endémicos de Chile: A. garaventae subsp. garaventae y A. garaventae Ehr. Bayer subsp. longaviensis (Ravenna) Muñoz-Schick & Eyzag. (Muñoz-Schick et al. 2019). Esta última subespecie había sido descrita por Ravenna (1988) como Alstroemeria longaviensis, a partir de una muestra colectada en Linares, en el valle del río Longaví, en el sector La Balsa, en noviembre de 1971. Posteriormente, Muñoz-Schick colecta, en enero de 2016, una muestra de la misma especie en el camino desde el Embalse Ancoa hacia el poblado de Ancoa, en el camping Los Copihues (35°55’2,7” S-71°21’33,5” O) a una altitud de 351 m. Como resultado, Muñoz-Schick et al. (2019) realizan un estudio comparativo de esta especie con Alstroemeria garaventae y llegan a la conclusión que la especie de Ravenna (1988) correspondería a una subespecie de A. garaventae, de la cual se separa principalmente por la longitud de los tépalos, el largo de las hojas en la base de la inflorescencia y en la altitud que habitan las poblaciones. Una característica muy propia de las poblaciones de A. garaventae es su enorme variabilidad colorimétrica y ornamentación de sus tépalos (Figs. 1A y 1B).
Dado estos antecedentes, resulta importante analizar este complejo a través de otros caracteres con potencial diagnóstico, con la finalidad de robustecer hipótesis taxonómicas planteadas con anterioridad. En esta comunicación se documentan los cromosomas de A. garaventae subsp. garaventae y A. garaventae subsp. longaviensis y se comparan sus características morfológicas y biométricas, estas últimas en relación con los valores de los índices de asimetría CVCL y MCAy la longitud total de los cromosomas. Adicionalmente, se complementaron estas observaciones revisando las relaciones filogenéticas de ambas subespecies usando dos espaciadores intergenéricos (trnL-rpl32 y petA-psbJ) y el intrón de la región rpl16; ambas pertenecientes al ADN cloroplastidial.
Para el estudio cariológico, se estudió una población constituida por más de 30 individuos de Alstroemeria garaventae subsp. garaventae, colectada en el Cordón de Cantillana de la Region de O’Higgins (34°10’ 53,0” S - 71°03’26,8” O), y una población de alrededor de 50 ejemplares de A. garaventae subsp. longaviensis provenientes de Carrizal en la Región del Maule (36°01’51,2” S - 71°24’35,9” O). Tanto el estudio de los cromosomas como sus mediciones y construcción de idiogramas se efectuaron siguiendo la metodología propuesta por Baeza et al. (2018, 2021). Los tejidos meristemáticos apicales de las raíces se obtuvieron a partir de plantas cultivadas en invernadero. Para cada población analizada (2 y 6 individuos, 10 placas metafásicas) se determinaron los índices de asimetría intra e intercromosomal (MCA y CVCL) definidos por Peruzzi & Eroglu (2013) y la longitud total diploide de los cromosomas (LTC, en μm). Los cromosomas se clasificaron de acuerdo con Levan et al. (1964, modificado).
La estimación de relaciones filogenéticas, con ADN cloroplastidial, se realizó con la finalidad de determinar si A. garaventae y sus subespecies constituyen un grupo monofilético con relación a otras especies de Alstroemeria, geográfica y morfológicamente afines. Para esto, se muestrearon cuatro ejemplares, tres de A. garaventae subsp. longaviensis y una de A. garaventae subsp. garaventae (Apéndice), además de A. angustifolia Herb. var. angustifolia, A. hookeri Lodd. subsp. sansebastiana C.M. Baeza & E. Ruiz, A. pelegrina L., A. versicolor Ruiz et Pav., y A. ligtu L. subsp. simsii Ehr. Bayer; esta última usada como grupo externo. Se secuenciaron los espaciadores hipervariables trnL-rpl32 y petA-psbJ, además del intrón rpl16. Todas las regiones fueron obtenidas usando los protocolos de amplificación y partidores descritos por Shaw et al. (2007), usando una mezcla mastermix SapphireAmp fast PCR (Takara Bio Inc., Japón) a 25 ul. La secuenciación vía Sanger del producto de PCR se realizó en Macrogen Inc. (Seul, Corea del Sur).
Las secuencias obtenidas fueron ensambladas con el programa UGENE v.41.0 (Okonechnikov et al. 2012) y las secuencias consenso fueron alineadas usando las opciones por defecto en el programa MAFFT v7.475 (Katoh & Standley 2013). Los eventos de inserción y deleción (i.e., indels) de los alineamientos resultantes fueron codificados con el programa FastGap 1.2 (Borchsenius 2009), para ser tratados como datos binarios usando el criterio de codificacion simple (Simmons & Ocheterena 2000). Finalmente, las secuencias fueron concatenadas, ADN e indels, como particiones por separado, para ser analizados mediante el criterio de máxima verosimilitud con el programa IQTREE v1.6.2 (Nguyen et al. 2015). Los modelos de evolución de cada set de datos fueron simultáneamente inferidos con el programa ModelFinder (Kalyaanamoorthy et al. 2017), actualmente integrado en IQTREE. El soporte de las ramas resultantes fue evaluado con un bootstrap no paramétrico (Bnp; Felsenstein 1985) de 1000 repeticiones.
Alstroemeria garaventae subsp. garaventae presenta un cariotipo asimétrico 2n = 2x = 16 y una fórmula haploide 1m + 1m-sat + 1sm + 1sm-sat + 2t + 2t-sat, esto es 2 pares de cromosomas metacéntricos (par 1 y 8 con satélite), 2 pares submetacéntricos (par 3 y 7 con satélite), 4 pares telocéntricos (pares 4 y 5 y pares 2 y 6 con satélites, Figs. 2A y 3A). El índice de asimetría intracromosomal (MCA) fue de 50,2 ± 0,6 y el intercromosomal (CVCL) fue de 33,0 ± 0,4. La longitud total de los cromosomas fue de 170 ± 2,5 µm.
Alstroemeria garaventae subsp. longaviensis presenta un cariotipo asimétrico 2n = 2x = 16 y una fórmula haploide 2m + 1sm-sat + 1st + 1st-sat + 3t-sat, esto es, 2 pares de cromosomas metacéntricos (par 1 y 6), 1 par submetacéntrico con satélite (par 5), 1 par subtelocéntrico (par 8), 1 par subtelocéntrico con satélite (par 7) y 3 pares telocéntricos con satélites (2, 3 y 4, Figs. 2B y 3C). El índice de asimetría intracromosomal (MCA) fue de 52,6 ± 2,5 y el intercromosomal (CVCL) fue de 46,6 ± 3,2. La longitud total de los cromosomas fue de 221,4 ± 6,8 µm.
Las secuencias de ADN resultaron, en general, poco variables. De las tres regiones, solo trnL-rpl32 presentó una mayor cantidad de caracteres parsimoniosamente informativos, entre SNPs e indels (Tabla 1). De estos, solo 1 SNP e indel se registran con diferencias consistentes entre las subespecies A. garaventae subsp. longaviensis y A. garaventae subsp. garaventae. Las otras dos regiones analizadas, petA-psbJ y rpl16, apoyan relaciones con otras especies de Alstroemeria, tales como A. pelegrina y A. hookeri subsp. sansebastiana. El filograma obtenido muestra a A. garaventae como parafilético, sin embargo, los niveles de soporte de las ramas, son bajos (Bnp = 63 %, entre la subespecie garaventae y A. hookeri sansebastiana y un Bnp =45 % entre la subespecie longaviensis y A. pelegrina,Fig. 5). Las muestras de A. angustifolia fueron recuperadas como un clado monofilético (Bnp = 94 %) y A. versicolor fue recuperada en la base del filograma (Fig. 5). Los análisis fueron realizados usando el modelo de evolución “HKY + F” y “JC2+FQ” para las matrices de ADN y de “indels”, respectivamente.
Los resultados obtenidos son congruentes al mostrar gran divergencia entre las subespecies del complejo A. garaventae. Los datos cariotípicos muestran diferencias entre ambos taxa, en 5 de los 8 pares de cromosomas (Fig. 3), además de las diferencias en asimetría y largo total de los cromosomas (Fig. 4). Este comportamiento también se ha encontrado en otros complejos como A. presliana (Baeza et al. 2015) y A. hookeri (Baeza & Ruiz 2011). Por el lado del ADN cloroplastidial, la clara divergencia detectada entre las dos subespecies de A. garaventae (Fig. 5) indicaría que, probablemente, estos dos taxa corresponderían a linajes independientes. Sin embargo, estos patrones observados también podrían ser explicados por otros procesos evolutivos, particularmente hibridación y retención de polimorfismos ancestrales. En este sentido, la inclusión de ADN nuclear, en particular por su capacidad de retratar relaciones filogenéticas reticuladas (e.g., Soltis & Soltis 1998, Morris & Shaw 2018), podría ayudar a precisar de mejor manera la naturaleza de los patrones de variación morfológica del complejo.
Región | Número de bases alineadas (p.b.) | Número de SNPs | Número de indels |
---|---|---|---|
petA-psbJ | 572 | 1 (0) | 2 (1) |
trnL-rpl32 | 835 | 19 (3) | 11(2) |
rpl16 | 784 | 8 (0) | 7 (1) |