Genetic diversity and genetic structure of Puya raimondii (Bromeliaceae) for its conservation in the Peruvian Andes

Resumen Puya raimondii es una especie endémica de los altos Andes de Perú y Bolivia. En el Perú se distribuye desde 8.068501°S, 16.170280°W hasta 16.180580° S, 70.658873° W, entre los 3600 y 4800 m de altitud, viviendo en condiciones climáticas extremas propias de la Puna, donde juega un papel ecológico importante. Pese a la amplia distribución de las poblaciones de P. raimondii en el Perú, aparentemente son bastante uniformes morfológicamente; por lo que surgen las siguientes preguntas: ¿Podrán las actuales herramientas moleculares mostrar diferencias entre las numerosas poblaciones? ¿Son suficientes las áreas de conservación establecidas para P. raimondii ya que albergan la variabilidad existente? Para responder a estas interrogantes, este trabajo tuvo como objetivo evaluar la diversidad genética y estructura genética en una población del norte del país, Pachapaqui (departamento de Ancash), una población del centro, Yanacancha (Junín), y una población del sur, Lampa - sector Choconchaca (Puno), utilizando marcadores microsatélites (SSR) específicos para la especie. Los parámetros de diversidad genética utilizados incluyeron número de alelos (A), alelos exclusivos (RA), heterocigosidad observada (Ho), heterocigosidad esperada (He) e índice de contenido polimórfico (PIC). Los resultados mostraron que el número total de A varió de 2 ‒ 13, los valores de He fueron 0 ‒ 0.723 y Ho 0 ‒ 0.929, con un He promedio de 0.217, indicando una diversidad genética moderada a alta, siendo la población de Lampa-sector Choconchaca, la que presentó mayor diversidad alélica y mayor diversidad genética. La prueba de Hardy-Weinberg mostró que las poblaciones se encuentran en desequilibrio HW, el análisis estadístico indica un 65% de variación genética a nivel poblacional y valores de FST (0.426) y RST (0.650) que indican alta diferenciación genética entre poblaciones, con dos grupos genéticos (K=2) que corresponden a las poblaciones del centro-norte y sur del Perú. Los resultados brindan información útil para establecer estrategias de conservación para P. raimondii, que conduzcan a la creación de una área de conservación adicional para proteger a las poblaciones del sur del Perú.

Abstract Puya raimondii is an endemic species from the high Andes of Peru and Bolivia. In Peru it is distributed from 8.068501°S, 16.170280°W to 16.180580°S, 70.658873°W, between 3600 and 4800 m, living in extreme climatic conditions typical of the Puna, where it plays an important ecological role. Despite the wide distribution of P. raimondii populations in Peru, they appear to be fairly uniform morphologically. The following questions arise: Will the current molecular tools be able to show differences between the numerous populations? Are the conservation areas established for P. raimondii sufficient since they harbor the existing variability? To answer these questions, this work aimed to evaluate the genetic diversity and genetic structure in a northern population, Pachapaqui (Ancash department), a central population, Yanacancha (Junin), and a southern population, Lampa - Choconchaca sector (Puno), using microsatellite markers (SSR) specific for the species. The genetic diversity parameters used included number of alleles (A), exclusive alleles (RA), observed heterozygosity (Ho), expected heterozygosity (He), and polymorphic content index (PIC). The results showed that the total number of A varied from 2 - 13, the He values were 0 ‒ 0.723 and Ho 0 ‒ 0.929, with an average He of 0.217, indicating a moderate to high genetic diversity, being the population of Lampa-Choconchaca sector, the one that presented the greatest allelic diversity and the greatest genetic diversity. The Hardy-Weinberg test showed that the populations are in HW disequilibrium, the statistical analysis indicates 65% of the genetic variation at the population level and values of FST (0.426) and RST (0.650) that indicate high genetic differentiation among populations, with two genetic groups (K=2) that correspond to the populations of northern-central and southern Peru. The results provide useful information to establish conservation strategies for P. raimondii, which lead to the creation of an additional conservation area to protect the populations in southern Peru.

Cinchona L. "Árbol de la Quina": repoblamiento y reforestación en el Perú / Cinchona L. "Quina Tree": Repopulation and reforestation in Peru

Resumen Este trabajo se centra en las recientes decisiones tomadas por el Ministerio de Agricultura del Perú sobre la recolección, propagación y siembra de especies de quina. Señalamos las deficiencias de estas decisiones a la luz de los avances en el conocimiento de la taxonomía y sistemática de Cinchona. Destacamos el papel de la ciencia analizando e informando sobre las decisiones en el uso sostenible de los recursos naturales.

Abstract This work focuses about the recent decisions made by the Ministry of Agriculture of Peru on the collection, propagation, and sowing of Cinchona species are reasons to point out the deficiencies of these decisions in light of advances in the knowledge of Cinchona taxonomy and systematics. We emphasize the role of the science analysing and informing about decisions in the sustainable use of natural resources.

Evaluación de sustratos para el establecimiento en laboratorio de plántulas de Puya raimondii Harms (Bromeliaceae)

Puya raimondii Harms (Bromeliaceae) es una planta monocárpica que puede producir entre 6 y 12 millones de semillas, sin embargo es muy raro encontrar plántulas en su hábitat natural, lo que significaría la existencia de factores limitantes en el proceso de establecimiento. En el presente trabajo muestra los resultados de experimentos para determinar el sustrato más adecuado para el establecimiento de P. raimondii bajo condiciones de laboratorio. Se comparó la sobrevivencia y vigor de plántulas de P. raimondii en los substratos de turba, musgo, turba-tierra y musgo-tierra. El sustrato turba presentó la mayor supervivencia, mostrando que es el más adecuado para el establecimiento de las plántulas, porque mantiene una humedad adecuada y pH estable lo que permitiría que las plántulas presenten un mayor vigor; los sustratos con muy poca (caso turbatierra) o demasiada (caso musgo) retención de humedad afectan negativamente su vigor y desarrollo.

Puya raimondii Harms (Bromeliaceae) is a monocarpic plant, that can produce about 6 to 12 million seeds, nevertheless is very rare to find seedlings in their natural habitat, indicating difficulties for its establishment. In this work, the conditions for establishment of P. raimondii under laboratory conditions were determined carrying out experiments to determine the better substrate. It was compared the survival and vigour of P. raimondii seedling that were transplanted in peat, moss, peat-soil and moss-soil substrates. The peat substrate showed high survival and was better for establishment of seedlings because it maintains steady and suitable humidity and pH conditions, this allowed that seedlings presents a good vigour. Substrates with very little (case peat-earth) or too much (case moss) humidity retention had a negative effect over vigour and development.