RESUMO
ABSTRACT Chile is located in the south-western region of South America along the Pacific Ocean and contributes to the worldwide flora with ca. 6,120 species of Bryophyta, Pteridophyta, Pinophyta, Gnetophyta, and Magnoliophyta (1.9% of worldwide total species), exhibiting high endemism across all plant divisions. Little is known about the genetic diversity of Chilean land plants worldwide, including their cytogenetic and molecular characteristics. In 2012 we published the first state-of-the-art review in Cytogenetics of Chilean Angiosperms. The article gathered 78 publications from 1924 to 2010 accounting for approximately 139 species (2.8% of total Chilean species). The aim of this paper was to review the advances in cytogenetic studies of Chilean land plants, reporting additional cytogenetic data for species of four botanical divisions until 2020. Cytogenetic data were searched in the CPCD (Chilean Plants Cytogenetic Database). In total, we found 180 publications from both Chilean and foreign researchers. To date, cytogenetic data have been reported for 499 Chilean land plant species (8.2% of total) belonging to 244 genera and 117 families. In this context, the 2001-2020 period has been among the most productive regarding publications, with 74 available reports that include 163 additional species. Based on chromosome numbers, angiosperms and bryophytes registered the greatest diversity with 55 and 29 different 2n, respectively; both divisions having the greatest number of studied species. Given the importance of increasing information on Chilean land plants, it is expected that more publications will contribute to the knowledge of their cytogenetic diversity in the near future.
RESUMEN Chile está ubicado en la región suroeste de América del Sur a lo largo del Océano Pacífico y contribuye a la flora mundial con aproximadamente 6.120 especies de Bryophyta, Pteridophyta, Pinophyta, Gnetophyta y Magnoliophyta (1,9% del total de especies en todo el mundo), que presentan un alto endemismo en todas las divisiones de plantas. Poco se conoce sobre la diversidad genética de las plantas terrestres chilenas en todo el mundo, incluidas sus características citogenéticas y moleculares. En 2012 publicamos la primera revisión sobre el estado del arte en Citogenética de Angiospermas Chilenas. El artículo reunió 78 publicaciones desde 1924 hasta 2010, que representan aproximadamente 139 especies (2,8% del total de especies chilenas). El objetivo de este trabajo fue revisar los avances en estudios citogenéticos de plantas terrestres chilenas, reportando datos citogenéticos adicionales para especies de cuatro divisiones botánicas hasta el 2020. Los datos citogenéticos se buscaron en el CPCD (Base de Datos Citogenéticos de Plantas Chilenas). En total, encontramos 180 publicaciones sobre citogenética de plantas terrestres chilenas, con datos citogenéticos para 499 especies (8,2% del total) pertenecientes a 244 géneros y 117 familias. En este contexto, el período 2001-2020 ha sido uno de los más productivos en cuanto a publicaciones, con 74 artículos disponibles que incluyen 163 especies adicionales. Basado en los números cromosómicos, angiospermas y briófitos registran la mayor diversidad, con 55 y 29 2n diferentes, respectivamente; ambas divisiones tienen también el mayor número de especies estudiadas. Dada la importancia de incrementar la información sobre plantas terrestres chilenas, se espera que más publicaciones contribuyan al conocimiento de su diversidad citogenética en un futuro próximo.
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ABSTRACT Important changes in vegetation types occur along elevational gradients. The genus Gymnocalycium is endemic to southern South America, and its species are distributed along elevational gradients. In particular, Gymnocalycium quehlianum is a globular cactus endemic to the Sierras de Córdoba. Studying cytogenetic aspects and DNA content in populations throughout their distribution is key to understanding the species. DNA content and cytogenetic characteristics were analyzed in four populations of G. quehlianum (615, 744, 948 and 1257 masl). The genome size in the four populations varied between 3.55 and 4.30 pg. The populations were diploid (2n = 22). All populations showed the karyotype formula of 10 metacentrics (m) + 1 submetacentric (sm). The species presented symmetrical karyotypes and constitutive heterochromatin CMA+/DAPI- associated with nucleolar organizing regions, always found in the first pair of m chromosomes. The 18-5.8-26S rDNA locus is found in the terminal regions of the first pair of chromosomes m, and the 5S locus is adjacent to the 18-5.8-26S locus. A tendency for DNA content to decrease with increasing altitude was observed.
RESUMEN A lo largo de los gradientes altitudinales se producen cambios importantes en los tipos de vegetación. El género Gymnocalycium es endémico del sur de América del Sur y sus especies se distribuyen en gradientes altitudinales. En particular, Gymnocalycium quehlianum es un cactus globular endémico de las Sierras de Córdoba. Estudiar aspectos citogenéticos y de contenido de ADN en las poblaciones a lo largo de su distribución es clave para comprender a la especie. En cuatro poblaciones de G. quehlianum (615, 744, 948 y 1257 msnm) se analizaron el contenido de ADN y las características citogenéticas. El tamaño del genoma en las cuatro poblaciones varió entre 3,55 y 4,30 pg. Las poblaciones resultaron diploides (2n=22). Todas las poblaciones presentaron la fórmula del cariotipo de 10 metacéntricos (m) + 1 submetacéntrico (sm). La especie presentó cariotipos simétricos y heterocromatina constitutiva CMA+/DAPI- asociados con regiones organizadoras nucleolares, que siempre se encontraban en el primer par de cromosomas m. El locus de ADNr 18-5.8-26S se encuentra en las regiones terminales del primer par de cromosomas m y el locus de 5S está adyacente al locus 18-5.8-26S. Se observó una tendencia del contenido de ADN a disminuir con el aumento de la altitud.
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Resumen En este trabajo se caracteriza y compara citogenéticamente Physalis peruviana "aguaymanto" de poblaciones cultivadas de la región Cajamarca: San Pablo, Celendín y Cajabamba. El número cromosómico más frecuente en las tres poblaciones fue 2n = 4x = 48 con frecuencias de 60, 50 y 34% en las poblaciones de San Pablo, Celendín y Cajabamba respectivamente. En menor frecuencia se encontró casos de aneuploidía somática. Los resultados permitieron distinguir cada población a partir de su fórmula cariotípica 17m+4sm+3t, 24m y 20m+2sm+2t que identifican a San Pablo, Celendín y Cajabamba respectivamente. Los cariotipos fueron caracterizados por la longitud total del complemento haploide (HCL) y los índices de simetría (S%), asimetría (A) y asimetría intra e intercromosómica (A1 y A2). El mayor valor de HCL se describió en San Pablo. Celendín presentó el mayor grado de simetría (S%=53.226 y A= 0.177), mientras que los cariotipos de San Pablo y Cajabamba fueron descritos como los más asimétricos. Se concluye que la condición más frecuente es la tetraploidía; aunque se evidencia diferente morfología cromosómica entre los cariotipos de las tres poblaciones.
Abstract In this work, we characterized cytogenetically Physalis peruviana "aguaymanto" and cultivated populations of the Cajamarca region: San Pablo, Celendín and Cajabamba are compared. The most frequent chromosomal number in the three populations was 2n = 4x = 48 with frequencies of 60, 50 and 34% in San Pablo, Celendín and Cajabamba respectively. Few cases of somatic aneuploidy were found. Our results let distinguish the populations by its karyotypic formula 17m + 4sm + 3t, 24m and 20m + 2sm + 2t (San Pablo, Celendín and Cajabamba respectively). Karyotypes were characterized by the total length of the haploid complement (HCL) and the indices of symmetry (S%), asymmetry (A) and intra and interchromosomal asymmetry (A1 and A2). The highest value of HCL was described in San Pablo. Celendín presented the highest degree of symmetry (S% = 53.226 and A = 0.177), while the karyotypes of San Pablo and Cajabamba were described as the most asymmetric. We concluded that the tetraploidy is most frequent condition; although there is evidence of different chromosomal morphology between the three populations.
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ABSTRACT An analysis was made of the correspondence between species diversity and chromosome number (CN) diversity across 13 Protected Wild Areas (PWA) in the Araucanía Region of southern Chile, encompassing 84 plant species with available cytogenetic data. Our aim was to establish whether higher species diversity within a PWA entails higher CN variation as based on the index of chromosome number heterogeneity (ICNH). The CN data were extracted from databases for Chilean plants, and the ICNH for the flora of each PWA was calculated. Results showed that in nine PWA the species diversity clearly correlates with CN diversity. However, four PWA do not fit this trend. The percentage of species with CN data varied between 9.6% and 24.5% among PWA, with 11 PWA presenting percentages higher than 11%. A 27.3% of the Chilean vascular plant species with available cytogenetic data were studied here for the 13 PWA. The results obtained by studying one part of the flora with available CN data suggest that the PWA could be an important reservoir of genetic diversity at a chromosome level, thus justifying the protective role of the PWA as biodiversity conservation sites.
RESUMEN Se realizó un análisis de la correspondencia entre la diversidad de especies y la diversidad de números cromosómicos (CN) en 13 Áreas Silvestres Protegidas (PWA) en la Región de La Araucanía en el sur de Chile, incluyendo 84 especies de plantas con datos citogenéticos disponibles. El objetivo fue establecer si una mayor diversidad de especies dentro de un PWA implica una mayor diversidad en CN expresado en base al Índice de Heterogeneidad Cromosómica (ICNH). Los CN de cada especie se extrajeron de bases de datos para plantas chilenas y se calculó el ICNH para la flora de cada PWA. Los resultados mostraron que en nueve PWA la diversidad de especies se correlaciona claramente con la diversidad de CN. Sin embargo, cuatro PWA no se ajustan a esta tendencia. El porcentaje de especies con datos de CN varió entre 9,6% y 24,5% entre PWA, con 11 PWA presentando porcentajes superiores al 11%. Un 27,3% de las especies de plantas vasculares chilenas con datos citogenéticos disponibles fueron estudiadas para las 13 PWA. Los resultados obtenidos al estudiar parte de la flora sugieren que las PWA serían un reservorio importante de diversidad genética a nivel cromosómico como se muestra aquí, justificando así el papel protector de las PWA como sitios de conservación de la biodiversidad.
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Chilean Plants Cytogenetic Database (CPCD) is a resource available on line in electronic format, which provides a cytogenetics catalogue for continental and insular Chilean vascular plants. In this report, we made reference to the CPCD, discussing aspects on its coverage, features and usages. Currently, the database stores cytogenetic information for 247 species, 107 genera, and 55 families belonging to Pteridophyta, Pinophyta, and Magnoliophyta.
La Base de Datos Citogenéticos de Plantas Chilenas (CPCD) es un recurso disponible en formato electrónico en línea, que provee de un catálogo citogenético para plantas vasculares de Chile continental e insular. En esta comunicación hacemos referencia a la CPCD, discutiendo aspectos sobre su cobertura, rasgos y usos. Actualmente, la base de datos contiene información citogenética para 247 especies, 107 géneros y 55 familias pertenecientes a Pteridophyta, Pinophyta y Magnoliophyta.