Diferenciación adaptativa entre poblaciones de Pinus canariensis Chr. Sm. ex DC

Resumen

RESUMEN En el presente trabajo se han caracterizado la variabilidad genética y la plasticidad fenotípica de caracteres adaptativos en los distintos estados de desarrollo de Pinus canariensis. En dos ensayos de sequía llevados a cabo bajo condiciones controladas, las plántulas de pino canario mostraron adaptaciones morfológicas y fisiológicas adecuadas para la captación de agua y optimización de la fotosíntesis en ambientes áridos. Entre estas respuestas, destacaron la capacidad de ajuste osmótico de las poblaciones de ambientes más áridos y los cambios en el reparto de biomasa. Se ha comprobado el notable retraso en alcanzar el cambio de fase vegetativo en pino canario comparado con otros pinos mediterráneos. En los ensayos de procedencias de las Islas Canarias e Israel, la supervivencia y el desarrollo ontogénico presentaron diferencias significativas entre las poblaciones incluidas. En general, las plantas de ambientes favorables sobrevivieron peor en condiciones áridas y mostraron un desarrollo más acelerado que las de ambientes desfavorables. El crecimiento, sin embargo, a pesar de manifestar una elevada plasticidad en todas las procedencias, reflejó una diferenciación genética reducida y ausencia de interacción sitio x procedencia. Estos resultados sugieren una mayor presión selectiva en atributos relacionados con la capacidad de colonización que con el crecimiento, así como la posibilidad de selección conjunta de supervivencia y crecimiento en programas de mejora genética y reforestación en ambientes mediterráneos con periodos de sequía prolongados. La estructura de las acículas adultas en poblaciones naturales mostró una variabilidad acorde con las dispares condiciones ecológicas en las que habita la especie. La mayor proporción de hipodermis en las poblaciones húmedas se asoció con la formación de acículas más largas, mientras que la abundancia de tejido de transfusión en las más áridas podría estar relacionada con su capacidad de almacenamiento de agua y materiales de reserva. Para separar los efectos genéticos y ambientales en la variabilidad fenotípica foliar, se estudiaron cuatro procedencias de ambientes contrastados incluidas en los ensayos de procedencias. La influencia del sitio de plantación en todos los caracteres medidos fue muy relevante, reflejo de una elevada plasticidad fenotípica foliar. Se observaron además diferencias acusadas en las normas de reacción de las cuatro procedencias en las variables foliares. No se encontró ninguna relación entre la diferenciación genética en caracteres cuantitativos y la evaluada con marcadores moleculares neutrales. ABSTRACT The present study is aimed at quantifying genetic variability and phenotypic plasticity of adaptive traits throughout different developmental stages of Pinus canariensis. Two drought experiments were carried out under controlled conditions. Seedlings of Canary Island pine showed morphological and physiological adaptations to extract water from dry substrates and optimize photosynthesis in arid environments. Among these responses, osmotic adjustment of dry populations and changes in biomass allocation were remarkable. A longer juvenile stage in Canary Island pine compared with the rest of Mediterranean pines was assessed. In the provenance trials in the Canary Islands and Israel, survival and ontogenetic development showed high genetic differentiation. In general, plants from favorable environments survived worse in arid conditions and showed a more precocious development than plants from infertile locations. However, growth exhibited a high plasticity but scarce genetic differentiation and lack of site x provenance interaction. These results suggest a more intensive selection for traits related to colonization capacity than for growth. The lack of correlation between growth and survival would allow a combined selection for both traits in genetic improvement and reforestation programs in moderately dry Mediterranean environments. Needle structure in natural populations showed high variation according to the wide range of ecological conditions of the habitat of this species. A higher proportion of hypodermis in wet population was linked to longer needles, whereas the higher relative area of the transfusion tissue in arid populations supported its capacity to store water and reserve materials. To separate genetic and environmental effects in needle phenotypic variability, four provenances from contrasted habitats and included in the provenance trials were studied. Most needle traits were strongly affected by site, displaying a high foliar plasticity. The reaction norms of most traits facing a gradient in drought length across sites showed neat divergences among provenances. No relationship was found between quantitative genetic differentiation an neutral genetic variability.