Tras la estela de la diversidad genética en poblaciones de Vanilla odorata y Vanilla pompona (Orchidaceae) en el Área de Conservación de Osa, Costa Rica

Abstract

Costa Rica’s wild Vanilla species, such as Vanilla odorata C. Presl. and V. pompona Schiede, are poorly studied, despite them being listed as endangered by the IUCN. Research on their genetic diversity and structure is notably limited, hindering effective management and conservation efforts. Genetic diversity in Vanilla populations is believed to be low due to their extensive clonal reproduction. However, wild populations may harbor considerable levels of genetic diversity, which may be important for crop improvement or conservation efforts. To assess the genetic diversity and structure of wild Vanilla populations in Costa Rica, we sampled 146 individuals from 10 populations along the Pacific region of Costa Rica of V. pompona and 75 individuals in six populations of V. odorata. We used 11 polymorphic microsatellites (SSRs) in V. pompona and 10 in V. odorata. We found that V. odorata is significantly more clonal than V. pompona (63% vs. 35%). Both species exhibited low to moderate genetic diversity (V. odorata: HO = 0.47, HE = 0.29; V. pompona: HO = 0.43, HE = 0.41). Geographic genetic structure varied among species, with low genetic differentiation among V. pompona populations (Nei’s GST = 0.091) and a strong Wahlund effect among V. odorata populations (Nei’s GST = 0.51). In this latter species we also found strong evidence of isolation by distance (R2 = 0.704, p < 0.05). Maintaining populations with larger effective sizes over extended periods can help mitigate the reducing effects of genetic drift. This study provides critical insights into the genetic diversity of wild Vanilla populations, informing ex situ and in vitro conservation strategies.

Los parientes silvestres de Vanilla planifolia, cultivada comercialmente, como Vanilla odorata y V. pompona, han sido poco estudiados. Ambas especies están catalogadas como en peligro de extinción por la UICN, pero la investigación sobre su diversidad genética y estructura es limitada, lo que obstaculiza los esfuerzos efectivos de manejo y conservación. Se cree que la diversidad genética en las poblaciones de Vanilla es baja debido a su extensa reproducción clonal. Sin embargo, las poblaciones silvestres pueden albergar niveles considerables de diversidad genética, lo cual podría ser importante para la mejora de cultivos o esfuerzos de conservación. Para evaluar la diversidad genética y la estructura de las poblaciones silvestres de Vanilla en Costa Rica, muestreamos 146 individuos de 10 poblaciones de V. pompona a lo largo de la región del Pacífico de Costa Rica y 75 individuos en seis poblaciones de V. odorata. Utilizamos 11 microsatélites polimórficos en V. pompona y 10 en V. odorata. Encontramos que V. odorata es significativamente más clonal que V. pompona (63% vs. 35%). Ambas especies exhibieron una diversidad genética de baja a moderada (V. odorata: HO = 0.47, HE = 0.29; V. pompona: HO = 0.43, HE = 0.41). La estructura genética geográfica varió entre las especies, con una baja diferenciación genética entre las poblaciones de V. pompona (GST de Nei = 0.091) y un fuerte efecto Wahlund entre las poblaciones de V. odorata (GST de Nei = 0.51). En esta última especie también encontramos una fuerte evidencia de aislamiento por distancia (R² = 0.704, p < 0.05). Mantener poblaciones con tamaños efectivos mayores durante períodos prolongados puede ayudar a mitigar los efectos de la deriva genética. Este estudio proporciona información crítica sobre la diversidad genética de las poblaciones silvestres de Vanilla, aportando datos relevantes para estrategias de conservación ex situ e in vitro.