Cytogenetics of Chilean land plants (Embryophyta): state-of-the-art and prospects / CItogenética de plantas terrestres Chilenas (Embryophyta): estado del arte y perspectivas

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.

More than a century of cytogenetic studies in Chilean plants: how much have we progressed? / Más de un siglo de estudios citogenéticos en plantas Chilenas: ¿cuánto hemos progresado?

ABSTRACT An overview is provided on the cytogenetic of Chilean plants, highlighting information gathered from more than a century of work carried out by foreign and national researchers who have contributed to the study of native species. We briefly present the progress made to date and also emphasize some strategies that, in our opinion, could spur further advances in this second century of cytogenetic studies in Chilean plants.

RESUMEN Se presenta una visión general de la citogenética de plantas chilenas, destacando información recopilada durante más de un siglo de trabajo realizado por investigadores nacionales y extranjeros que han contribuido al estudio de las especies nativas. Presentamos brevemente los progresos realizados hasta la fecha y también destacamos algunas estrategias que, en nuestra opinión, podrían impulsar mayores avances en este segundo siglo de estudios citogenéticos en plantas chilenas.

Chromosome number variation in part of the flora of protected wild areas in the Araucania region of southern Chile / Variación del número cromosómico en parte de la flora de áreas silvestres protegidas en la región de la Araucanía, sur de Chile

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.

Karyological study in the chilean rhatany Krameria cistoidea Hook. & Arn. (Krameriaceae) / Estudio cariológico en el pacul chileno Krameria cistoidea Hook. & Arn. (Krameriaceae)

The karyotype of the plant species Krameria cistoidea Hook. & Arn. was studied by assessing chromosome characters such as morphology, size, and C-banding pattern. The karyotype of K. cistoidea was composed only by metacentric chromosomes in the two populations studied. The haploid set length was 51.9±2.3 μm and the mean chromosome size was 8.68±0.78 μm. Some similarities in chromosome morphology and size can be observed among K. cistoidea and K. triandra, in addition to the chromosome number 2n=12 which is conserved within the genus. K. cistoidea exhibited a symmetric banding pattern with large C-bands in the telomeres of the short and long arms of all chromosomes, except the short arm of pair 1. The relative length of the C-bands was 23.5% of the total haploid set length. These cytological results on K. cistoidea are the first data on quantitative karyotype morphology and C-banding patterns in the genus Krameria.

El cariotipo de la especie vegatal Krameria cistoidea Hook. & Arn., 2n=12, se estudió en individuos de dos poblaciones considerando las variables de tamaño, morfología y patrón de bandas C. La longitud del set haploide fue de 51,9±2,3 μm con un tamaño cromosómico promedio de 8,68±0,78 μm. Se encontraron algunas similitudes de morfología y tamaños cromosómicos entre el cariotipo de K. cistoidea y el descrito para K. triandra, ambas con 2n=12 guarismo conservado dentro del género. Los cromosomas de K. cistoidea muestran un patrón simétrico de grandes bandas C en los telómeros de todos ellos, excepto en el brazo corto del par 1 y con una longitud relativa de los segmentos con bandas C de un 23,5% del set haploide. Estos resultados son los primeros datos cuantitativos relativos al cariotipo y patrón de bandas C en el género Krameria.