Structure and genetic diversity in Colliguaja odorifera Mol. (Euphorbiaceae), a shrub subjected to Pleisto-Holocenic natural perturbations in a mediterranean South American region

Aim Colliguaja odorifera Mol., a Euphorbiaceous shrub of central Chile, inhabits the matorral formation, growing at low altitudes on both Andean and coastal mountain range slopes. In the recent geological past, this region was subjected to climatic changes and geological disturbances that most probably caused population shrinkages on the Andean mountain slopes. This study tested the hypothesis that under such a scenario, existing populations should show lower genetic diversity in the Andean than in the coastal areas; these coastal populations being the potential source populations for recolonization. Location The study was carried out in central Chile by comparing the genetic diversity between the Andean and coastal areas, each represented by five localities distributed from 32°30′ S to 34° S. Methods Genetic diversity was estimated by DNA analysis using 18 dominant multilocus Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) loci, characterizing 73 genetic phenotypes. Results The comparison of the two matorral areas showed that Andean populations of C. odorifera have a subset of the genetic diversity found in the coastal populations. Andean populations also show a consistently lower genetic diversity, lower genetic distances and higher genetic structure, coincident with expectations based on the Pleisto-Holocenic perturbation regime. Main conclusions This first genetic analysis for South American mediterranean populations confirms the findings of previous floristic and palynological studies that identified refuge zones in the coastal mountain range of central Chile, a situation analogous with that occurring during periods of inter-glacial northward migration in Southern Europe. Resumen Objetivo Colliguaja odorifera Mol., arbusto euforbiaceo de Chile central, habita una formacion de matorral creciendo a bajas altitudes tanto en pendientes de las cordilleras de Los Andes como de la costa. En el pasado reciente esta region fue sometida a cambios climaticos y perturbaciones geologicas que muy probablemente condujeron a reducciones de las poblaciones andinas. Este estudio somete a prueba la hipotesis que bajo tal escenario las poblaciones actuales deberian tener menor diversidad genetica en las areas andinas que en las costeras, siendo estas las potenciales fuentes de recolonizacion. Ubicacion El estudio se llevo a cabo en Chile central comparando la diversidad genetica entre las areas andinas y costeras representadas cada una por cinco localidades distribuidas entre las latitudes 32°30′ S y 34° S. Metodos La diversidad genetica fue estimada por analisis del ADN usando 18 alelos multilocus de tipo RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) caracterizando 73 fenotipos geneticos. Resultados La comparacion de las dos areas de matorral mostraron que las poblaciones andinas de C. odorifera poseen un subconjunto de la diversidad genetica encontrada en las poblaciones costeras. Las poblaciones andinas muestran tambien una consistente menor diversidad genetica, menores distancias y alta estructura genetica, coincidentes con las espectativas basadas en un regimen de perturbaciones pleisto-holocenico. Conclusiones principales Este primer analisis genetico para poblaciones mediterraneas confirma estudios previos de tipo floristico y palinologico que revelan zonas de refugio en la cordillera de la costa de Chile central, en analogia a lo que ocurrio en el Sur de Europa durante los periodos de migracion interglacial hacial el Norte.