The breeding system of Gymnocalycium bruchii(Cactaceae), a ginodioic or dioic species?

La mayoría de las especies Gymnocalycium son hermafroditas, pero en algunos taxones se han observado individuos con flores perfectas y otros presumiblemente con femeninas, indicando que podrían ser ginodioicas o dioicas. No existen investigaciones al respecto, por lo que nos propusimos estudiar la biología reproductiva de G. bruchii, realizando observaciones y mediciones a campo, experimentos de compatibilidad en plantas cultivadas y estudios morfo-anatómicos en laboratorio. Observamos que las flores masculinas forman granos de polen viables, pero, aunque desarrollan normalmente el gineceo, sus óvulos no se fecundan y nunca se forman frutos. Las flores femeninas producen normalmente frutos y semillas, mientras que sus anteras abortan justo antes de su apertura. Nuestros resultados confirman que las plantas se comportan como dioicas y que la diferenciación sexual ocurre tarde en el desarrollo. Además, cada individuo produce solo un tipo floral, indicando un control genético. Las flores masculinas fueron significativamente más grandes, lo que indicaría una competencia por los polinizadores. La tasa de individuos masculinos/femeninos en cultivo fue de 1, pero en el campo fue de 3/7, quizás por limitaciones en los recursos. Concluimos que Gymnocalycium bruchii es dioico. Sus caracteres florales se encuentran determinados genéticamente, pero se completan tarde en el desarrollo. La diversificación en su sistema reproductivo posee importantes implicancias ecológicas y evolutivas.Fil: Aliscioni, Nayla Luján. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; ArgentinaFil: Gurvich, Diego Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; ArgentinaFil: Lorenzati, M.. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; ArgentinaFil: García, S.. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; ArgentinaFil: Delbón, Natalia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; ArgentinaXXXVIII Jornadas Argentinas de Botánica: Aunando saberesOro VerdeArgentinaSociedad Argentina de Botánic

Do larger plants produce more and better seeds and seedlings? Testing the hypothesis in a globose cactus, Wigginsia sessiliflora

In iteroparous plants, an increase in allocation to reproduction is expected with increasing plant size. The aim of this study was to analyze how plant diameter is related to total produced seed mass, seed number, mean seed mass, percentage and mean germination time (MGT), and seedling size and shape in Wigginsia sessiliflora (Hook.) D.M. Porter (Cactaceae), a slowgrowing globose species from central Argentina. Plant diameter was measured in a population of 185 individuals, and fruits were collected. We counted all seeds to obtain seed number, and weighed them to get seed mass and total seed mass. Seeds were germinated and data of germination percentage and MGT were collected. We also measured the size (height and width) and shape of seedlings (height/width relationship). Fifty-four percent of the plants did not produce fruits. Plant diameter was unimodally related to fruit number, total seed mass, and seed number, i.e., intermediate-sized plants presented the highest values. Height and shape of seedlings were positively related to plant diameter. Surprisingly, plant diameter was related in a unimodal way to reproductive outputs. As plants grow, surface–volume ratio decreases, meaning that respiratory losses would be higher than the increase in photosynthetic capacity; therefore, fewer resources may be available for reproduction.Chez les plantes itéropares, une augmentation de l’allocation à la reproduction est attendue avec l’augmentation de la taillede la plante. Le but de cette étude était d’analyser comment le diamètre des plantes est lié à la masse totale des grainesproduites, au nombre de graines, à la masse moyenne des graines, au pourcentage et au temps moyen de germination (TMG),ainsi qu’à la taille et à la forme des semis chezWigginsia sessiliflora(Hook.) D.M. Porter (Cactaceae), une espèce globuleuse àcroissance lente du centre de l’Argentine. Le diamètre des plantes a été mesuré dans une population de 185 individus, et lesfruits ont été collectés. Les auteurs ont compté toutes les graines pour obtenir le nombre de graines, et les ont pesées pourobtenir la masse des graines et la masse totale des graines. Les graines ont été germées et les données du pourcentage degermination et du TMG ont été recueillies. Ils ont également mesuré la taille (hauteur et largeur) et la forme des plantules(rapport hauteur/largeur). Cinquante-quatre pour cent des plantes n’ont pas produit de fruits. Le diamètre des plantes était liéde façon unimodale au nombre de fruits, à la masse totale des graines et au nombre de graines, c’est-à-dire que les plantes detaille intermédiaire présentaient les valeurs les plus élevées. La hauteur et la forme des plantules étaient positivement liéesau diamètre des plantes. De manière surprenante, le diamètre de la plante était lié de manière unimodale aux résultats de lareproduction. Au fur et à mesure de la croissance des plantes, le rapport surface-volume diminue, ce qui signifie que les pertesrespiratoires seraient plus élevées que l’augmentation de la capacité photosynthétique; par conséquent, moins de ressourcespourraient être disponibles pour la reproduction.Fil: Ceballos, C.. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; ArgentinaFil: Ferrero, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; ArgentinaFil: Aliscioni, Nayla Luján. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; ArgentinaFil: Las Peñas, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; ArgentinaFil: Gurvich, Diego Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; Argentin

Looking for non-hermaphrodite cacti: Multidisciplinary studies in Gymnocalycium bruchii endemic to central Argentina

Through a multidisciplinary study we found that Gymnocalycium bruchii, an endemic cactus from central Argentina, acts as a dioecious species, which is the first record in this genus. Abstract: Cactaceae species are typically hermaphroditic; however, about 2% have other different reproductive systems. These non-hermaphroditic species may develop sexual dimorphism in flowers or other reproductive, vegetative or ecological traits, besides a specific breeding system and floral ontogeny. Therefore, multidisciplinary research is necessary to fully understand reproduction in those species. For this purpose, we studied Gymnocalicium bruchii, a globose cactus endemic to central Argentina that is presumably dioecious or gynodioecious. We made observations in two natural and two cultivated populations. We made morphological observations of plants and flowers, and performed quantitative analyses to determine the sex ratio, size of plants and flowers, flower production, fruiting, among other variables. We performed hand-pollination, self-fertilization and free-pollination tests to determine the breeding system. Finally, we studied the anatomy and ontogeny of the reproductive organs using permanent histological slides of flower morphs at different stages. Our results confirm that Gymnocalicium bruchii is a dioecious species. Female flowers have atrophied anthers and a functional gynoecium that produces fruits and seeds. Male flowers are bigger and have a functional androecium but a sterile gynoecium. In the cultivated population, the sex ratio was 1/1, whereas the number of male individuals was higher in both natural populations. Pollination tests corroborated dioecy. Ontogenetic studies revealed that in female flowers the anthers collapse before microspore maturation, while in male flowers the gynoecium shows normal development of the ovary, style, stigma, and ovules; however, the latter are never fertilized.Fil: Delbón, Natalia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; ArgentinaFil: Aliscioni, Nayla Luján. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; ArgentinaFil: Lorenzati, Marina Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; ArgentinaFil: Garcia, Sergio. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina. Jardín Botánico Córdoba; ArgentinaFil: Singer, Rodrigo Bustos. Universidade Federal Do Rio Grande Do Norte. Centro de Biociencias; BrasilFil: Gurvich, Diego Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; Argentin