Relationship of Breeding System to Rarity in the Lakeside Daisy (Hymenoxys acaulis var. glabra)

Authors


Abstract

The breeding system of a rare Great Lakes endemic, the lakeside daisy (Hymenoxys acaulis var. glabra), was investigated when plants from a remnant Illinois population produced no seeds for over 15 years. To determine if the Lakeside daisy was self-incompatible, 20 plants from two populations, Illinois and Ohio, were selfed and outcrossed. Seed/ovule ratios were compared among the different treatments and the location of the incompatibility reaction was identified. Lakeside daisy was found to be self-incompatible (sporophytic). The last Illinois population was effectively extinct because the remaining plants belonged to the same mating type (Ne = 1) and only produced seeds when outcrossed to the Ohio plants. Cross-incompatibility was also observed among Ohio plants, suggesting that within large populations, compatible mating types may be rare locally. In addition, inbreeding depression (lower seed/ovule ratios in inbred than in outcrosses) was observed after one generation of inbreeding. Small populations of self-incompatible species are vulnerable to extinction if the number of self-incompatibility alleles, either as a result of a bottleneck or of genetic drift, falls below tbe number needed for the breeding system to function. Recovery protocols based on these genetic considerations were developed and implemented in 1988 when Lakeside daisy populations were established at three Illinois nature preserves.

Abstract

Los sistemas reproductivos de una especie endémica de los Grandes Lagos, la margarita del lago (Hymenoxys acaulis var. glabra), fue investigada cuando plantas de una población remanente de Illinois no produjeron semillas por más de quince años. Veinte plantas de dos poblaciones, Illinois y Ohio, fueron autofecundadas y “outcrossed” para determinar si la margarita era auto-incompatible. La relación semillas/óvulos fue comparada entre los diferentes tratamientos y se identificó la localización de la reacción de incompatibilidad. Se determinó que la margarita es auto incompatible (esporofítica). La última población de Illinois se encontraba efectivamente extincta porque todas las plantas remanentes pertenecían al mismo tipo de apareamiento (Ne = 1), y sólo producían semillas cuando eran cruzadas con plantas de Ohio. También se observó incompatibilidad cruzada en las plantas de Ohio, lo que sugiere que tipos de apareamiento compatibles puede ser localmente raros en grandes poblaciones. En forma adicional, se observó depresión de consanguinidad (baja relación semillas/óvulos en “inbred” versus “outcrosses”) luego de una generación de endocría. Pequeñas poblaciones de especies auto-incompatibles son vulnerables a la extinción si el número de alelos autoincompatibles cae por debajo del número necesario para que el sitema reproductivo funcione, ya sea como resultado de un cuello de botella o deriva genética. Protocolos para la recuperación, basados en estas consideraciones genéticas, fueron desarrollados e implementados en 1988 cuando las poblaciones de margarita del lago fueron establecidas en tres reservas naturales de Illinois.

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