Klima und Populationsstruktur beeinflussen die genetische Vielfalt der Eichenlaubhortensie

Die Eichenblatt-Hortensie (Hydrangea quercifolia) ist ein Unterholzstrauch, der im Südosten der USA beheimatet ist. Die Art bewohnt ein kleines heimisches Verbreitungsgebiet und es ist wenig über ihre Demographie, genetische Vielfalt oder Erhaltungsbedürfnisse bekannt.

Die Ziele einer neuen Untersuchung des Strauchs waren: (1) die Lokalisierung von H. quercifolia-Populationen in seinem natürlichen Verbreitungsgebiet; (2) die genetische Vielfalt der Art und deren Struktur charakterisieren; (3) den Einfluss geografischer und klimatischer Faktoren auf diese genetische Struktur bestimmen; und (4) diese Informationen verwenden, um Schutzprioritäten für die Art zu ermitteln. Von 188 Pflanzen an 73 Standorten im gesamten Artenspektrum wurden Proben gesammelt und durch Sequenzierung genotypisiert.

Es wurde festgestellt, dass viele historisch dokumentierte Populationen entweder ausgerottet waren oder von der Ausrottung bedroht waren. Die genetischen Cluster im südlichen Bereich des Artenbereichs sind klein und enthalten mutmaßliche adaptive Allele in relativ hoher Häufigkeit. Diese Ergebnisseveröffentlicht in der Zeitschrift der American Society for Horticultural Scienceunterstreichen die Bedeutung der Erhaltung repräsentativen Keimplasmas aus dem gesamten Artenspektrum.

Analysen deuten darauf hin, dass H. quercifolia in sechs schwach differenzierten genetischen Clustern existiert, die geografisch strukturiert sind. Bei der Probenahme wurden häufig kleine Populationen festgestellt, wobei einige nur ein einzelnes Individuum (drei Populationen) und viele weniger als 10 Individuen (27 Populationen) aufwiesen. Die meisten dieser kleinen Populationen befanden sich an oder in der Nähe der Ränder des Artengebiets, insbesondere die Populationen westlich des Mississippi in Louisiana. Viele der Populationen waren sehr fragmentiert und hatten kaum oder gar keine Verbindung zu anderen Standorten mit geeigneten Lebensräumen.

Eine Ausnahme hiervon gab es im nördlichen Alabama, wo H. quercifolia in nahezu kontinuierlichen Populationen wächst, die oft Hunderte von Individuen umfassen. Viele Populationen im südlichen Teil des Artengebiets wuchsen auf kalkhaltigen Böden; Es wurde jedoch ein breites Spektrum an Bodentypen beobachtet, die H. quercifolia-Populationen unterstützen.

Von den Orten, an denen H. quercifolia zuvor dokumentiert worden war, wurde bei der Suche in dieser Studie festgestellt, dass 23 % (16 von 69 durchsuchten) keine Populationen mehr enthielten. An diesen Standorten kam es entweder zu Landnutzungsänderungen (Wohnbebauung, Kahlschlag, Vegetationskontrolle am Straßenrand) oder zu einer Verschlechterung des Lebensraums aufgrund von Abholzung oder invasiven Arten. Die primär festgestellte Art war Ligustrum sinense. Beobachtungen während der Probenahme deuten darauf hin, dass H. quercifolia keine starke Konkurrenz toleriert. Viele dieser ausgestorbenen Populationen befanden sich an den Rändern des Artengebiets.

Basierend auf den Beobachtungen ausgestorbener Populationen, die hauptsächlich an den Rändern des Artengebiets vorkommen, scheint es, dass das Verbreitungsgebiet von H. quercifolia derzeit schrumpft. Daher sollten die US-amerikanischen Populationen an den Rändern des Artengebiets besorgniserregend sein, insbesondere jene in Louisiana westlich des Mississippi und in Florida.

Die Analyse von Umweltassoziationen legt nahe, dass mehrere klimatische Variablen die genetische Vielfalt erheblich beeinflussen, wobei Niederschläge der wichtigste Umweltfaktor sind, der die genetische Variation bei H. quercifolia beeinflusst. Darüber hinaus identifizierte die Analyse Kandidatenstandorte für eine Umweltanpassung sowohl hinsichtlich der Niederschlags- als auch der Temperaturvariablen.

Laut Dr. Alexander „waren wir alle an der Erhaltung, Genetik und Züchtung verholzender Ziersträucher interessiert.“ Eichenlaubhortensien sind einheimische Sträucher, aber über ihren aktuellen Status in freier Wildbahn oder die Bandbreite der genetischen Vielfalt ist nicht viel bekannt das in Wildpopulationen vorkommt Wir beobachten weiterhin Sämlinge dieser Populationen auf wichtige gartenbauliche Merkmale mit dem Ziel, die Eichenblatt-Hortensie als einheimische Landschaftspflanze zu verbessern und zu fördern.“

Dr. Alexander ist Forschungsgenetiker am USDA-ARS US National Arboretum, Nursery Research Center in Tennessee. Sie führt Forschungen durch, um verbessertes Keimplasma ausgewählter Baumschulpflanzenarten zu entwickeln, zu bewerten und freizusetzen, darunter unter anderem Hortensien, Osmanthus und Callicarpa, und nutzt genetische Marker, um den Züchtungsprozess zu beschleunigen.