The genetic and morphological analysis of native vanilla populations in Mexico calls into question the taxonomy of V. odorata

Abstract

Abstract. Wild vanilla populations with high aromatic potential and morphological affinity to Vanilla odorata have been identified in Oaxaca, Mexico. This study employed morphologic and molecular taxonomic approaches to characterize plant material collected from the field and subsequently maintained under uniform conditions at the Tecnológico Nacional de México Tuxtepec campus germplasm bank. Morphological characterization of the three populations was conducted, and genetic analyses of 155 accessions (2365 SNPs) were performed using Genotyping by Sequencing. The morphological analyses revealed clear differences in vegetative and reproductive traits among the studied accessions. Phylogenetic and STRUCTURE analyses identified three groups within the V. odorata-like clade: a pure group, and two hybrid groups involving V. odorata and V. insignis or V. cribbiana. These findings reveal a high level of phenotypic and genetic diversity within wild vanilla populations from Oaxaca and suggest that hybridization may have played an important role in the evolutionary history of the group. Furthermore, the results challenge the current taxonomic circumscription of Vanilla odorata, indicating that its taxonomic identity and evolutionary origin require re-evaluation. This study provides new insights into the diversification and taxonomy of aromatic wild vanilla species in Mesoamerica.

Resumen. En Oaxaca (México) se han identificado poblaciones silvestres de vainilla con un alto potencial aromático y afinidad morfológica con Vanilla odorata. En este estudio se emplearon enfoques taxonómicos morfológicos y moleculares para caracterizar el material vegetal recolectado en el campo y posteriormente conservado en condiciones uniformes en el banco de germoplasma del campus de Tuxtepec del Tecnológico Nacional de México. Se llevó a cabo la caracterización morfológica de las tres poblaciones y se realizaron análisis genéticos de 155 accesiones (2365 SNP) mediante genotipado por secuenciación. Los análisis morfológicos revelaron claras diferencias en los rasgos vegetativos y reproductivos entre las accesiones estudiadas. Los análisis filogenéticos y de STRUCTURE identificaron tres grupos dentro del clado similar a V. odorata: un grupo puro y dos grupos híbridos que incluyen a V. odorata y V. insignis o V. cribbiana. Estos hallazgos revelan un alto nivel de diversidad fenotípica y genética en las poblaciones silvestres de vainilla de Oaxaca y sugieren que la hibridación pudo haber desempeñado un papel importante en la historia evolutiva del grupo. Además, los resultados cuestionan la delimitación taxonómica actual de Vanilla odorata, lo que indica que es necesario reevaluar su identidad taxonómica y su origen evolutivo. Este estudio aporta nuevos conocimientos sobre la diversificación y la taxonomía de las especies silvestres de vainilla aromática en Mesoamérica.