Genetic diversity and structure of Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. ex Mart. (Arecaceae) using microsatellite DNA markers in Costa Rica

Abstract

Abstract. Acrocomia aculeata is a tree palm species widely distributed throughout the Neotropics, from Mexico to Argentina including some Caribbean islands. The oil from the fruit is used for biodiesel production, human consumption, and biomass fuel. Despite the need to better understand its genetic diversity for commercial use and conservation, genetic diversity and structure knowledge of this species is scarce in Mesoamerica. We used microsatellite markers to analyze 185 samples of A. aculeata, from 18 sampling sites, that essentially covered geographic distribution of this species in Costa Rica. We found low genetic diversity across sampling sites, with He values below 0.50 which, is lower than diversity levels found in South America. Interestingly, samples collected in the national parks Santa Rosa and Rincon de la Vieja National exhibited the highest genetic diversity (He = 0.42 and He = 0.50, respectively). The 18 sampling sites were structured in three clusters. Cluster A contains samples collected in the lower northwestern Pacific, Central Pacific, and Central Region of Costa Rica. Cluster B consisted of samples from sites in the upper northwestern Pacific. Cluster C contains samples from the southeastern Pacific region, being largely separated from Clusters A and B which was supported by the highest differentiation coefficients. This is the first large genetic diversity study of A. aculeata in Mesoamerica; therefore, our results serve as reference for future studies on germplasm diversity studies in this region and a baseline for future conservation and management efforts of A. aculeata.

Resumen. Acrocomia aculeata es una especie de palmera arbórea ampliamente distribuida por el Neotrópico, desde México hasta Argentina, incluidas algunas islas del Caribe. El aceite del fruto se utiliza para la producción de biodiésel, el consumo humano y como combustible de biomasa. A pesar de la necesidad de conocer mejor su diversidad genética para su uso comercial y conservación, el conocimiento de la diversidad genética y estructura de esta especie es escaso en Mesoamérica. Utilizamos marcadores microsatélites para analizar 185 muestras de A. aculeata, provenientes de 18 sitios de muestreo, que esencialmente cubrieron la distribución geográfica de esta especie en Costa Rica. Encontramos una baja diversidad genética a través de los sitios de muestreo, con valores de He por debajo de 0.50 lo cual, es menor que los niveles de diversidad encontrados en Sudamérica. Curiosamente, las muestras recolectadas en los parques nacionales Santa Rosa y Rincón de la Vieja presentaron la mayor diversidad genética (He = 0,42 y He = 0,50, respectivamente). Los 18 sitios de muestreo se estructuraron en tres conglomerados. El conglomerado A contiene muestras recogidas en el Pacífico noroccidental inferior, el Pacífico central y la región central de Costa Rica. El conglomerado B consistió en muestras de sitios del Pacífico noroccidental superior. El conglomerado C contiene muestras de la región sureste del Pacífico, estando ampliamente separado de los conglomerados A y B, lo cual fue apoyado por los coeficientes de diferenciación más altos. Este es el primer gran estudio de diversidad genética de A. aculeata en Mesoamérica; por lo tanto, nuestros resultados sirven como referencia para futuros estudios de diversidad de germoplasma en esta región y una línea base para futuros esfuerzos de conservación y manejo de A. aculeata.