https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/rbtRevista de Biología Tropical ISSN Impreso: 0034-7744 ISSN electrónico: 2215-2075

Diversity and bioclimatic profiles of Vanilla spp. (Orchidaceae) in Mexico

Álvaro Flores Jiménez, Delfino Reyes Lopez, Daniel Jiménez García, Omar Romero Arenas, José Antonio Rivera Tapia, Manuel Huerta Lara, Araceli Pérez Silva



DOI: https://doi.org/10.15517/rbt.v65i3.26809

Abstract


The genus Vanilla comprises around 110 species distributed throughout Earth's tropical regions, with the largest number of reported species growing in the American continent. Vanilla farming is associated with many Mexican cultures such as the Totonac, Mayan, Chinantec, and Mazatec, among others. Currently, this crop is threatened by technical, social, ecological, and climatic conditioning factors, limiting its production and the preservation of wild and cultivated species. It is therefore necessary to ascertain the current diversity status of each of these species, as well as some of their main bioclimatic profile indicators, in order to help decision-making, aimed at preserving and genetically improve these species. During 2008, we gathered data from IPN, MEXU, and XAL herbaria, as well as from CONABIO’s World Information Network on Biodiversity (REMIB), the Global Biodiversity and Information Facility (GBIF), and we also used data from live access to BUAP’s vanilla germplasm bank, obtained between 2008 and 2014. Distribution maps were generated using a geographical information system. Bioclimatic profiles for each species were obtained considering 19 WorldClim variables and altitude at a spatial resolution of approximately 1 Km2. Variance, Mean, and standard deviation for each of the 19 variables were calculated at each of the registered points. Extreme environmental condition intervals (minimum, average, and maximum) were also obtained. In order to determine the most important distribution variables of the species, we performed a principal component analysis and carried out Kruskal-Wallis and Dunn's tests on the variables identified as significant. Results indicated records for V. planifolia, V. pompona, V. insignis, V. inodora V. odorata, V. cribbiana, and V. sprucei in Mexico, distributed throughout nine states in the country. V. planifolia presented wide intervals of temperature and rain precipitation, while V. pompona, V. odorata, V. insignis and V. inodora presented intermediate intervals. The amplitudes of extreme data for each species can be considered in locating areas where ex situ regional preservation strategies could be put in place, as well as in establishing areas for cultivation. The bioclimatic profile we found, allows for an indirect inference of each species’ genetic condition, which could be used in genetic improvement programs; for instance, V. odorata grows at high altitudes and tolerates low temperatures, while V. inodora tolerates high temperatures, and V. odorata, V. pompona and V. planifolia tolerate low rain precipitation.


Keywords


Biodiversity; species; orchids; rain precipitation; temperature; altitude.

References


Altieri, M., & Toledo, V. M. (2011). La revolución agroecológica de América Latina: Rescatar la naturaleza, asegurar la soberanía alimentaria y empoderar al campesino. El Otro Derecho, 42, 163-202.

Álvarez, L. C. L., Osorio, N. W. V., & Montoya, M. M. (2013). Identificación molecular de microorganismos asociados a la rizosfera de plantas de vainilla en Colombia. Acta Biológica Colombiana, 18, 293-305.

Anandaraj, M., Rema, J., Sasikumar, B., & Suseela-Bhai, R. (2005). Vanilla (Extensión pamphlet). E. Odoux & M. Grisoni. Institute of Spices Research. Calicut, Kerala, India: Taylor and Francis Group LLC.

Anderson, R. P., Lew, D., & Peterson, A. T. (2003). Evaluating predictive models of species distributions: criteria for selecting optimal models. Ecological Modelling, 162, 211-232.

ASERCA. (2002). La Vainilla una tradición con alto potencial. Revista Claridades, 101.

Azofeifa-Bolaños, J. B., Paniagua-Vásquez, A., & García-García, J. A. (2014). Importancia y desafíos de la conservación de Vanilla spp. (Orquidaceae) en Costa Rica. Agronomía Mesoamericana, 25, 189-202.

Beaumont, L. J., Hughes, L., & Poulsen, M. (2005). Predicting species distributions: use of climatic parameters in BIOCLIM and its impact on predictions of species current and future distributions. Ecological Modelling, 186, 250-269.

Besse, P., Da Silva, D., Bory, S., Grisoni, M., Le Bellec, F., & Duval, M. F. (2004). RAPD genetic diversity in cultivated Vanilla: Vanilla planifolia, and relationships with V. tahitensis and V. pompona. Plant Science, 167, 379-385.

Bory, S., Lubinsky, P., Risterucci, A. M., Noyer, J. L., Grisoni, M., Duval, M. F., & Besse, P. (2008). Patterns of introduction and diversification of Vanilla planifolia (Orchidaceae) in Reunion Island (Indian Ocean). American Journal of Botany, 95, 805-815.

Bouétard, A., Lefeuvre, P., Gigant, R., Bory, S., Pignal, M., Besse, P., & Grisoni, M. (2010). Evidence of transoceanic dispersion of the genus Vanilla based on plastid DNA phylogenetic analysis. Molecular Phylogenetics and Evolution, 55, 621-630.

Caso, B. L., & Aliphat, F. M. (2006). Cacao, vanilla and annatto: three production and exchange systems in the Southern Maya lowlands, XVI-XVII centuries. Journal of Latin American Geography, 5, 29-52.

CONABIO & SEMARNAT. (2009). Cuarto Informe Nacional de México al Convenio Sobre Diversidad Biológica (CDB). México D.F.: Comisión Nacional Para el Conocimiento y uso de la Biodiversidad.

Cornejo, G., & Ibarra, G. (2011). Diversidad y distribución del género Salvia (Lamiaceae) en Michoacán, México. Revista Mexicana de Biodiversidad, 82, 1279-1296.

Divakaran, M., Nirmal, K., & Peter, K. V. (2006). Conservation of Vanilla species, in vitro. Scientia Horticulturae, 110, 175-180.

FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations). (1996). Informe sobre el estado de los recursos fitogenéticos en el mundo. Leipzig. Alemania: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación.

FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations). (2010). Consulta de bases de datos de producción mundial y comercio internacional de Vainilla. Recuperado de http://apps.fao.org/faostat

Fischer, J., Lindenmayer, D. B., Nix, H. A., Stein, J. L., & Stein, J. A. (2001). Climate and animal distribution: a climatic analysis of the Australian marsupial Trichosurus caninus. Journal of Biogeography, 28, 293-304.

Gamboa-Gaitán, M. A. (2014). Vainillas colombianas y su microbiota II. Diversidad, cultivo y microorganismos endófitos. Universitas Scientiarum, 19, 287-300.

Gigant, R., Bory, S., Grisoni, M., & Besse, P. (2011). Biodiversity and evolution in the Vanilla genus. En O. Grillo & G. Venora, (Eds.). The dynamical processes of biodiversity - case studies of evolution and spatial distribution (pp.1-26). Francia: InTech.

Hágsater, E., Soto, A. M. A., Salazar, G. A., Jiménez, R., López, M. A., & Dressler, R. L. (2005). Las Orquídeas de México. México D.F.: Instituto Chinoín.

Hernández, J. (2011). Paquete tecnológico vainilla (Vanilla planifolia Jackson). Establecimiento y mantenimiento (Programa Estratégico para el desarrollo Rural Sustentable de la Región Sur-Sureste: Trópico Húmedo). Tlapacoyan, Veracruz: SAGARPA-INIFAP.

Hernández, J., Sánchez, M. S., Curti, D. E., & Larios, R. M. (2010). La producción de vainilla en México (Libro técnico Núm. 25). INIFAP. Centro de Investigación Regional Golfo Centro.

Hijmans, R. J., Cameron, S. E., Parra, J. L., Jones, P. G., & Jarvis. A. (2005). Very high resolution interpolated climate surfaces for global land areas. International Journal of Climatology, 25,1965-1978.

IMPI (Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial). (2009, 5 marzo). Declaratoria general de protección de la denominación de origen vainilla de Papantla. Diario oficial de la federación, México, pp 107-109.

Lindenmayer, D. B., Nix, H. A., McMahon, J. P., Hutchinson, M. F., & Tanton, M. T. (1991). The conservation of Lleadbeater´s possum, Gymnobelideus leadbeateri (McCoy): A case study of the use of bioclimatic modelling. Journal of Biogeography, 18, 371-383.

Lubinsky, P., Bory, S., Hernández, J. H., Kim, S. Ch., & Gómez-Pompa, A. (2008). Origins and dispersal of cultivated Vanilla (Vanilla planifolia Jacks. [Orchidaceae]). Economic Botany, 62, 127-138.

Molina, M. J. C., & Córdova, T. L. (2006). Recursos fitogenéticos en México. Para la alimentación y la agricultura. Informe nacional 2006. Chapingo, Edo. de México.

Pak, F. E., Gropper, S., Dai, W. D., Havkin-Frenkel, D., & Belanger, F. C. (2004). Characterization of a multifunctional methyltransferase from the orchid Vanilla planifolia. Plant Cell Reports, 22, 959-966.

Pérez-Silva, A., Günata, Z., Lepoutre, J. P., & Odoux, E. (2011). New insight on the genesis and fate of odor-active compounds in vanilla beans (Vanilla planifolia G. Jackson) during traditional curing. Food Research International, 44, 2930-2937.

Pérez-Silva, A., Odoux, E., Brat, P., Ribeyre, F., Rodriguez-Jimenes, G., Robles-Olvera, V., García-Alvarado, A., & Günata, Z. (2006). GC–MS and GC–olfactometry analysis of aroma compounds in a representative organic aroma extract from cured vanilla (Vanilla planifolia G. Jackson) beans. Food Chemistry, 99, 728-735.

Phillips, S. J., Anderson, R. P., & Schapire, R. E. (2006). Maximum entropy modeling of species geographic distributions. Ecological Modelling, 190, 231-259.

Pliscoff, P., & Fuentes-Castillo, T. (2011). Modelación de la distribución de especies y ecosistemas en el tiempo y en el espacio: una revisión de las nuevas herramientas y enfoques disponibles. Revista de Geografía Norte Grande, 48, 61-79.

Ramírez, P., Ortega, R., López, A., Castillo, F., Livera, M., Rincón, F., & Zavala, F. (2000). Sistema nacional de los recursos fitogenéticos. Chapingo, México.

Ramírez, R. S., Gravendeel, B., Singer, R. B., Marshall. C. R., & Pierce, N. E. (2007). Dating the origin of the Orchidaceae from a fossil orchid with its pollinator. Nature, 448, 1042-1045.

Reyes-López, D., Flores, A., Huerta, M., Kelso, H. A., Avendaño, C. H., Ortiz, R., & López, J. F. (2014). Variación morfométrica de fruto y semilla en cuatro especies del género Vanilla. Ecosistemas y Recursos Agropecuarios, 1, 205-218.

Reyes-López, D., Rodríguez, B., Kelso, H. A., Huerta, M., & Ibáñez, A. (2008). Beneficiado Tradicional de Vainilla. Puebla, México: Benemérita Universidad Autónoma de Puebla.

Reyes-López, D., Quiroz-Valentín, J., Kelso-Bucio, H. A., Huerta-Lara, M., Avendaño-Arrazate, C. H., & Lobato-Ortiz, R. (2015). Caracterización estomática de cinco especies del género Vanilla. Agronomía Mesoamericana, 26, 237-246.

Richardson, D. M., & Whittaker, R. J. (2010). Conservation biogeography-foundations, concepts and challenges. Diversity and Distributions, 16, 313-320.

Sabik, H., Pérez-Silva, A., Bélanger, D., Vivar-Vera, M. de los Á., Nicolás-García, M., & Reyes- López, D. (2016). Identification of volatile compounds in cured Mexican vanilla (Vanilla planifolia G. Jackson) beans using headspace solid-phase microextraction with gas chromatography-mass spectrometry. Fruits, 71(6), 1-11.

SAGARPA-SIAP. (2008). Consulta de base de datos de producción, superficie, rendimiento y precio de productos agropecuarios. Sistema agropecuaria de consulta (SIACON), 1980-2009. Versión Electrónica. México.

Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). (2010, 30 de diciembre). NOM-059-SEMARNAT-2010. Protección ambiental- especies nativas de México de flora y fauna silvestre – categoría de riesgo y especificaciones para su inclusión, exclusión o cambio – lista de especies en riesgo. Diario Oficial de la Federación, México, p. 77.

Soto, M. A. (2003). Vanilla. En M. A. Pridgeon, P. J. Cribb, M. W. Chase, & F. M. Rasmussen (Eds.), Orchids of México, parts 2 and 3. Icones Orchidacearum fasc. 5-6 (pp. 321-334). México: Herbario AMO.

Soto, M. A. (2006). La vainilla: retos y perspectivas de su cultivo. Biodiversitas, 66, 1-9.

Soto, M. A. (2009). Recopilación y análisis de la información existente sobre las especies mexicanas del género Vanilla. Reporte. México, D. F.: Herbario de la Asociación Mexicana de Orquideología, A. C., Instituto Chinoín, A. C.

Soto, M. A., & Cribb, P. (2010). A new infrageneric classification and synopsis of the genus Vanilla Plum. ex Mill. (Orchidaceae: Vanillinae). Lankesterian International Journal on Orchidology, 9, 355-398.

Soto, M. A., & Dressler, R. L. (2010). A revision of the Mexican and Central American species of Vanilla plumier ex Miller with a characterization of their ITS region of the nuclear ribosomal DNA. Lankesteriana International Journal on Orchidology, 9, 285-354.

Tanaka, R., & Kamemoto, H. (1984). Chromosomes in orchids: counting and numbers. En J. Arditti (Ed.), Orchid Biology: Reviews and Perspectives Vol. III (p. 324-410) Ithaca, USA.: Cornell University Press.


Refbacks

  • There are currently no refbacks.


© 2017 Universidad de Costa Rica. Para ver más detalles sobre la distribución de los artículos en este sitio visite el aviso legal. Este sitio es desarrollado por UCRIndex y Open Journal Systems.