(Solanaceae) in the Coastal Atacama Desert of Chile
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CHARACTERIZATION OF SEED DORMANCY OF NOLANA (SOLANACEAE) IN THE COASTAL ATACAMA DESERT OF CHILE JOSEFINA HEPP CASTILLO SANTIAGO - CHILE 2019 Pontificia Universidad Católica de Chile Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal CHARACTERIZATION OF SEED DORMANCY OF NOLANA (SOLANACEAE) IN THE COASTAL ATACAMA DESERT OF CHILE Josefina Hepp Castillo Tesis para obtener el grado de Doctor en Ciencias de la Agricultura Santiago, Chile, agosto 2019 Tesis presenteda como parte de los requisitos para obtener el grado de Doctor en Ciencias de la Agricultura, aprobada por el Comité de tesis _____________________ Prof. Guía, Samuel Contreras Escobar _____________________ Prof. Co-Guía, Pedro León Lobos __________________ Prof. Informante 1, Gloria Montenegro Rizzardini ___________________ Prof. Informante 2, Miguel Gómez Ungidos Contents Chapter I. General introduction.......................................................................................... 8 1.1 Definition of desert .................................................................................................... 8 1.1.1 The coastal Atacama Desert in Chile ............................................................. 9 1.2 Germination in desert environments .................................................................... 11 1.3 Dormancy mechanisms and their ecological importance ................................. 12 1.3 The genus Nolana ................................................................................................... 15 Hypothesis ...................................................................................................................... 17 Objectives........................................................................................................................ 18 a. General objective ................................................................................................ 18 b. Specific objectives ............................................................................................... 18 References ...................................................................................................................... 27 Chapter II. Characterization of seed dormancy of twelve Chilean species of Nolana (Solanaceae) from the coastal Atacama Desert ........................................................... 31 Introduction ..................................................................................................................... 31 Materials and methods .................................................................................................. 33 Results and discussion ................................................................................................. 38 Conclusions .................................................................................................................... 47 References ...................................................................................................................... 47 Chapter III. Current and future patterns of distribution of Nolana species (Solanaceae) from the coast of Chile and their relation to seed dormancy ............. 51 Introduction ..................................................................................................................... 51 Materials and methods .................................................................................................. 53 Results and discussion ................................................................................................. 59 Conclusions .................................................................................................................... 66 References ...................................................................................................................... 67 Chapter IV. Comparative fruit anatomy and morphology of twelve species of Nolana (Solanaceae) of the coastal Atacama Desert, Chile....................................... 77 Introduction ..................................................................................................................... 77 Materials and methods .................................................................................................. 79 Results and discussion ................................................................................................. 83 Conclusions .................................................................................................................... 95 References ...................................................................................................................... 95 Chapter V. A new endemic species of Nolana (Solanaceae-Nolaneae) from near Iquique, Chile ...................................................................................................................... 98 Introduction ..................................................................................................................... 99 Materials and Methods .................................................................................................. 99 Description .................................................................................................................... 100 References .................................................................................................................... 104 Annexes ......................................................................................................................... 107 Chapter VI. A study of fruit development in Nolana paradoxa (Solanaceae) from the coast of Chile ............................................................................................................. 115 Introduction ................................................................................................................... 115 Materials and methods ................................................................................................ 116 Results and discussion ............................................................................................... 118 Conclusions .................................................................................................................. 125 References .................................................................................................................... 125 VII. General conclusions ................................................................................................. 127 AGRADECIMIENTOS Esta tesis fue financiada por CONICYT a través de la Beca de Doctorado en Chile N° 21130176. Han sido muchas las personas que me han acompañado a lo largo de estos años. En primer lugar, quiero agradecer a los profesores de mi comité de tesis; a mi tutor, Samuel Contreras, por guiarme en todo el proceso, por su confianza y disponibilidad, por sus enseñanzas, su ética y paciencia. A Pedro León, co-tutor de esta investigación, por haber sido el primero en motivarme a realizar el doctorado y facilitar la vinculación con el Jardín Botánico de Kew; a Gloria Montenegro, por ser un ejemplo de lo que se puede hacer como mujer en ciencias; y a Miguel Gómez, por compartir conmigo sus conocimientos, sus libros y su amistad. También a Eduardo Olate, por haberme impulsado en el inicio. Al profesor Michael Dillon, por ayudarme con la taxonomía de Nolana y compartir muchísima información y fotografías; a Patricio Pliscoff, por enseñarme sobre nichos, modelación y proyecciones. A los curadores y al personal de los herbarios SGO y CONC, por permitir la revisión y fotografía de colecciones, en particular a Gloria Rojas, Víctor Ardiles y Alicia Marticorena. A Vanezza Morales por su ayuda con la descripción de especies. A Wolfgang Stuppy, por posibilitar la pasantía en el Banco de Semillas del Milenio. A todos los que estuvieron conmigo en UK: a mis amigos Paulina Hechenleitner, Oliver Whaley y Marthita; a Martin Gardner y Sabina Knees, por su generosidad y constante apoyo; a Gunnar Ovstebo y Tom Christian por sus valiosas enseñanzas en el Jardín Botánico de Edimburgo. A la Corporación Nacional Forestal (CONAF), por los permisos otorgados para llevar a cabo las colectas en terreno, en especial al personal del Parque Nacional Pan de Azúcar y Parque Nacional Llanos de Challe. A Milsa Tapia, administradora del parque Puquén en Los Molles, por permitir el acceso para colectar semillas. Al Centro UC del Desierto de Atacama, por facilitar la visita a la Estación Experimental Atacama UC en el oasis de niebla de Alto Patache, y por tantos años de amistad y trabajo en el desierto, sobre todo a Camilo del Río, Juan Pablo Astaburuaga, Eric Parra, Nicolás Zanetta, Javiera Machuca, don Horacio Larraín, Pilar Cereceda, Ana María Errrázuriz, Pablo Osses, Juan Luis García, Margot Lagos, Cristina Vidal y Alicia Guentulle. A mis compañeros del Laboratorio de Semillas, en especial a Carolina Ayala, Francisca Subiabre, Paola Guilleminot, Elisa Cabrera, Inés Vilches, Patricia Caroca, Jennifer Soto, por la constante motivación para trabajar y pasarlo bien al mismo tiempo. A Pedro Espinoza, por su ayuda con los cortes histológicos; a Fabiola Orrego, por el apoyo en propagación vegetativa; a Ignacia Erices, por su disposición y ayuda con los experimentos; a Pablo Espinoza, por facilitar los instrumentos. A todos los que me acompañaron en algún momento a terreno (Sofía Vio, Miguel Gómez, Elisa Cabrera, Benjamín Moreno, Daniela Richaud, Nicolás Jiménez, Camila Di Domenico, Ester Vargas, Felipe Lobos, Constanza Gazmuri, Eduardo Contreras, don Horacio Larraín, Carolina Ayala, María Ignacia Cuadra,