Self-pollination and its implication in invasiveness of Helianthus annuus ssp. annuus and H. petiolaris

Abstract

Helianthus petiolaris and H. annuus are exotic invaders that have spread widely in central Argentina in the last 70 years. As other annuals of the same genus, these species are outcrossers bearing a sporophytic self-incompatible mechanism. We investigated the ability to self-pollinate in plants of five accessions of each species, its influence on some reproductive traits, and compared to the cultivated sunflower, in which breeding for self-compatibility has been very successful. Plants were allowed to self-pollinate in bagged heads, manually forced to self-pollinate or allowed to cross-pollinate. Although both invasive species were confirmed as self-incompatible, some plants within most accessions were able to self-pollinate. There was no significant interaction between accessions and pollination type for most traits, except for seed set which was attributed to interspecific introgression. The self-compatibility of some plants was transmitted to their progeny. No significant correlation between self-pollination and spread distance from the proposed entry point for the exotic species was found. The occurrence of self-compatible plants was demonstrated in both species and this fact could in part explain the high invasive ability of annual Helianthus species in Argentina.

Helianthus petiolaris y H. annuus son invasores exóticos que se han extendido en el centro de Argentina en los últimos 70 años. Como otras anuales del mismo género, estas especies son de polinización cruzada y llevan un mecanismo de auto-incompatibilidad esporofítica. Se investigó la capacidad de auto-polinización en plantas de cinco colecciones de cada especie, su influencia sobre algunos aspectos reproductivos y en comparación con el girasol cultivado, en el que el mejoramiento para la auto-compatibilidad ha sido exitoso. Las plantas se auto-polinizaron con los capítulos tapados por bolsas, se auto-polinizaron de manera forzada manualmente o se permitió la polinización cruzada. Aunque ambas especies invasoras fueron confirmadas como auto- incompatibles, algunas plantas dentro de la mayoría de las colecciones fueron capaces de auto-polinizarse. No hubo interacción significativa entre las colecciones y el tipo de polinización para la mayoría de los rasgos, excepto para la producción de semillas que se debió a la introgresión interespecífica. La auto-compatibilidad de algunas plantas se transmitió a su descendencia. No se encontró una correlación significativa entre la auto-polinización y la distancia de propagación desde el punto de entrada propuesto para las especies exóticas. La aparición de las plantas auto-compatibles se demostró en ambas especies y este hecho podría explicar en parte la alta capacidad invasiva de las especies anuales Helianthus en Argentina.