Four neotropical species of Vigna Savi (Leguminosae, Phaseolinae) have potential value as forage crops or ornamentals and could be cultivated in tropical or subtropical areas, even on floodplains. In order to obtain useful data for their culture and taxonomy, the seed morphology, germination pattern (hypogeal or epigeal) and seedling development were studied. The studied species belong to different sections of the genus: V. adenantha (G.F.W. Meyer) Maréchal, Mascherpa & Stainier (Sect. Leptospron); V. candida (Vell.) Maréchal, Mascherpa & Stainier (Sect. Sigmoidotropis); V. caracalla (L.) Verdc. (Sect. Caracallae) and V. luteola (Jacq.) Benth. (Sect. Vigna). The seeds were collected during fieldwork conducted in northwestern and northeastern Argentina. The qualitative and quantitative characters of the seeds were registered, after which they were sown. The development of the emerged seedlings was followed, first in a greenhouse and thereafter in open field. We recorded the type of germination, the thigmotropic movements of the hypocotyl and of the stem, seedling architecture and plant longevity. These traits allowed us to differentiate the species and construct an identification key that could be useful for agronomic or floricultural purposes. The data obtained partially support the current taxonomic treatment of the genus.

Se estudió una población polimórfica de Phaseolus vulgaris var. aborigineus que crece en el Noroeste de Argentina. Para dilucidar el origen de este polimorfismo fueron coleccionadas algunas plantas que pertenecían a la var. aborigineus, otras que exhibían dimorfismo floral y plantas que presentaban ciertos caracteres particulares. Luego de realizarles tratamientos de fecundación libre y autopolinización, se sembraron las semillas producidas en un invernáculo, aisladas del acceso de visitantes potencialmente polinizadores. Se siguió el crecimiento de cada planta hasta su fructificación. Se registró el número de plantas que se murieron debido a las infecciones. El número de plantas que florecieron y fructificaron fue registrado con el fin de estudiar su éxito reproductivo. Se analizaron los caracteres florales y se realizaron mediciones de las legumbres y sus semillas. Con los resultados obtenidos, las autoras concluyeron que los individuos que exhibían el dimorfismo floral probablemente sean el resultado de hibridación e introgresión entre la var. aborigineus y cultivares primitivos. Esta hipótesis se sustenta por la presencia de segregación divergente, observada en la descendencia que exhibía esta segregación. Otros cultivares permiten un flujo génico entre las entidades parentales, con la consecuencia del establecimiento de una población híbrida coexistente con sus entidades parentales. Quizás como resultado de la introgresión, los ejemplares de la línea con características diferenciales exhiben caracteres diferentes a los de sus progenitores. Los resultados de la autopolinización y de la fecundación libre en los individuos asignados a lavar. aborigineus, demuestran que la fecundación libre aporta una gran plasticidad genética, porque las generaciones posteriores persisten y son resistentes a las infecciones. Se hizo un seguimiento de la descendencia de la F1. Las plantas que pertenecían a la var. aborigineus, sometidas a fecundación libre, exhibieron crecimiento rápido y fueron saludables, mientras que la descendencia de los individuos con el dimorfismo floral mostraron características que permitieron concluir la posible existencia de degeneración de la progenie híbrida; estas características fueron: radícula recurvada con cotiledones que nunca surgen, ápice de las plántulas que se muere rápidamente, desarrollándose luego ramas en la axila uno de los cotiledones, y muerte de las plántulas después de algunas semanas. La degeneración de la progenie híbrida indica que un flujo génico no deseado en el área podría conducir a la disminución poblacional de la variedad silvestre en el área de estudio. El vigor, alto éxito reproductivo y resistencia a enfermedades de los ejemplares correspondientes a la var. aborigineus cuyo progenitor fue tratado para fecundación libre, y la progenie de la línea diferente estabilizada, son indicadores de la necesidad de preservar este germoplasma para evaluar su potencial agronómico a breve plazo. Los análisis de ADN ya iniciados permitirán confirmar las hipótesis aquí planteadas

A polymorphic population of Phaseolus vulgaris var. aborigineus growing at the Northwest of Argentina was studied. In order to know the origin of this polymorphism, some plants belonging to the var. aborigineus, other plants showing floral dimorphism and other individuals with particular characters were collected. Their seeds, obtained after field-work treatments of autogamy and free pollination, were sown in a green-house, isolated of the access of pollinators. The growth of each plant was followed until its fructification, and the number of plants that died due to infections was recorded. The number of plants that flowered and fructified was registered in order to study their reproductive success. The floral, fruit and seed qualitative and quantitative characters were documented. With the results obtained, the authors concluded that those individuals that showed floral dimorphism are probably a result of hybridization and introgression between the var. aborigineus and "old cultivars". This hypothesis is supported by the presence of divergent segregation, observed in the offspring of the plants with this segregation. Other crops should allow the genic flow between the parental entities, with the consequence of the establishment of an hybrid population coexistent with their ancestors. Perhaps, as a result of introgression, the stabilized lines exhibit characters different from their parental varieties. The results of autopollination and free pollination in those individuals assigned to var. aborigineus, showed that free pollination brings a great genetic plasticity, because next generations can persist and resist infections. The offspring of the F1 was followed. The plants that belonged to var. aborigineus, product of free pollination, exhibited fast growth and were healthy, while the descendant of the individuals with the floral dimorphism showed characteristics that allowed to conclude the possible existence of degeneration of the hybrid progeny; this characteristics were: curled radicles with cotyledons that never emerge, plantule’s apex that soon die with the following development of branches from the cotyledon’s axil, and death after some weeks. This degeneration indicates that an unwanted gene flow in the area could lead to a decline in the wild bean population. The vigor, high reproductive success and resistance to illnesses of the individuals corresponding to the var. vulgaris, whose progenitor was treated for free fecundation, and the offspring of the plants with cultivated characteristics, are indicative of the necessity of preserving this germplasm to evaluate its agronomic potential to brief term. The DNA analyses already initiated, will allow the confirmation of the hypotheses outlined in this work

Se realizaron observaciones de la biología floral y el sistema reproductivo de Macroptilium fraternum en dos poblaciones de la Argentina, con diferentes condiciones edáficas, localizadas en el extremo Sur del área de distribución de esta especie. En ambas poblaciones y en material de herbario de distintas procedencias se determinó la coexistencia en una misma planta de dos tipos florales: a) flores cleistógamas preantesis y b) flores pseudocleistógamas. Las flores cleistógamas preantesis con alas mayores de 5 mm, dispuestas en racimos pubescentes, erectos, expuestos sobre el nivel del follaje. La antesis duraba aproximadamente 5 horas en los días soleados y 9 horas en los días lluviosos, el ala derecha cubría al ala izquierda, adquiriendo la corola aspecto bilabiado, ofreciendo el ala izquierda como plataforma de aterrizaje; producían escasa cantidad de néctar (0.18 ± 0.13 µl) y no recibieron visitas de polinizadores; aproximadamente cuatro horas después del inicio de la antesis en días soleados el ovario comenzaba a crecer; en el capullo, el estigma receptivo se encontraba cubierto con granos de polen de la misma unidad floral germinando. Las flores pseudocleistógamas con alas menores de 5 mm, dispuestas en racimos breves, hirsutos y postrados, no subterráneos como en otras especies de Macroptilium. El estandarte comenzaba a desplegarse exponiendo parcialmente las alas, el limbo del ala izquierda rodeaba la quilla y nunca se desplegaba; el ala derecha comenzaba a desplegarse y a los 2 segundos se replegaba y marchitaba, inmediatamente el ovario comenzaba a crecer; la flor no ofrecía ninguna superficie donde algún visitante pudiera posarse; en los capullos el estigma estaba receptivo y con los granos de polen de la misma unidad floral emitiendo sus tubos polínicos. El éxito reproductivo relativo fue bajo (polinización natural = 8%, autopolinización espontánea = 3%), debido probablemente a la baja viabilidad polínica, el alto porcentaje de aborto de semillas y la falta de visitas de polinizadores. La producción de ambos tipos de flores no está condicionada por factores edáficos, ya que se encontraron en plantas provenientes de distintos ambientes. El estudio de la progenie de ambos tipos florales provenientes de ambas poblaciones, ha demostrado que cada uno produce una cantidad semejante de semillas aportando a la próxima generación plantas con similares características (desarrollo lento, baja resistencia a enfermedades y alta mortalidad). La ausencia de polinizadores en estas flores (en parte porque preferían visitar flores de otras especies, con mayor recompensa y en parte por la fragmentación de los habitats), estaría produciendo una depresión por autogamia en las poblaciones estudiadas; si no es preservada la variabilidad del germoplasma, estas poblaciones situadas en el extremo Sur de distribución de la especie podrían extinguirse.

Observations about the floral biology and the reproductive system of Macroptilium fraternum were made in two populations in Argentina, with different edaphic conditions, situated at the southern area of distribution of the species. The coexistence of two kind of flowers in the same plant was detected in both populations and in herbarium material from other localities: a) cleistogamous preanthesis flowers and b) pseudocleistogamous flowers. The cleistogamous preanthesis flowers possesed wings longer than 5 mm and were disposed in pubescent, erect, racemes exposed above the level of the foliage. The anthesis lasted approximately 5 hours on sunny days or 9 hours on rainy days, the right wing covered the left wing, the corolla acquired a bilabiate aspect, offering the left wing as landing platform; they produced a low quantity of nectar (0.18 ± 0.13 µl); they did not receive pollinator visits; approximately four hours after the beginning of the anthesis on sunny days the ovary started to grow; in the bud, the receptive stigma was covered with germinating pollen grains from the same floral unit. The pseudocleistogamous flowers possesed wings shorter than 5 mm that were disposed in brief, hirsute and prostrate racemes, non subterranean as in other Macroptilium species; the banner started to spread exposing partially the wings, the left wing limb surrounded the keel and never spread; the right wing started to spread and after 2 seconds refolded and began to wither, the ovary began to grow immediately; the flower did not offer a surface to allow visitors to settle; in the buds the stigma was receptive and found with pollen grains from the same floral unit emiting their tubes. The relative reproductive success was low (natural pollination = 8%; spontaneous self-pollination = 3%), probably due to the low pollen viability, the high percentage of seed abortion and the lack of pollinator’s visits. The production of both flower types is not conditioned by edaphic factors, as they were found in plants belonging to different environments. Study of the progeny of both floral types in both populations has demonstrated that each one produces a similar amount of seeds contributing to the next generation with plants of similar characteristics (slow development, low resistance to infections and high mortality). The absence of pollinators in these flowers (in part because they preferred to visit flowers of other species with more reward and in part because of the fragmentation of the habitats), would be producing inbreeding depression in the studied populations; if the germplasm variability is not preserved, these populations situated at the Southern end of the distribution range of the species could become extinguished.