Soybean dependence on biotic pollination decreases with latitude

Identifying large-scale patterns of variation in pollinator dependence (PD) in crops is important from both basic and applied perspectives. Evidence from wild plants indicates that this variation can be structured latitudinally. Individuals from populations at high latitudes may be more selfed and less dependent on pollinators due to higher environmental instability and overall lower temperatures, environmental conditions that may affect pollinator availability. However, whether this pattern is similarly present in crops remains unknown. Soybean (Glycine max), one of the most important crops globally, is partially self-pollinated and autogamous, exhibiting large variation in the extent of PD (from a 0 to ∼50% decrease in yield in the absence of animal pollination). We examined latitudinal variation in soybean's PD using data from 28 independent studies distributed along a wide latitudinal gradient (4–43 degrees). We estimated PD by comparing yields between open-pollinated and pollinator-excluded plants. In the absence of pollinators, soybean yield was found to decrease by an average of ∼30%. However, PD decreases abruptly at high latitudes, suggesting a relative increase in autogamous seed production. Pollinator supplementation does not seem to increase seed production at any latitude. We propose that latitudinal variation in PD in soybean may be driven by temperature and photoperiod affecting the expression of cleistogamy and androsterility. Therefore, an adaptive mating response to an unpredictable pollinator environment apparently common in wild plants can also be imprinted in highly domesticated and genetically-modified crops.

Fil: Leme Da Cunha, Nicolay. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; Argentina. Universidade Federal do São Carlos; Brasil

Fil: Chacoff, Natacha Paola. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto de Ecología Regional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Ecología Regional; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo; Argentina

Fil: Sáez, Agustín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; Argentina

Fil: Schmucki, Reto. Natural History Museum. Department Of Entomology; Reino Unido

Fil: Galetto, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Departamento de Diversidad Biológica y Ecológica; Argentina

Fil: Devoto, Mariano. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario; Argentina

Fil: Carrasco, Julieta. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto de Ecología Regional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Ecología Regional; Argentina

Fil: Mazzei, Mariana Paola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario; Argentina

Fil: Castillo, Silvio Eugenio. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto de Ecología Regional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Ecología Regional; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo; Argentina

Fil: Palacios, Tania Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina

Fil: Vesprini, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario; Argentina

Fil: Agostini, Kayna. Universidade Federal do São Carlos; Brasil

Fil: Saraiva, Antônio Mauro. Universidade de Sao Paulo; Brasil

Fil: Woodcock, Ben Alex. British Museum (Natural History). Department of Entomology; Reino Unido

Fil: Ollerton, Jeff. University of Northampton; Reino Unido

Fil: Aizen, Marcelo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; Argentina