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Introducción y Objetivos: En el desierto de Atacama ciertas plantas viven aisladas y acotadas a regiones con disponibilidad de agua. La conectividad dentro y entre poblaciones depende de las barreras impuestas por el paisaje y de su capacidad de dispersión. Prosopis flexuosa es una especie con alta importancia económica y ecológica incluida en el Programa de Conservación y Manejo del algarrobo. El objetivo de este trabajo es analizar la variabilidad genética y sistema de fecundación de P. flexuosa en el Desierto de Atacama. M&M: Se evaluó la diversidad genética y el sistema de fecundación sobre la base de marcadores moleculares microsatélites en una población natural (Quillagua). Se analizó la distribución jerárquica de la varianza genética y los niveles de las coancestrías. Resultados: Los resultados indican altos niveles de diversidad genética (HE = 0,67-0,65; Ar = 3,8-3,7), fecundación principalmente cruzada (tm = 0,97, ts = 0,85), baja endogamia biparental (11,6%) y paternidad múltiple. La proporción de hermanos completos disminuye cuando se consideran semillas del mismo o diferente fruto (89????16%). Solamente la varianza entre familias resulta significativa (p < 0,001) y las coancestrías promedio estimadas dan cuenta que las progenies familiares no están conformadas solamente por medios hermanos. Conclusiones: Los resultados son discutidos y relacionados con la dispersión limitada del polen y semillas y su implicancia para el manejo. El estudio del sistema de fecundación de esta población del desierto chileno sugiere que la baja densidad poblacional y la fragmentación del ambiente no influirían en su capacidad de apareamiento.