Caracterización genética de germoplasma de maní cultivado (Arachis hypogaea L.) mediante el empleo de marcadores microsatélites

El maní cultivado (Arachis hypogaea L.), es una especie de gran importancia económica, nativo de América del Sur. Se divide en dos subespecies y seis variedades botánicas. Genéticamente es alotetraploide, constituido por dos juegos genómicos duplicados. El empleo de marcadores microsatélites resulta más apropiado para realizar la caracterización genética de esta especie, puesto que permiten detectar un elevado nivel de polimorfismo. El objetivo del presente trabajo fue caracterizar la diversidad genética existente en las entradas de germoplasma de maní cultivado pertenecientes al Banco Activo de Germoplasma de Maní del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Veinticinco entradas fueron genotipificadas con 23 marcadores microsatélites, de los cuales, 17 resultaron polimórficos. Se observaron 75 fragmentos polimórficos amplificados, con un promedio de 4,41 alelos por locus y un rango de 1 a 9 alelos. El contenido de información polimórfica osciló entre 0,15 y 0,58. El valor de la diversidad genética promedio fue de 0,165. Tanto el análisis de conglomerados como el de coordenadas principales evidenciaron dos grupos, uno formado por los materiales representantes de la subespecie fastigiata y otro por los de la subespecie hypogaea. Los resultados del análisis molecular de la varianza mostraron varianza tanto dentro como entre, las subespecies analizadas.

Variabilidad en poblaciones de maíz nativo de la Mixteca Baja Oaxaqueña, México

La diversidad genética poblacional de maíz en México es muy dinámica y depende de factores biológicos, agroecológicos y socio-económicos, y necesidades familiares. En este trabajo se describió y clasificó la variabilidad morfológica de una colección de 60 muestras poblacionales de maíz, colectadas en 44 municipios de la Mixteca Baja Oaxaqueña (846 msnm a 1842 msnm). Las muestras se sembraron y cultivaron durante el ciclo primavera-verano de 2010, en Santo Domingo Tonala, Oaxaca, bajo un diseño de bloques completos al azar con cuatro repeticiones. Se evaluaron 19 caracteres morfológicos de planta, mazorca, grano y espiga (panoja), y se determinaron diferencias significativas entre poblacionales en estos caracteres. Los caracteres altura de planta y mazorca, días a floración masculina y femenina, y número de granos por hilera en la mazorca fueron determinantes para describir la variabilidad morfológica total. La variación morfológica y fenológica de las poblaciones de maíz se asocia con los patrones altitudinales y geográficos de donde proceden. Se determinaron seis grupos fenotípicos significativamente diferentes con características de mazorca, grano y planta semejantes a las descritas para las razas Celaya, Bolita, Pepitilla, Ancho, y ciertos complejos raciales entre Ancho, Mixteco, Celaya y Bolita.

Genetic diversity among alfalfa genotypes (Medicago sativa L.) of non-dormant cultivars using SSR markers and agronomic traits

The aim of this study was to assess genetic diversity among 40 alfalfa (Medicago sativa L.) genotypes of different non-dormant (FD=8) cultivars. Biomass yield, regrowth speed and reaction to spring black stem, lepto leaf spot, and rust were evaluated. Analyses of variances were performed using a mixed model to examine the agronomic variation among individuals. A principal component analysis on standardized agronomic data was performed. Agronomic data were also used to calculate Gower's distance and UPGMA algorithm. For the molecular analysis, six SSR markers were evaluated and 84 alleles were identified. The genetic distance was estimated using standard Nei's distance. Average standard genetic diversity was 0.843, indicating a high degree of variability among genotypes. Finally, a generalized procrustes analysis was performed to calculate the correlation between molecular and agronomic distance, indicating a 65.4% of consensus. This value is likely related to the low number of individuals included in the study, which might have underestimated the real phenotypic variability among genotypes. Despite the low number of individuals and SSR markers analyzed, this study provides a baseline for future diversity studies to identify genetically distant alfalfa individuals or cultivars.

Estudio de la estructura genética espacial Ramorinoa Girolae (chica), una especie endémica de gran vulnerabilidad

Ramorinoa girolae Speg. (Fabaceae), comúnmente llamada “chica", es un árbol o arbusto xerófito y endémico de Argentina, considerado en peligro de extinción por su restringida distribución geográfica, lento crecimiento y poca resistencia al fuego. Para poder llevar a cabo un plan eficiente de manejo, conservación y restauración ecológica de esta especie es necesario evaluar su variabilidad genética y estructura genética espacial. En este trabajo se estimó la diversidad genética de una población de R. girolae ubicada en el Parque Provincial Ischigualasto, San Juan, y la similitud genética entre pares de individuos. Posteriormente se analizó la estructura genética espacial y su relación con variables morfométricas y ambientales. Se recolectaron 21 muestras biológicas de individuos localizados a lo largo de un cauce seco en la zona conocida como Mina de Cuarzo y su localización geográfica fue georreferenciada. Se obtuvo la altitud aproximada a partir de Google Earth. De los individuos muestreados se observaron variables orfológicas (diámetro basal de cada fuste, número de fustes y altura del árbol) y ambientales (distancia a cauces secos, granulometría del suelo y pendiente del terreno). Para el estudio genético se utilizó la técnica de AFLP, la cual permite generar un gran número de marcadores polimórficos. El análisis estadístico permitió calcular: la correlación entre el diámetro basal y la altura de los árboles, la diversidad genética, la similitud genética entre pares de muestras, las asociaciones entre todas las muestras y los factores que afectan a la estructura genética. El diámetro basal se correlacionó positivamente con la altura de los árboles (R2=0,51 y p=0,0002). No se registró individuos con diámetro basal menor a 10 cm y tampoco menores a 1 m de altura. Se encontró que esta población tiene una alta diversidad genética ya que el Índice de Polimorfismo (Pj) fue del 82,3%, lo cual podría deberse a que dicha población se encuentra en un área protegida sin deforestación. Además, la Diversidad Genética de Nei (He) resultó tener un valor medio (He=0,276) y el Índice de Uniformidad de la población calculado fue muy bajo (Uj=0,49). Los valores de similitud genética entre distintos individuos calculados mediante el coeficiente Dice variaron entre 0,73 y 0,93. Tomando como referencia la similitud genética resultante entre dos muestras obtenidas de los extremos de una misma planta (SG=0,99), se puede concluir que no se encontraron clones entre las muestras analizadas. El análisis clúster permitió identificar 4 grupos diferentes a lo largo del cauce, ordenados espacialmente. El análisis de correlación lineal entre las matrices de distancia genética y las de variables geográficas corroboraron la presencia de estructura genética espacial entre las plantas estudiadas. La incorporación de las variables ecológicas al análisis de correlación no mejoró en mayor medida la explicación de dicha estructura, a excepción de la pendiente, estrechemente relacionada con la altitud. Estos resultados sugieren que hay un importante aporte de variabilidad genética producto de la reproducción sexual en la población estudiada. Cabe remarcar que dicha población es la más numerosa y diversa del Parque Provincial Ischigualasto, lo que enfatiza la importancia de su conservación.

Making genetic biodiversity measurable : a review of statistical multivariate methods to study variability at gene level

Measures of agro-ecosystems genetic variability are essential to sustain scientific-based actions and policies tending to protect the ecosystem services they provide. To build the genetic variability datum it is necessary to deal with a large number and different types of variables. Molecular marker data is highly dimensional by nature, and frequently additional types of information are obtained, as morphological and physiological traits. This way, genetic variability studies are usually associated with the measurement of several traits on each entity. Multivariate methods are aimed at finding proximities between entities characterized by multiple traits by summarizing information in few synthetic variables. In this work we discuss and illustrate several multivariate methods used for different purposes to build the datum of genetic variability. We include methods applied in studies for exploring the spatial structure of genetic variability and the association of genetic data to other sources of information. Multivariate techniques allow the pursuit of the genetic variability datum, as a unifying notion that merges concepts of type, abundance and distribution of variability at gene level.

Conservación in situ de germoplasma silvestre de papa en la reserva natural Villavicencio

El Convenio sobre la Diversidad Biológica revela el papel primordial que desempeña el mantenimiento de la diversidad biológica y establece como prioritaria la conservación in situ de los recursos genéticos. Los parientes silvestres de los cultivos, son parte de esta biodiversidad y representan recursos imprescindibles y relevantes para abordar las necesidades de seguridad alimentaria. La papa, ancestralmente cultivada, es el principal cultivo hortícola a nivel mundial y cuenta con más de 200 especies silvestres emparentadas que proporcionan diversidad genética para el mejoramiento del cultivo. La conservación in situ en Áreas Protegidas (APs) permite la conservación de recursos genéticos y son el eje central en prácticamente todas las estrategias nacionales e internacionales de conservación. Este trabajo busca promover y destacar la importancia de conservación in situ de especies silvestres de papa en APs de Argentina. El diseño experimental contempló un trabajo de gabinete y otro de campo. La primera aproximación consistió primeramente en la identificación de APs donde crecen especies silvestres de papa, género Solanum sección Petota, en base al solapamiento de coordenadas geográficas de las APs argentinas y las introducciones del Banco de Germoplasma de Papa y Forrajeras INTA-Balcarce, seguido de la consulta de la base de datos del Sistema de Información de Biodiversidad, para posteriormente relevar el estado actual de conservación enviando una encuesta a los responsables de APs seleccionadas en base a la presencia de las especies de interés. La segunda aproximación experimental implicó el análisis de la variabilidad genética presente en poblaciones naturales de la especie silvestre de papa Solanum kurtzianum que crece en la Reserva Natural Villavicencio provincia de Mendoza. A partir del trabajo de gabinete, se identificaron 18 especies de la sección Petota distribuidas en 21 APs ubicadas en 11 provincias argentinas. Tomando como criterio la riqueza de especies, se destacaron las APs correspondientes al Parque Nacional los Cardones, Monumento Natural Laguna de los Pozuelos y Reserva de la Biósfera de Las Yungas en la región norte del país, las cuales tendrían un alto potencial para establecer reservas genéticas para la conservación in situ de estos recursos. Respecto al trabajo de campo, se analizó la variabilidad genética en 22 poblaciones de S. kurtzianum ubicadas en sitios de fácil y difícil acceso (correspondiente al camino aledaño a la ruta y travesía pedestre respectivamente) dentro de la RN Villavicencio empleando marcadores moleculares AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism). La matriz binaria de presencia/ausencia de fragmentos quedó formada por 67 muestras y 214 fragmentos totales. La similitud genética para el coeficiente DICE varió entre 0,66 y 1. En el fenograma, algunas poblaciones se agruparon por origen geográfico, mientras que en otros casos los agrupamientos fueron heterogéneos, conteniendo muestras recolectadas en distintos sitios. El número total de fragmentos (F) por población varió entre 109 y 143. El número de F únicos varió de 0 a 4 entre las poblaciones. El número de F raros compartidos entre poblaciones varió de 1 a 13 y los frecuentes entre 105 y 132. El promedio de acuerdo al sitio de origen, para los F únicos varió entre 0,6 y 1,6 para los raros entre 2,4 y 6,6 y para los frecuentes de 109,8 a 121,4. Al comparar entre si los sitios de fácil y difícil acceso se obtuvo que el promedio de F únicos, raros y frecuentes, en el primer caso, fue de 0,93, 4,07 y 116,33 respectivamente, mientras que para el sitio de difícil acceso correspondió a 1,00; 4,29 y 121,00. El uso del marcador molecular AFLP ha permitido generar una base de datos de los fragmentos AFLP en poblaciones de S. kurtzianum distribuidas en la RN Villavicencio que permitirá el monitoreo a través del tiempo de la variabilidad genética, herramienta indispensable para implementar estrategias de conservación in situ y que podría contribuir para elaborar y evaluar acciones de manejo dentro de la reserva.