Distancias genéticas entre perfiles moleculares obtenidos desde marcadores multilocus multialélicos

Para expresar la magnitud de la identidad genética (similaridad) o su complemento (distancia) entre dos individuos caracterizados molecularmente a través de marcadores del tipo microsatélites (SSR), que son multilocusmultialélicos, es necesario elegir una métrica acorde con la naturaleza multivariada de los datos. Comúnmente, las métricas de distancias genéticas son diseñadas para expresar, en un único número, la diferencia genética entre dos poblaciones y son expresadas como función de la frecuencia alélica poblacional. Dichas métricas pueden también ser utilizadas para calcular la distancia entre perfiles individuales, pero las frecuencias alélicas no son continuas en este caso. Alternativamente, se pueden usar distancias geométricas obtenidas como el complemento del índice de similaridad para datos binarios que indican la presencia/ ausencia de cada alelo en un individuo. El objetivo de este trabajo fue evaluar simultáneamente el desempeño de ambos tipos de métricas para ordenar y clasificar individuos en una base de datos generadas a partir de loci de marcadores microsatélites SSR. Se calcularon 11 métricas de distancias a partir de 17 loci SSR obtenidos desde 17 introducciones de un banco de germoplasma de soja [Glycine max (L.) Merr.]. Se evaluó el consenso de los resultados obtenidos para la clasificación de los 17 perfiles moleculares desde varias métricas. Los resultados sugieren que los diferentes tipos de métricas producen información similar para comparar individuos. No obstante, se realizó una clasificación de las métricas que responden a diferencias entre los núcleos de las expresiones de cálculo.

Caracterización molecular de variedades de vid ( Vitis vinifera L.) de calidad enológica por marcadores microsatelitales

Siete variedades de vid empleadas en Argentina para la elaboración de vinos de alta gama fueron caracterizadas molecularmente a través del empleo de microsatélites. Seis de los 8 pares de cebadores usados amplificaron patrones de bandas reproducibles. El número de alelos detectados por locus varió entre 5 y 10, con un total de 42 alelos, registrándose desde 1 a 7 alelos únicos. El número de genotipos microsatélites encontrados para cada locus osciló entre 3 y 7, con un total de 28. Las variedades Tempranillo y Chenin mostraron 6 y 5 genotipos «únicos», respectivamente, con los 6 loci analizados. La heterocigosidad observada varió entre 42,9 y 100 %, mientras que la heterocigosidad esperada osciló entre 64,3 y 87,8 %. El locus más informativo fue VrZAG79 (con un contenido de información polimórfica de 84,9 % y un número de alelos efectivos de 8,17) mientras que el menos informativo fue VrZAG62. La probabilidad acumulada de obtener genotipos idénticos fue de 7,68 x 10-05 indicando que, mediante el uso combinado de estos 6 cebadores microsatélites se pueden discriminar todas las variedades ensayadas, con alto grado de certeza. El análisis de agrupamiento por el método UPGMA separó claramente las variedades francesas (Merlot, Pinot Noir y Cabernet Sauvignon) y Syrah de los cepajes Tempranillo y Bonarda. Esta técnica podría ofrecerse como servicio a viveristas y productores vitícolas interesados en garantizar la identidad genética de sus materiales comercializados.

Uso de marcadores morfológicos, bioquímicos y moleculares SRAP para diferenciar variedades de Cynara cardunculus L. (Asteraceae)

Dentro del complejo primario de Cynara cardunculus L. se encuentran diversas variedades botánicas: var. scolymus (alcaucil), var. altilis (cardo cultivado) y var. sylvestris (cardo silvestre). A lo largo de la historia del mejoramiento, la caracterización de los materiales ha evolucionado desde el uso de caracteres morfológicos hasta los modernos análisis moleculares, pasando por los marcadores bioquímicos. El objetivo del presente trabajo fue comparar la utilidad de los marcadores morfológicos, bioquímicos y moleculares para la caracterización de materiales pertenecientes a tres variedades botánicas de Cynara cardunculus. Tres cultivares de la var. scolymus, dos de la var. altilis y dos de la var. sylvestris fueron caracterizadas por variables morfovegetativas, proteínas de reserva y por marcadores moleculares a través de la técnica SRAP. Estas metodologías permitieron discriminar dos grupos: uno incluyendo las variedades de cardo cultivado y silvestre, y el otro, las variedades del alcaucil. Los datos moleculares y morfológicos permitieron además diferenciar los cultivares evaluados de la var. scolymus. Se concluye que los marcadores analizados son útiles para la caracterización intravarietal e intervarietal en programas de mejoramiento.

Ligamiento genético entre variables asociadas a calidad del fruto de tomate y polipéptidos expresados en dos estados de madurez

Los perfiles de polipéptidos proveen información sobre la constitución genética de un individuo y su expresión, y son útiles como marcadores moleculares. El objetivo del trabajo fue detectar ligamiento entre los perfiles de polipéptidos del pericarpio en dos estados de madurez y caracteres cuantitativos y de calidad de los frutos, analizando 21 genotipos de tomate. Se obtuvieron los perfiles polipéptidos en los estados verde y rojo maduro de frutos de 18 líneas endocriadas recombinantes (RILs, recombinant inbred lines), derivadas de un cruzamiento interespecífico entre el cultivar Caimanta de S. lycopersicum y la entrada LA722 de S. pimpinellifolium, que se incluyeron como testigos experimentales junto a su F1. En estos 21 genotipos se evaluaron también vida poscosecha, peso, firmeza, porcentaje de reflectancia, índice cromático, forma, pH, acidez titulable, contenido de sólidos solubles, espesor de pericarpio y número de lóculos de los frutos. Los perfiles mostraron polimorfismo entre los estados de madurez dentro de un mismo genotipo y entre genotipos para un mismo estado de madurez. Algunos polipéptidos segregaron de forma mendeliana (1:1) y, por análisis de un único punto, mostraron ligamiento con caracteres de calidad del fruto. Se detectaron loci de caracteres cuantitativos (QTLs, quantitative trait loci) asociados a número de lóculos, peso, pH, firmeza y vida poscosecha de los frutos.

Estudio genético y molecular de la respuesta a la vernalización en zanahoria (Daucus carota L.)

La zanahoria es una planta bienal de estación fría que requiere de un período de vernalización para florecer. Sin embargo, algunos cultivares adaptados a zonas más cálidas requieren de menor vernalización y son clasificados como anuales o de floración temprana. El objetivo de esta tesis fue determinar la base genética e identificar los genes y/o regiones cromosómicas involucradas en los requerimientos de vernalización en la zanahoria. Para ello fueron evaluadas a campo familias segregantes F1, F2, F3, RC1 y RC2 obtenidas a partir de un cruzamiento entre una planta anual y una bienal. En base a los patrones de segregación observados se concluyó que la anualidad, o bajos requerimientos de vernalización, estaría determinada por un gen simple dominante. Al evaluar introducciones de zanahoria anuales y bienales de diversos orígenes geográficos y sus cruzamientos, se volvió a observar la total dominancia de la anualidad y se encontró variabilidad en el ciclo entre materiales anuales y entre materiales bienales. Utilizando un método molecular que se basa en similitud completa (BLAST), no se encontró en el genoma de la zanahoria secuencias homólogas al gen FLC, el cual juega un rol central en la respuesta a la vernalización en Arabidopsis y otras especies como las Brassicas. Mediante la técnica de mapeo se encontró una región cromosómica ligada a la respuesta a la vernalización en zanahoria. La misma se localizó en un grupo de ligamiento con 78 marcadores moleculares a una distancia de 0,69 cM y de 0,79 cM de los marcadores más cercanos. Este mapa servirá como base para el desarrollo de marcadores moleculares ligados al carácter y en un futuro para el mapeo físico y secuenciación de la región de interés utilizando una librería génica de BACs de zanahoria.

Utilización de marcadores morfológicos y moleculares AFLP en la identificación de germo plasma nativo y cultivado de Elymus scabrifolius (Poaceae)

Elymus scabrifolius es una gramínea perenne nativa de Sudamérica con gran potencial como recurso forrajero para ambientes con limitantes edáficas. En el presente trabajo se analizó la utilización de caracteres morfológicos y marcadores moleculares AFLP para la identificación genotípica de seis accesiones, un cultivar comercial y siete híbridos artificiales de esta especie. Ambos tipos de marcadores permitieron diferenciar a los materiales analizados en los respectivos dendrogramas, aunque las relaciones entre materiales variaron según el tipo de marcador. El Análisis de Componentes Principales permitió identificar las variables más relevantes para la diferenciación morfológica. Los híbridos se diferenciaron morfológicamente de ambos parentales, excepto un híbrido que se agrupó con su material paterno. Aunque en el análisis de los marcadores AFLP los híbridos se agruparon con uno de sus parentales, se pudo corroborar su origen híbrido mediante el registro de bandas paternas y polimórficas entre parentales. Se concluye que las metodologías empleadas para caracterizar los materiales analizados de E. scabrifolius serían de gran utilidad para el manejo eficiente de colecciones de germoplasma como así también para su utilización en programas de mejoramiento genético.

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.

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.