Magister en Ciencias Agrarias

PIZARRO, Guillermo G.
"Análisis comparativo de diversidad genética en girasol (Helianthus annuus L.) basado en marcadores moleculares y datos de pedigrí".
Director: María M. Poverene.

RESUMEN
Un conocimiento detallado de las relaciones genéticas entre los genotipos es un factor muy importante para el éxito de un programa de mejoramiento vegetal y para la utilización informada y eficiente del germoplasma disponible. Asimismo, la comparación de diferentes métodos de estimación de la diversidad genética permite establecer su utilidad en los programas de mejoramiento.
Se determinó la utilidad de los marcadores isoenzimáticos, RAPD y AFLP para el análisis de germoplasma de girasol mediante la evaluación del nivel de polimorfismo encontrado (heterocigosis esperada), número de loci analizados simultáneamente por experimento (múltiplex) y la efectividad para determinar las relaciones entre los genotipos analizados comparado con las relaciones de pedigrí.
Se analizaron 21 líneas endocriadas de girasol por medio de seis sistemas isoenzimáticos, 33 primers RAPD y cinco pares de iniciadores AFLP. Las relaciones de parentesco se evaluaron a partir del coeficiente de coascendencia. Se utilizó el coeficiente de similitud de Jaccard para transformar las matrices de datos binarios producidos por los marcadores moleculares. Se utilizó la técnica de análisis de conglomerados con el método de ligamiento promedio UPGMA para determinar el patrón de relaciones genéticas y genealógicas de los materiales. Se utilizó el test de Mantel para establecer el grado de congruencia entre las matrices y dendrogramas producidos por los marcadores moleculares y el coeficiente de coascendencia.
Se obtuvieron 6 loci isoenzimáticos, 97 bandas RAPD y 145 bandas AFLP polimórficos. La heterocigosis promedio esperada fue similar para los tres sistemas de marcadores. AFLP aventajó claramente a los otros sistemas en el valor de múltiplex efectivo, por lo tanto este marcador presentó el mayor valor del Indice del Marcador, que fue siete veces superior al obtenido para RAPD y 13 veces mayor que para isoenzimas.
El promedio de similitud genealógica de la muestra fue bajo (0,117) en comparación con los valores moderados obtenidos con marcadores moleculares (0,515-0,532). El rango de distribución de los coeficientes de coascendencia (0 a 0,875) y el coeficiente de similitud de Jaccard para isoenzimas (0,09 a 1,0) fue más amplio que el de los índices de similitud obtenidos con RAPD (0,355 a 0,789) y AFLP (0,358 a 0,862). El coeficiente de coascendencia presentó coeficientes sesgados hacia los valores bajos (62 % de los datos menores a 0,10).
Se encontraron correlaciones altamente significativas (p<0,01) entre las matrices de similitud de los tres sistemas de marcadores, con un valor alto para la comparación entre AFLP y RAPD y bajos para las comparaciones con isoenzimas. Las matrices de similitud genética de los tres marcadores moleculares se correlacionaron con la matriz de coascendencia con valores moderados. Estos se incrementaron cuando sólo se tuvieron en cuenta los genotipos relacionados (C>0,1). Las correlaciones fueron más altas para AFLP (0,67) y menores para RAPD (0,49). El mayor valor de correlación para AFLP podría deberse al mayor número de bandas analizadas. Cuando se consideró el total de bandas la correlación se incrementó a 0,70. Similar comportamiento presentaron las comparaciones entre los dendrogramas producidos por los distintos marcadores moleculares y el pedigrí.
Las conclusiones de este trabajo son:

  1. El nivel de eficiencia de los marcadores AFLP medido a través del Indice de Marcador fue superior tanto a los marcadores RAPD como a los marcadores isoenzimáticos.
  2. Los marcadores AFLP, RAPD e isoenzimas proveen información consistente para la identificación de germoplasma de girasol y validan la información con base en los registros de pedigrí.
  3. Los marcadores moleculares AFLP y RAPD permiten identificar las relaciones entre pares de genotipos que presenten una máxima o mínima variación genética y la caracterización de genotipos no relacionados por pedigrí.
  4. Los coeficientes de coascendencia ofrecen estimadores aceptables de diversidad genética cuando la información del pedigrí está disponible y cuando el objetivo es obtener un estimador general del grado de variación entre una muestra de genotipos.

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