Caracterización molecular RAMs

Tabla 4. Valores de heterocigosidad, porcentaje de loci polimórficos y coeficiente de diferenciación genética para los cebadores RAMs utilizados.

Cebador He Loci polimórficos

(95%) Fst SD

ACA 0,87 95,49 0,26 0,04

AG 0,66 87,00 0,08 0,03

CA 0,54 93,62 0,16 0,05

CCA 0,47 79,81 0,18 0,03

TG 0,78 91,20 0,27 0,08

CT 0,64 87,64 0,18 0,06

CGA 0,97 96,90 0,29 0,04

Total 0,70 90,24 0,20 0,05

.

El estudio realizado por Prakash, (2014) para evaluar las relaciones genéticas entre 22 genotipos de leguminosas, utilizó el sistema de marcadores de amplificación amplificada de fragmentos (AFLP-RGA). Con cinco combinaciones de cebadores AFLP-RGA, las tasas de polimorfismo obtenidas con los cinco cebadores fueron 83,3%, 92,0%, 92,3%, 93,0% y 93,1%, respectivamente.

El porcentaje de loci polimórfico encontrado varió entre 97 % para el cebador CGA y el 87% para el AG, coincidiendo con el estudio realizado por Picanco et al.

(2011) en poblaciones de Mauritia flexuosa L., con marcadores AFLPs observaron un porcentaje promedio de polimorfismo de 88%, de igual manera en otros estudios realizados en Euterpe edulis, por Cardoso et al. (2000) utilizando cinco cebadores hallaron un 92% de loci polimórficos y en palma de chontaduro Bactris gasipaes Clemente et al. (2002), utilizaron seis combinaciones de cebadores que generaron 55.1% de loci polimórficos, demostrando la existencia de una moderada a alta diversidad genética, por lo que los resultados de esta investigación se encuentran dentro de los resultados obtenidos en los estudios realizados en la familia de las Arecaceae.

Los altos valores de polimorfismo para los cebadores CGA y ACA de 96,9 y 95,49 respectivamente; permiten afirmar que estos cebadores fueron los que más aportaron a la diversidad y pueden resultar apropiados para la utilización en futuras investigaciones sobre la evaluación de la diversidad genética y estructura poblacional de palmeras silvestres (Figura 11).

Figura 11. Patrones de bandas generados por los cebadores CGA y CCA.

También cabe resaltar que los cebadores AG, CA, CCA, TG y CT mostraron valores importantes de polimorfismo, sin embargo el cebador CCA fue el que presentó un menor valor (79.81), por lo cual se consideró el cebador con menos aporte a la diversidad, se pudo observar de manera general que hubo una correlación entre el porcentaje de loci polimórficos y la He en cada cebador evaluado (Tabla 4).

La diferenciación entre poblaciones, está determinada por el índice de fijación (Fst) el cual puede variar de 0 a 1. Valores cercanos a cero indican un gran número de heterocigotos mientras que valores más altos indican un mayor número de homocigotos. Al evaluar los individuos de palma con los siete marcadores microsatélites RAMs el valor de (Fst) fue de 0.20 (Tabla 4), según Wright (1978), este valor muestra una moderada diferenciación genética y ayudan a entender la dinámica espacio-temporal de las especies de palma silvestre (Euterpe oleracea, E. precatoria y Mauritia flexuosa) así como la estructura de cruzamientos entre ellas. Estudios de diversidad genética en especies de palmas silvestres, ponen de manifiesto la diferenciación genética entre las especies evaluadas, además resulta muy interesante conocer cómo los patrones reproductivos de estas plantas afectan su variabilidad genética, ya que posiblemente por el constante flujo genético entre las especies e intercambio de material genético se ha encontrado que la diferenciación es moderada.

Lo anterior significa que puede estar asociado con la naturaleza alógama de las especies, lo cual tiende a favorecer la conservación de un alto porcentaje de heterocigotos, dicha variabilidad genética debe ser conservada e incorporada en programas de mejoramiento genético.

Este mismo patrón se puede corroborar con el estudio realizado por Aspajo et al.

(2008) donde evaluaron ocho marcadores moleculares DALP en 89 genotipos de Mauritia flexuosa L.f., el coeficiente de variación genética encontrado fue de 0.23 mostrando así una moderada diferenciación genética, un caso distinto fue descrito en el trabajo de Olivera, (2012) en el que se evaluó la diversidad de una población de veinte individuos de aguaje Mauritia flexuosa L.f., provenientes de Iquitos, empleando cuatro marcadores microsatélites SSRs, el Fst reportado por la población fue en promedio 0.021 un valor muy por debajo de otros estudios

realizados con marcadores moleculares. En una evaluación realizada con marcadores RAMs, Dotor et al. (2016) probaron siete marcadores en 21 ecotipos genéticos de Rubus spp, el coeficiente de variación genética encontrado fue de 0.29 mostrando así una gran diferenciación genética, dicha variación siempre va a depender de la naturaleza de las especies, su origen y el grado de flujo génico que haya entre poblaciones.

Otro estudio realizado por González et al. (2015) en palma de aceite proveniente de Zaire y Camerún, utilizando veinte marcadores SSRs, encontraron una moderada diferenciación genética, esto indica que posiblemente existe un grado de flujo génico entre las colecciones y, por lo tanto, no existirían barreras ni marcada diferencia entre las colecciones. Lo anterior posiblemente se deba al transporte de materiales asociados con actividades humanas, polinización cruzada natural, o por eventos de migración de cepas o semillas por corrientes de agua, aves y otros animales. El primer CGA hizo el mayor aporte a la variación genética observada, con un valor de (Fst) de 0.29 lo que indica que puede ser útil para una mayor diferenciación entre los materiales de los géneros Euterpe y Mauritia, caso contrario para el cebador AG el cual mostró un (Fst) de tan solo 0.08, siendo así, el más bajo de los cebadores empleados.

4.1.1 Dendrograma con el índice de DICE o Nei-Li

A un nivel de similitud del 37%, se pudo observar que los genotipos de palma silvestre, se diferenciaron en base a su procedencia geográfica, formando seis grupos principales (Figura 12). De manera general, se obtuvo agrupación por zona geográfica, sin embargo, el dendrograma indica variación al interior de cada sitio, posiblemente debido a la presencia de la reproducción alógama de las especies.

Esto se puede observar en el grupo B donde se encuentra la mayor cantidad de genotipos conformados por E. oleracea y E. precatoria provenientes de la región Amazónica y Pacífico donde se formó un subgrupo conformado únicamente por individuos de E. precatoria de la región del Pacífico.

Los grupos D y F estuvieron conformados por individuos de la especie M. flexuosa debido a las características propias ya que es una especie diferente a las otras dos evaluadas. Esta agrupación también puede presentarse al haber flujo génico entre plantas de un mismo origen geográfico.

La inclusión de genotipos de E. oleracea y E. precatoria en los grupos A y C, puede deberse a la naturaleza de la especie y al constante flujo genético entre estas especies del mismo género, puesto que también se evidenció la presencia de bandas comunes entre estos grupos genéticos.

Figura 12. Dendrograma para los 51 genotipos de palma silvestre, basado en el coeficiente de similitud de Dice Nei-Li (1978).

El grupo F es el que registro un menor grado de similitud (0.29). Según Moreno (2010), en el estudio de caracterización en palma mostro que un resultado como el obtenido puede confrontarse con descriptores morfológicos para observar sus características propias, como color del fruto, rendimiento, producción, entre otros caracteres que están influyendo y hacen que a estos genotipos se alejen del resto de grupos.

Estudios en palmeras silvestres como el de Hernández et al. (2008) muestran una similitud en los datos obtenidos ya que empleando marcadores moleculares encontraron que los genotipos de palma se agrupaban en tres grupos grandes dependiendo su región geográfica.

Según lo anterior, la técnica RAMs permitió detectar la variabilidad dentro y entre los grupos formados al identificar patrones de bandas únicos y comunes entre las 51 accesiones analizadas, discriminar los materiales no sólo por la especie a la cual pertenecen, E. oleracea, E. precatoria y M. Flexuosa sino también el lugar de procedencia de los mismos. Haciendo que esta técnica pueda ser considerada como una herramienta útil a la hora de evaluar la diversidad genética en poblaciones. De acuerdo con el coeficiente de correlación cofenética, se detectó una correlación elevada (r=0.83), lo cual indica que el dendrograma representa fielmente los valores de la matriz de similitud.

4.1.2 Análisis de Correspondencia Múltiple

El ACM es una representación tridimensional de la agrupación de los materiales colectados y permite observar de manera más concreta los resultados del dendrograma (Figura 13). Los resultados confirmaron que existe una alta relación entra las zonas geográficas de procedencia de los materiales, además, mostraron una alta variación de los materiales en las colecciones evaluadas y con identidad genética por lo cual forman grupo homogéneos. También se logró observar una clara distribución de las plantas, agrupándose de acuerdo a su procedencia

En la figura 13 se pudo apreciar la formación de cuatro grupos, siendo el grupo B el más grande, también se pudo evidenciar que los grupos A, B y C, se distribuyen de una manera más laxa reflejando una alta variabilidad intraespecífica. De igual manera se puede observar que el grupo D queda al extremo el cual estaba conformado a su vez por subgrupos. Arias et al. (2010), evaluando diversidad genética en materiales comerciales de palma de Malasia, Francia, Costa Rica y Colombia con 17 marcadores microsatélites, obtuvieron resultados similares formando agrupaciones de acuerdo a sus procedencias.

Figura 13. Representación espacial de la estructura genética de 51 individuos de palma silvestre utilizando marcadores RAMs. Elaborado mediante el Análisis de Correspondencia Múltiple (ACM).

4.1.3 Análisis de Varianza Molecular (AMOVA)

El análisis de Varianza Molecular para los genotipos de palma silvestre mostró que la variación obedece a diferencias de los individuos dentro de cada uno de los grupos conformados, que correspondió a una varianza del 89% dentro de grupos.

Esta alta variación podría indicar la existencia de niveles de subdivisión y jerarquización mayores a los considerados en este estudio y el 11% restante se debió al componente de varianza genética entre grupos, la cual fue significativa (P≤ 0,001) (Tabla 5), indicando que existe diferenciación genética molecular entre los grupos formados, que debe ser aprovechada dentro de los programas de mejoramiento genético de la especie.

Tabla 5. Análisis de Varianza Molecular (AMOVA) para los genotipos de E.

oleraceae, E. precatoria y M. flexuosa, evaluados.

FV Gl Suma de

Cuadrados

Cuadrado Medio

Estimación de la

Variación %

Entre

grupos 2 127,48 63,74 2,62 11%

Dentro

grupos 48 999,22 20,82 20,82 89%

Total 50 1126,71 23,44 100%

Estos resultados contrastan con los reportados por Johnson et al. (2016), quienes con marcadores SSRs, pudieron obtener una mayor claridad de la relación de cuatro especies del género Penstemon, mediante un análisis de varianza encontraron que la variación se repartía en un 11% entre taxa 78% entre poblaciones y 11% dentro de poblaciones, esto equivale a una mayor variación interpoblacional, permitiendo así que se tenga una alta claridad de las relaciones genéticas.

Esto está de acuerdo también con el trabajo de Ramakrishnan, (2015) con 128 genotipos de Eleusine coracana (L.), en el cual reportó una variación interpoblacional del 94% mayor a la encontrada dentro de cada población del 6%.

Las plantas cultivadas al igual que las silvestres tienen un potencial para interactuar de diferentes maneras. Los cultivares pueden influenciar la diversidad genética de las poblaciones naturales a través de la transferencia de genes por el polen y las poblaciones silvestres son una fuente potencial de material genético para los programas de mejoramiento (Dotor et al., 2016).

En la figura 14 se puede observar la representación en forma gráfica del porcentaje de variación molecular identificando el mayor valor (diversidad genética dentro de las poblaciones) en azul y el menor valor (diferenciación genética entre poblaciones) en verde.