Marcadores isoenzimáticos en germoplasma de girasol

Alicia Delia Carrera.

2000.

xvi, 118 h. : ilustraciones ; 30 cm.

Directora de tesis: Mónica Poverene.

Tesis(doctoral)--Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia, 2001.

Resumen: El girasol, Helianthus annus (2n=2x=34), constituye una de las fuentes más importantes de aceite vegetal. La Argentina se encuentra entre los países de mayor producción, tanto de aceites como de harinas. Desde su origen en los Estados Unidos de América, esta especie ha experimentado diferentes tipos de selección de acuerdo a los objetivos de mejora, que comprendieron el uso de poblaciones nativas, variedades de polinización abierta y finalmente híbridos obtenidos a partir de líneas puras. En relación a los recursos genéticos, el girasol se encuentra en una situación privilegiada, ya que el género Helianthus comprende cerca de 50 especies que en su mayoría pueden producir descendencia mediante cruzamientos sexuales. Las especies difieren en su ciclo de crecimiento, anual o perenne, y en su nivel de ploidía, diploide, tetraploide o hexaploide. El objetivo de este trabajo fue estudiar la variación isoenzimática en germoplasma de girasol de modo de obtener marcadores útiles en la identificación de genotipos, la cuantificación de la diversidad genética y la evaluación de progenies intra e interespecíficas. Los materiales comprendieron 49 híbridos, 48 líneas endocriadas, variedades de polinización abierta, tres poblaciones silvestres correspondientes a H. petiolaris (2n=2x), H. argophyllus (wn=2x) y H. resinosus (2n=6x), y cuatro generaciones F1, interespecíficas. Utilizando electroforesis en gel de almidón, se obtuvieron zimogramas de alta resolución para 12 enzimas que comprenden aporximadamente 25 loci de expresión en semilla y dos loci que controlan enzimas en plántula. Los patrones de bandas fueron interpretados genéticamente teniendo en cuenta los zimogramas de líneas puras y sus híbridos, la segregación en variedades de polinización abierta y en progenies interespecíficas y el número de genes y estructura cuaternaria de las enzimas encontrados en otros taxa vegetales. De este modo pudieron ser identificadas variantes codificadas por distintos genes y variantes alélicas. Entre los genotipos uniformes, híbridos y líneas puras, las medidas de diversidad tomaron los siguientes valores: proporción de loci polimórficos (P) = 0,44, número medio de alelos por locus (A) = 1.5 y diversidad genética promedio (H) = 0.13. En cada grupo de materiales el número de genotipos unicos varió entre 25 y 57 dependiendo del grado de parentesco. Los agrupamientos basados en variantes aloenzimáticas fueron consistentes con el origen de los materiales, como es el caso de la diferenciación entre líneas mantenedoras y líneas restauradoras o la alta similitud genética entre híbridos obtenidos por una misma empresa. La naturaleza codominante de los marcadores isoenzimáticos permitió confirmar las relaciones de parentesco entre los híbridos y las líneas parentales y también el grado de uniformidad. Al menos para el grupo de genes estudiados, la homogeneidad de las líneas endocriadas es alta. El rango en los valores de similitud genética de los materiales cultivados fué amplio en las comparaciones de líneas puras (0.25 - 1.00) y significativamente menor en híbridos (0.83 - 1.00) y en poblaciones de polinización abierta (0.88 - 0.99). El análisis de isoenzimas en poblaciones de polinización abierta demostró que existe escasa diferenciación entre poblaciones, siendo la variación dentro de las mismas el componente más importante de la diversidad total. Estos resultados limitan la aplicación de los marcadores en la identificación de accesiones. No obstante, la distribución heterogénea de las frecuencias alélicas permitirían la caracterización de ciertos materiales. Los parámetros de diversidad resultaron mayores que los obtenidos para genotipos uniformes, siendo H la medida con mayor magnitud de cambio. Estos mismos parámetros muestran además que poblaciones relativamente modernas como Impira o Guayacán2INTA, conservan niveles de variabilidad similares a poblaciones primitivas nativas tales como Hopi. No se encontró relación entre los valores de similitud genética y el país de origen de las poblaciones, debido probablemente a la presencia de un fondo genético ruso en la mayoría de los materiales cultivados. En las especies diploides silvestres, H. petiolaris y H. argophyllus, se obtuvieron zimogramas similares a H. annuus en cuanto al número de genes que controlan cada enzima. La existencia de polimorfismos entre las especies silvestres y los materiales cultivados permitió la caracterización de la progenie interespecífica. En las especies silvestres se encontraron 12 alelos ausentes en todos los materiales cultivados, que constituyen importantes marcadores específicos. Las poblaciones de H. petiolaris mostraron relativamente bajas medidas de diversidad. H. rsinosus presentó zimogramas más complejos, de acuerdo con su naturaleza poliploide. Al menos tres sistemas isoenzimáticos presentaron un número incrementado de loci codificantes respecto de los materiales diploides, y de este modo constituyen marcadores del nivel hexaploide. Dado que su composición genómica ha sido descripta como A1A1A2A2BtBt algunos de los zimogramas fueron asociados conmodelos de herencia característicos de autopoliploides. Las naturaleza híbrida de la progenie pudo ser confirmada en los cruzamientos H. annuus xH. resinosus. CALIFICACION DEPARTAMENTO DE GRADUADOS Calificación de la defensa oral: Sobresaliente - 10 (diez) Fecha: 10/04/01

Incluye referencias bibliográficas.