Los sistemas genéticos en poblaciones de complejos agámicos del género Paspalum

• Autores: Sartor, María Esperanza
• Año de publicación: 2011
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Espinoza, Francisco; Quarin, Camilo Luis
• Materia: Evolución de las plantas; Poliploidía; Apomixis; Complejos agámicos
• Institución: Universidad Nacional del Nordeste

Fil: Sartor, María Esperanza. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina.
Fil: Espinoza, Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Botánica del Nordeste; Argentina.
Fil: Quarin, Camilo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Botánica del Nordeste; Argentina.
Paspalum es uno de los géneros de gramíneas que cuenta con un gran número de especies distribuidas naturalmente en las regiones cálidas del continente americano. El género se caracteriza por presentar especies diploides de reproducción sexual y poliploides sexuales o apomícticas. La poliploidía abarca un gran rango de citotipos, desde 3x hasta 16x y se encuentra presente en aproximadamente el 80% de la especies, siendo la mitad de estos poliploides tetraploides en su mayoría de reproducción apomíctica. El conocimiento de la variación en los niveles de ploidía, el comportamiento reproductivo y la variabilidad genética de las poblaciones naturales, es esencial para comprender el funcionamiento de los complejos agámicos de especies del género Paspalum. Los objetivos de este estudio fueron: analizar el nivel de ploidía, el modo de reproducción, la variabilidad genética y el tamaño del genoma en varias poblaciones silvestres de Paspalum. Se analizaron un total de 22 poblaciones que representan a seis especies diferentes: P. buckleyanum, P. denticulatum, P. lividum, P. nicorae, P. rufum y P. unispicatum. Mediante el uso de la citometría de flujo se determinó el nivel de ploidía en 1351 individuos. Entre estas plantas se observaron citotipos 2x, 3x, 4x, 5x, 6x y 7x. Para P. denticulatum se detectaron por primera vez citotipos diploide sexual y triploide apomíctico. El hallazgo del citotipo diploide de reproducción sexual constituye el primer paso en los programas de mejoramiento genético de especies apomícticas. A partir de la duplicación cromosómica de este material, será posible obtener líneas tetraploides sexuales que podrán ser utilizadas como progenitor femenino en cruzamientos con citotipos tetraploides apomícticos naturales. Esto permitirá liberar la variabilidad fijada por la apomixis, generar nuevas combinaciones genotípicas y fijar la heterosis a nivel tetraploide. La verificación del sistema reproductivo a partir del análisis de semillas maduras por citometría de flujo reveló la diversidad reproductiva de estas especies, que van desde la sexualidad completa en los diploides y los diversos niveles de la apomixis facultativa en la mayoría de los tetraploides para obligar a la apomixis en los niveles pentaploide y hexaploide. Si bien no se detectaron plantas 4x de reproducción 100% sexual, la mayoría de los genotipos tetraploides mostraron capacidad para generar progenie por vía de la apomixis y por vía sexual. Esta sexualidad residual es interesante desde el punto de vista evolutivo, ya que permitiría la creación de nuevas combinaciones genotípicas en las poblaciones naturales. Por otro lado, la sexualidad residual encontrada en algunas de las poblaciones tetraploides apomícticas puede eventualmente ser utilizada como una alternativa para seleccionar nuevos genotipos en programas de mejoramiento genético. Adicionalmente se estudió la variabilidad genética de 16 poblaciones naturales, utilizando marcadores moleculares de AFLP para determinar la diversidad genética y genotípica de cada población. Las poblaciones diploides de reproducción sexual y alógamas por autoincompatibilidad presentaron mayores niveles de variabilidad, resultados que están estrechamente vinculados al modo de reproducción de estos individuos. Sin embargo, los citotipos poliploides apomícticos revelaron un amplio rango de variabilidad genética entre las poblaciones. Dentro de este rango se observaron desde poblaciones constituidas por un único genotipo hasta poblaciones multiclonales, donde la mayoría de los individuos analizados representaron a genotipos diferentes. Estos resultados sugieren que la diversidad de los mecanismos generadores de variación genética juega un rol importante en la diversificación de un complejo agámico. Por último, se determinó el tamaño del genoma de cada uno de los citotipos detectados para las especies estudiadas. Para ello se determinó el contenido absoluto de ADN por citometría de flujo. Los resultados indicaron que existen niveles significativos de variación dentro y entre las especies de Paspalum. En comparación con otras angiospermas, las 6 especies presentaron tamaños de genomas pequeños a muy pequeños. En las especies con más de un citotipo, se observó un incremento del contenido de ADN proporcional al aumento en el nivel de ploidía. Esta información podría ser útil para la caracterización de las especies y sus diferentes citotipos, como así también para el estudio de adaptaciones ecológicas relacionadas a variaciones genómicas.