Relaciones genéticas basadas en marcadores ISTR entre formas silvestres, cultivadas e intermedias de frijol de guía colectado en Jalisco, México

Autores/as

  • Osvaldo A. Castellanos-Hernández Universidad de Guadalajara, Centro Universitario de la Ciénega
  • Rogelio Lepiz-Ildefonso Universidad de Guadalajara, Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias
  • Guillermo Eduardo Castellanos-Enríquez Universidad de Guadalajara, Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias
  • Araceli Rodríguez-Sahagún Universidad de Guadalajara, Centro Universitario de la Ciénega
  • Martha Isabel Torres-Morán Universidad de Guadalajara, Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias

DOI:

https://doi.org/10.21829/abm118.2017.1200

Palabras clave:

conservación, frijol de guía, mejoramiento, retrotransposones, variabilidad genética

Resumen

Antecedentes y Objetivos: En el frijol de guía (Phaseolus vulgaris) se distinguen tres formas principales: cultivada, intermedia y silvestre. El concepto de forma se utiliza como categoría jerárquica dentro de una especie de acuerdo a la divergencia morfológica y genética, distribución ecogeográfica, posibilidades de hibridación y fertilidad de los híbridos y sus derivados. El objetivo fue detectar las relaciones genéticas entre poblaciones silvestres, intermedias y cultivadas provenientes de una región en el occidente de México.

Métodos: Se realizó un análisis en 30 poblaciones de frijol común de guía con datos moleculares obtenidos con el marcador ISTR (Inverse Sequence Tagged Repeat), basado en secuencias de retrotransposones copia-like. Se calculó la similitud por coeficiente de Jaccard entre cada planta analizada. Se determinó la estructura genética usando el modelo Bayesiano probabilístico.

Resultados clave: Se encontró un alto grado de diferenciación genética (FST) entre las formas cultivadas y las silvestres. Se infirió el número de grupos asociados a la hibridación entre los materiales, basados en el coeficiente de similitud. El análisis de estructura genética detectó nueve grupos dentro del material estudiado. El marcador ISTR se presenta como un marcador efectivo para diferenciar material cultivado del silvestre y establecer grados de similitud entre las accesiones.

Conclusiones: Se detectaron asociaciones entre las variedades cultivadas y accesiones intermedias, así como una clara separación de las cultivadas de las silvestres. Esta información genera datos valiosos para la caracterización de la variabilidad genética de este recurso, así como la obtención de datos importantes para el diseño de planes de conservación y mejoramiento.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Aga, E. y T. Bryngelsson. 2006. Inverse sequence-tagged repeat (ISTR) analysis of genetic variability in forest coffee (Coffea arabica L.) from Ethiopia. Genetic Resources and Crop Evolution 53: 721-728. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s10722-004-5729-5 DOI: https://doi.org/10.1007/s10722-004-5729-5

Aubry, C., R. School y V. Erickson. 2005. Grass cultivars: their origins, development and use on national forest and grasslands in the Pacific Northwest. USDA Forest Service. 44 pp. www.nativeseednetwork.org/article_view?id=13.

Blair, M. W., L. M. Díaz, H. F. Buendía y M. C. Duque. 2009. Genetic diversity, seed associations and population structure of core collection of common beans (Phaseolus vulgaris L.). Theoretical and Applied Genetics 119(6): 955-972. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00122-009-1064-8 DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-009-1064-8

Bitocchi, E., L. Nanni, E. Bellucci, M. Rossi, A. Giardini, P. Spagnoletti-Zeuli, G. Logozzo, J. Stougaard, P. McClean, G. Attene y R. Papa. 2012. Mesoamerican origin of the common bean (Phaseolus vulgaris L.) is revealed by sequence data. Proceeding of the National Academic of Sciences 109(14): E788-E796. DOI: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1108973109 DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1108973109

Burle, M. L., J. R. Fonseca, J. A. Kami y P. Gepts. 2010. Microsatellite diversity and genetic structure among common bean (Phaseolus vulgaris L.) landraces in Brazil, a secondary center of diversity. Theoretical and Applied Genetics 121: 801–813. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00122-010-1350-5 DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-010-1350-5

Dongying, G., Y. Li, K. D. Kim, B. Abernathy y S. A. Jackson. 2016. Landscape and evolutionary dynamics of terminal repeat retrotransposons in miniature in plant genomes. Genome Biology 17(7): 1-17. DOI: http://dx.doi.org/10.1186/s13059-015-0867-y DOI: https://doi.org/10.1186/s13059-015-0867-y

Galindo, L. M., E. Gaitán-Solís, P. Baccam y J. Tohme. 2004. Isolation and characterization of RNase LTR sequences of Ty1-copia retrotransposons in common bean (Phaseolus vulgaris L.). Genome 47: 84-95. DOI: http://dx.doi.org/10.1139/g03-102 DOI: https://doi.org/10.1139/g03-102

Govindaraj, M., M. Vetriventhan y M. Srinivasan. 2015. Importance of Genetic Diversity Assessment in Crop Plants and Its Recent Advances: An Overview of Its Analytical Perspectives. Genetics Research International 431487: 1-14. DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2015/431487 DOI: https://doi.org/10.1155/2015/431487

Gebeyehu, S., B. Simane y R. Kirkby. 2006. Genotype X cropping system interaction on climbing beans (Phaseolus vulgaris L.) grown as sole crop and in association with maize (Zea mays L.). European Journal of Agronomy 24(4): 396-403. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.eja.2006.01.005 DOI: https://doi.org/10.1016/j.eja.2006.01.005

Graham, P. H. y P. Ranalli. 1997. Common bean (Phaseolus vulgaris L.). Field Crops Research 53: 131-146. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0378-4290(97)00112-3 DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-4290(97)00112-3

Hernández-López, V. M., Ma. L. P. Vargas-Vázquez, J. S. Muruaga-Martínez, S. Hernández-Delgado y N. Mayek-Pérez. 2013. Origen, domesticación y diversificación del frijol común. Avances y perspectivas. Revista Fitotecnia Mexicana 36 (2): 95-104. DOI: https://doi.org/10.35196/rfm.2013.2.95

Jing, R., A. Vershinin, J. Grzebyta, P. Shaw, P. Smýkal, D. Marshall, M. J. Ambrose, T. H. Ellis y A. J. Flavell. 2010. The genetic diversity and evolution of field pea (Pisum) studied by high throughput retrotransposon based insertion polymorphism (RBIP) marker analysis. BMC Evolutionary Biology (10)44: 1-20. DOI: http://dx.doi.org/10.1186/1471-2148-10-44 DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2148-10-44

Kalendar, R., A. J. Flavell, T. H. N. Ellis, T. Sjakste, C. Moisy y A. H. Schulman. 2011. Analysis of plant diversity with retrotransposon-based molecular markers. Heredity 106: 520-530. DOI: http://dx.doi.org/10.1038/hdy.2010.93 DOI: https://doi.org/10.1038/hdy.2010.93

Lépiz, R., J. López, J. Sánchez, F. Santacruz-Ruvalcaba, R. Nuño y E. Rodríguez. 2010. Características morfológicas de formas cultivadas, silvestres e intermedias de frijol común de hábito trepador. Fitotecnia Mexicana 33(1): 21-28. DOI: https://doi.org/10.35196/rfm.2010.1.21

Lépiz, R. 2014. Variabilidad genética y mejoramiento del cultivo de frijol. In: Solís-Gadea, H. y K. Planter-Pérez (coord.). Jalisco en el Mundo Contemporáneo Tomo IV: Ciencias Agropecuarias y Medio Ambiente. Universidad de Guadalajara-Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología. Guadalajara, México. Pp. 105-115.

Lépiz, R., S. Sánchez, E. López, J. J. López, I. E. Chavarín y K. Meza. 2015. El cultivo de frijol en Jalisco: tecnología para altos rendimientos. Universidad de Guadalajara. Guadalajara, México. 54 pp.

Lowe, A., S. Harris y P. Ashton. 2004. Ecological genetics: design analysis and application. Blackwell Publishing. Oxford, UK. e-Book: http://samples.sainsburysebooks.co.uk/9781444311211_sample_388310.pdf

Mwale, V. M., J. M. Bokosi, C. M. Masangano, M. B. Kwapata, V. H. Kabambe y C. Miles. 2009. Performance of climber common bean (Phaseolus vulgaris L.) lines under researcher designed farmer managed (RDFM) system in three bean agro-ecological zones of Malawi. African Journal of Biotechnology 8 (11): 2460-2468.

Papa, R. y P. Gepts. 2003. Asymmetry of gene flow and differential geographical structure of molecular diversity in wild and domesticated common bean (Phaseolus vulgaris L.) from Mesoamerica. Theoretical and Applied Genetics 106: 239-250. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00122-002-1085-z DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-002-1085-z

Pearce, S. R., G. Harrison, D. Li, J. S. Heslop-Harrison, A. Kumar y A. J. Flavell. 1996. The Ty1-copia group retrotransposons in Vicia species: copy number, sequence heterogeneity and chromosomal localization. Molecular and General Genetics 250: 305-315. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02174388

Poczai, P., I. Varga, M. Laos, A. Cseh, N. Bell, J. Valkonen y J. Hyvönen. 2013. Advances in plant gene-targeted and functional markers: a review. Plant Methods 9(6): 2-31. DOI: http://dx.doi.org/10.1186/1746-4811-9-6 DOI: https://doi.org/10.1186/1746-4811-9-6

Pritchard, J. K., M. Stehens y P. Donnelly. 2000. Inference of population structure using multilocus genotype data. Genetics 155: 945-959. DOI: https://doi.org/10.1093/genetics/155.2.945

Rousset, F. 1997. Genetic differentiation and estimation of gene flow from F-statistics under isolation by distance. Genetics 145(4): 1219-1228. DOI: https://doi.org/10.1093/genetics/145.4.1219

Rohlf, F. J. 2002. NTSYSpc: Numeral taxonomy and multivariate analysis system. Ver. 2.1. Exeter Software. Setauket, USA. 42 pp.

Rosales-Serna, R. 2009. Diversidad genética del frijol. Biodiversitas 89: 7-11.

Saghai-Maroof, M., K. Soliman, A. Jorgensen y R. Allard. 1984. Ribosomal DNA spacer length polymorphisms in barley: mendelian inheritance, chromosomal location and population dynamics. Proceedings of the Natural Academy of Sciences 81(24): 8014-8018. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.81.24.8014

Sambrook, J. y D. W. Russell. 2001. Molecular cloning: A laboratory manual. Vol. 3, 3th ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press. Nueva York, USA. 999 pp.

Torres-Morán, M. I., N. Almaraz-Abarca, A. P. Velasco-Ramírez, V. Hernández-Vargas, G. Orea-Lara, A. Cifuentes-Díaz y C. Oliver-Salvador. 2008. Taxonomic significance of ISTR to discriminate species in Agavaceae. American Journal of Agricultural and Biological Sciences 3(4): 661-665. DOI: http://dx.doi.org/10.3844/ajabssp.208.661.665 DOI: https://doi.org/10.3844/ajabssp.2008.661.665

Worku, W. 2013. Sequential intercropping of common bean and mung bean with maize in southern Ethiopia. Experimental Agriculture 50(1): 90-108. DOI: http://dx.doi.org/10.1017/S0014479713000434 DOI: https://doi.org/10.1017/S0014479713000434

Xiao, W., W. Sakamoto y Sodmergen. 2004. Isolation and Characterization of Ty1/Copia-like reverse transcriptase sequences from mung bean. Acta Botanica Sinica 46(5): 582-587.

Zizumbo-Villareal, D., P. Colunga, E. Payró, P. Delgado-Valerio y P. Gepts. 2005. Population structure and evolutions dynamics of wild - weedy domesticated complexes of common bean in a Mesoamerican region. Crop Science 45: 1073-1083. DOI: http://dx.doi.org/10.2135/cropsci2004.0340 DOI: https://doi.org/10.2135/cropsci2004.0340

Zou, J., H. Gong, T. Yang y J. Meng. 2009. Retrotransposons - a Major Driving Force in Plant Genome Evolution and a Useful Tool for Genome Analysis. Journal of Crop Science and Biotechnology 12(1): 1-8. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s12892-009-0070-3 DOI: https://doi.org/10.1007/s12892-009-0070-3

Descargas

Publicado

2017-01-09

Cómo citar

Castellanos-Hernández, O. A., Lepiz-Ildefonso, R., Castellanos-Enríquez, G. E., Rodríguez-Sahagún, A., & Torres-Morán, M. I. (2017). Relaciones genéticas basadas en marcadores ISTR entre formas silvestres, cultivadas e intermedias de frijol de guía colectado en Jalisco, México. Acta Botanica Mexicana, (118), 53–63. https://doi.org/10.21829/abm118.2017.1200
Metrics
Vistas/Descargas
  • Resumen
    1350
  • PDF
    611
  • HTML
    453

Número

Sección

Artículo de investigación

Métrica

Artículos similares

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > >> 

También puede Iniciar una búsqueda de similitud avanzada para este artículo.