Análisis de la biodiversidad genética de 68 accesiones de algodón Pima y Tanguis con SSRs

Transcripción

1 Análisis de la biodiversidad genética de 68 accesiones de algodón Pima y Tanguis con SSRs Ysabel C. Montoya Piedra, PhD Directora de Innovación, Investigación y Desarrollo Asociación de Agricultores de Cañete Instituto Peruano del Algodón

2 Optimización de 2 Bancos de Germoplasma de Algodón de la Asociación de Agricultores de Cañete y del Instituto Peruano del Algodón usando estrategias moleculares y morfológicas con fines de Mejoramiento Genético CONTRATO N : 062-PITEA-FINCyT-08 Ysabel C. Montoya Piedra, PhD Coordinadora General Asociación de Agricultores de Cañete Instituto Peruano del Algodón

3 Participantes Biolinks (1995-presente) Ysabel Montoya Martin Gavilan Doctor en Ciencias Lic. en Biología Asociación de Agricultores de Cañete (1926-presente) Ricardo Balarezo Oswaldo Lescano Felizardo Fabián Roberto Basilio Ingeniero Agrónomo Master en Fitogenetica Ingeniero Agrónomo Técnico Agrario Instituto Peruano del Algodón (2002-presente) Juan Lazo Doctor en Ciencias Agrarias

4 Problemas 1. Estudios de mejoramiento genético de algodón han sido limitados en el Perú por la falta de conocimiento entre la relación genética de plantas parentales. 2. No disponen de fuente de variabilidad genética para realizar estudios de Mejoramiento Genético y evitar el desgaste genético del algodón 3. No podían restituir a los agricultores de algodones libres de patógenos así como de variedades que ya no poseen 4. No existía un panel de SSRs para la evaluación genética de Gossypium barbadense.

5 Siembra de las 120 accesiones de algodón elegidas por la AACñ y el IPA 120 plantas de algodón germinados I Evaluación de 200 SSRs con 10 algodones Tangüis, pima y otros Selección de panel de SSRs polimórficos Caracterización morfológica de las 120 accesiones de algodón 120 accesiones de algodón caracterizados agronómicamente II Evaluación de 68 accesiones de algodón Tangüis y Pima con panel de marcadores SSRs Patrones genéticos correspondiente a cada una de las 68 accesiones de algodón III Análisis de la biodiversidad de las 68 accesiones de algodón Distancia genética de accesiones de algodón Tangüis y Pima

6 1. Descriptores Morfológicos 1 Altura de planta 2 Numero de nudos 3 Longitud entre nudos 4 Posicion nudal en numero 5 Numero ramas vegetativas 6 Numero ramas fruteras 7 Numero doble simpodio 8 Numero capsula 9 Numero motas 10 Long de la mayor rama vegetativa 11 Longitud de la menor rama frutera 12 Forma de la planta 13 Pubescencia en el enves 14 Nectarios 15 Numero de lobulos 16 Indice de hoja en porcentaje 17 Color 18 Color del petalo 19 Numero de dientes de la bráctea 20 Forma capsula 21 Numero de loculos 22 Prominencia de la punta 23 Longitud del pedúnculo Planta Color Flores Capsula 24 Inicio de floracion 25 Plena floracion 26 Inicio de apertura de capsula 27 Ciclo vegetativo plena apertura de capsulas 28 Precocidad relativa (%) 29 Algodón en rama (kg./ha) 30 Fibra (kg./ha) 31 Porcentaje de fibra (%) 32 Peso de algodón en rama por mota 33 Peso en de 100 semillas (indice de semillas) 34 Longitud de fibra (mm) 35 Micronaire o finura (ug/inch) 36 Resistencia (grs/tex) 37 Uniformidad (%) 38 Elongación (%) 39 Rd. Reflexion de la luz (%) 40 '+b grado de amarillamiento (%) 41 Hilabilidad Fenología Productividad Calidad de Fibra

7 2 Selección de 10 accesiones de algodón Nombre Especie 1 Cñ cpr 208 G. barbadense 2 ICA G. barbadense 3 LMG 1-72 Mazaro G. barbadense 4 CH G. barbadense 5 Pima S5 G. barbadense 6 Fundeal 8 G. barbadense 7 AG 90 G. barbadense 8 Color G. barbadense 9 G. arboreum G. arboreum 10 G. herbaceum G. herbaceum Accesión: Cuando tiene información sobre el Origen de semilla e Identificación

8 Marcadores Moleculares: SSRs Son secuencias de ADN en las que un fragmento (cuyo tamaño va desde uno hasta seis nucleótidos se repite de manera consecutiva. La variación en el número de repeticiones crea diferentes alelos. El polimorfismo se basa en la variabilidad del número de repeticiones en tándem y consecuentemente del tamaño del microsatélite amplificado en individuos de una especie. ACGACGACGACG

9 + 200 SSRs fueron evaluados con 10 accesiones de algodon 1. SSRs reportados 2. SSRs del Dr Mauricio Ulloa. USA 3. SSRs del Dr. Christopher Viot. CIRAD, FRANCIA 4. BNLs del Banco de SSRs 5. SSRs diseñados por Biolinks

10 1.- Semillas de algodón fueron entregadas por la Asociación de Agricultores de Cañete y el Instituto Peruano del Algodón 2.- Semillas fueron sembradas y después de 10 días (almacigo de cuarzo) 3.- Preparación de ADN

11 3. Selección de un panel de marcadores SSRs polimorficos con 10 accesiones de algodón Extracción de ADN de 10 accesiones de algodón Evaluación de SSRs con 10 accesiones de algodón PCR Selección de Panel de 34 SSRs polimórficos Nivel de polimorfismo determinada por la tasa de mutaciones en los loci: numero de repeticiones de os microsatélites, mutaciones (sustituciones, inserciones) etc.

12 SSR Monomórfico (No informativo) Mas del 50% de los SSRs evaluados

13 Un panel de 34 marcadores informativos seleccionado después de evaluar mas de 200 SSRs SSR Polimórfico

14 4. Análisis de la biodiversidad de accesiones de algodón con el panel de marcadores SSRs Extracción de ADN de 68 accesiones de algodón Evaluación de 68 accesiones de algodón con Panel de 34 SSRs (PCR) Distancia Genética 68 accesiones de algodones

15 Análisis de Datos moleculares Se realizó un análisis de distancia genética usando El coeficiente de similaridad genética de Nei y Li 1979, y El sistema de agrupamiento de Neighbor Joining, en el software de Numerical Taxonomy Multivariate Analysis System (NTSYS-pc)

16 Tangüis Pima

17 Tangüis Pima

18 43 algodones Tanguis evaluados

19 25 algodones Pima evaluados

20 T100 T91 T46 T43 T42 T49 T98 T88 T92 T61 T62 T96 T94 T93 T103 T104 T101 T105 T102 T106 T108 T107 T97 T90 T38 T60 T51 T52 T53 T54 T55 T56 T39 T40 T99 T44 T45 T47 T48 T50 T41 T59 T57 T58 T95 T T T T T T T T T92 T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T Distancias Genéticas de Distancias genéticas de Accesiones algodones de Tangüis algodón Tangüis Coeficiente de Distancia Genética de Nei 72 T T T T T T T T T T T T T100 T91 T46 T43 T42 T49 T98 T88 T92 T61 T62 T96 T94 T93 T103 T104 T101 T105 T102 T106 T108 T107 T97 T90 T38 T60 T51 T52 T53 T54 T55 T56 T39 T40 T99 T44 T45 T47 T48 T50 T41 T59 T57 T58 T95

21 IPA-1- IPA-2- IPA- 3 IPA-4- IPA-5- IPA-6 IPA-7 IPA-8- IPA-9- IPA-10- IPA-11- IPA-12- P. Fortaleza P. Campeón P. Blanco A Supima Pima S-4 Fundeal San Joaquín Pima S-5 Fundeal Pima S-3- LM A Sup S.P-75-LM 1,974 P109 0 P109 P110 P111 P112 P113 P114 P115 P116 P117 P118 P119 P120 P9 P21 P22 P27 P33 P8 P23 P20 P28 P11 P35 P P P P P P P P P P P P P P P P Distancias Genéticas de algodones Pima Coeficiente de Distancia Genética de Nei 72 P P P P P P

22 La diversidad Genética de las 45 accesiones de algodón Tangüis es limitada Y Fenograma de las distancias Genéticas de accesiones Tangüis

23 Diversidad Genética de las 23 accesiones de algodón Pima es mas variable

24 Resultados del proyecto Dos Bancos de Germoplasma de algodón cuentan con 120 accesiones de algodón caracterizados morfológicamente para fines de mejoramiento genético Dos Bancos de Germoplasma de algodón cuentan con 68 accesiones de algodón caracterizados genéticamente para fines de mejoramiento genético Un catalogo con los 120 algodones caracterizados morfológicamente y con la información de distancias geneticas Los fitomejoradores contaran con una nueva estrategia a considerar para los cruces de algodones para fines de mejoramiento

25 Conclusiones 1. La diversidad Genética del algodón Tangüis es muy limitada y tiene un alto grado de similaridad genética. 2. La diversidad Genética del algodón Pima genética es un poco mayor debido al cruce con otras especies en los procesos de mejoramiento genético realizado. 3. Se identifico a 5 marcadores moleculares SSRs que se encuentran asociados significativamente con características morfológicas. Es importante realizar estudios de mejoramiento genético en algodón Tangüis y Pima