PROPUESTA DE INVESTIGACIÓN. Diversidad genética de Psidium guajava L. en Guanajuato RESPONSABLE TÉCNICO. Dr. Emiliano Villordo Pineda

Transcripción

1 PROPUESTA DE INVESTIGACIÓN Diversidad genética de Psidium guajava L. en Guanajuato RESPONSABLE TÉCNICO Dr. Emiliano Villordo Pineda Cortazar, Gto. a 26 de febrero de 2017

2 Título del proyecto Diversidad genética de Psidium guajava L. en Guanajuato Responsable Dr. Emiliano Villordo Pineda Investigadores participantes Emiliano Villordo Pineda; Gabriela Medina Ramos; Iván Zavala del Ángel; Lorenzo Jarquín Enríquez; Mayda L. Ramírez López. Área del conocimiento Biotecnología Vegetal Disciplinas Involucradas Marcadores Moleculares, Bioinformática, Genética Molecular Fecha de inicio y terminación El proyecto está proyectado a 12 meses. Ubicación del proyecto 1. El proyecto se desarrollará en la Universidad Politécnica de Guanajuato (UPG). Av. Universidad Sur 1001, Comunidad Juan Alonso, Cortazar, Gto. Tel: La colecta de germoplasma será a partir de tejido vegetal de P. guajava L. en las diferentes regiones edafoclimáticas del estado de Guanajuato, México; así como de materiales provenientes de huertas comerciales y/o de particulares. Diversidad genética de P. guajava 2

3 Problema de investigación El 90% de la producción de guayaba en México proviene del cultivo de dos variedades: Media China y China. Estas variedades han sido propagadas extensivamente debido a sus altos rendimientos, calidad de la fruta y facilidad de adaptación a climas tropicales y subtropicales. Sin embargo, el cambio climático y la posible expansión de éstas variedades en el estado se han convertido en riesgos preponderantes a la diversidad genética tanto en genotipos criollos como en variedades cultivadas localmente. Recientemente, la disponibilidad de nuevas variedades ha sido limitado, básicamente a la baja diversidad genética encontrada en esta especie. Por lo anterior, resulta de gran importancia realizar evaluaciones genéticas del material disponible en el estado con énfasis en determinar la actual diversidad genética natural, y determinar la posibilidad de generar nuevas variedades que demande el actual mercado de consumo nacional y de exportación. Motivación En Guanajuato existe un sector desatendido que son los productores de guayaba, incluso la ciudad de Jaral, Guanajuato, conocida por su tradición en la fabricación de dulces a base de guayaba, importan de Michoacán y Jalisco este fruto, debido a que en la región se han reducido las zonas de cultivo y su producción. Bajo la perspectiva que la guayaba es un cultivo rentable y de exportación, es necesario conocer la base genética de esta especie en el estado, como base para futuros trabajos de la generación de nuevas variedades que sean de interés para los productores de la región. Necesidad que se pretende resolver Determinar la diversidad genética de Psidium guajava L. (guayaba) en el estado de Guanajuato. Metas - Determinar la distribución geográfica y presencia de germoplasma de P. guajava L. cultivada, nativa o silvestre en el estado. - Determinar la diversidad genética de P. guajava L. para el estado de Guanajuato. - Generar un banco de datos de ácidos nucleicos. Diversidad genética de P. guajava 3

4 - Determinar la posibilidad de iniciar un programa de mejoramiento genético para P. guajava L. Objetivo General Determinar la diversidad genética de Psidium guajava L. en el estado de Guanajuato a través de marcadores genéticos moleculares. Objetivos Específicos 1. Colectar germoplasma de variedades cultivadas y criollos de P. guajava L. en el estado de Guanajuato. 2. Determinar la diversidad genética de P. guajava L. en el estado de Guanajuato a través de Marcadores Moleculares. 3. Establecer un banco de secuencias de ácidos nucleicos de P. guajava L. Diversidad genética de P. guajava 4

5 Impactos esperados a) Impacto económico La importancia de la guayaba en México radica en que representa cerca del 3.5% del valor del Producto Interno Bruto Nacional Agropecuario, el número total de productores dedicados a la producción de este fruto es de 26,000, utilizando 1.6 millones de jornales en la producción y 66 mil en el empaque, genera 23,453 empleos permanentes y 24,253 empleos temporales (Sangerman et al., 2013). La disponibilidad de nuevas variedades de guayaba permitirá que los productores cuenten con alternativas a las que actualmente se utilizan. Esto resulta especialmente importante ante el surgimiento de externalidades que pudieran limitar su utilización. b) Impacto ambiental El origen de la guayaba se considera en Mesoamérica. En México, existe la probabilidad que se le encuentra de manera silvestre desde el sur de Tamaulipas, este de San Luis Potosí y el norte de Puebla hasta Veracruz y la Península de Yucatán en la vertiente del Golfo; y de Sonora hasta Chiapas en la vertiente del Pacífico. México es considerado un país megadiverso según el Centro de Monitoreo de la Conservación del Ambiente, un organismo del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, por lo que requiere de acciones que aseguren la conservación de las especies de importancia alimentaria aunado que son consideradas endémicas o centro de origen. c) Impacto social De acuerdo a datos del SIAP (2016), para el 2014 la superficie sembrada de guayaba en el estado de Guanajuato fue de 119 ha con una producción de 760 t. Cierto sector de la sociedad mexicana genera ingresos a partir del cultivo de la guayaba para su consumo en fresco. Pero si consideran a las familias que intervienen en el procesamiento de la guayaba, en dulces, jugos y mermeladas, está cantidad se incrementa. d) Impacto tecnológico o científico Se tendrá información sobre la diversidad genética de la guayaba existente en el estado, identificando las accesiones candidatas a integrarse en programas de mejoramiento, así como un banco de genes o secuencias de ácidos nucleicos integrando tanto las secuencias actuales, como las generadas por el presente proyecto. Diversidad genética de P. guajava 5

6 Materiales y métodos Colecta de materiales Se realizará una búsqueda y localización de guayabos criollos, silvestres y cultivados registrando los datos pasaporte. En la época de fructificación, se realizará una colecta de frutos y hojas jóvenes. Además, se recabarán datos sobre la morfología de la planta y se registrara la ubicación vía GPS de las poblaciones colectadas. Determinación de la variabilidad genética mediante microsatélites La extracción de ADN se realizará a partir de 200 mg de tejido foliar fresco, mediante un kit comercial DNeasy Plant Mini Kit (Qiagen, Alemania) siguiendo las especificaciones del proveedor. La concentración y calidad del ADN se determinará mediante electroforesis en geles de agarosa al 0.8%. La concentración de ADN se deberá estandarizar para todas las muestras antes de realizar las amplificaciones. La amplificación de los microsatélites se realizará en un volumen de 25 μl, conteniendo: buffer TBE 1X (10 mm Trizma, 8.9 mm ácido bórico y 2 mm Na2 EDTA), 1.5 mm de cloruro de magnesio, dntps a una concentración de 2 mm cada uno, 10 μm de loci de microsatélite, 25 ng de templado de ADN y 1.5 unidades de enzima Taq polimerasa (Invitrogen, California, Estados Unidos). La reacción de amplificación se realizará en un termociclador. La diversidad genética se medirá en términos del número de alelos (Na), niveles observados y esperados de homocigocidad (H0) y heterocigocidad (HE) e índice de diversidad de Nei (h) asumiendo equilibrio de Hardy-Weinberg. La información del contenido de polimorfismo (PIC) para cada locus se calculará con el complemento para Excel MICROSAT v. 2007, siguiendo la fórmula PIC = 1-Σ Pi, donde Pi es la frecuencia de alelos i, en los genotipos examinados. La presencia de alelos nulos se calculará con la estimación de máxima verosimilitud (ML) del algoritmo EM (Expectation-Maximization) en el programa GenePop 4.0. El índice de fijación (F) se determinará como una medida de exceso o deficiencia de heterocigocidad dentro de la especie con el programa FSTAT versión Se construirá una matriz binaria de presencia (1) o ausencia (0) de alelos y se calculará el coeficiente de similitud de Jaccard. La similitud entre las accesiones se agrupará con el método Unweighted Pair Group Method with Averages (UPGMA). Banco de genes de Psidium guajava L. Se genera un banco de ácidos nucleicos de Psidium guajava L. de las secuencias actualmente disponibles en National Center for Biotechnology Information (NCBI) y otras bases disponibles. Las posible secuencias generadas del presente estudio de la diversidad genética se integraran tanto a la base de datos generada en este proyecto como Diversidad genética de P. guajava 6

7 propuestas a ser publicados en GenBank (NCBI, 2017). Literatura Citada NCBI, National Center for Biotechnology Information. Disponible en [Enero 2017]. Sangerman-Jarquín DM, Larqué Saavedra BS, Navarro Bravo A, Schwentesius de Rindermann R, Damián Huato DA y Cuevas Sánchez JA Producción de guayaba [Psidium guajava (L.) Burm.] en el Estado de México, México. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas 4(7): SIAP, Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera. Disponible en [Septiembre 2016]. Diversidad genética de P. guajava 7