Estudio de diversidad de accesiones de guayabo (Psidium guajava L.) mediante el marcador molecular ISTR

Studies about genetic variability can be useful for material rational management, as much as for conservation and breeding. The Inverse Sequence Tagged Repeats (ISTR) is a technique based on PCR, which permit the study of genetic diversity for individuals and populations; cultivars identification, within other applications. In this sense, the objective of the present work was to study guava accessions diversity using this molecular marker. For data analysis, an absence-presence matrix for polymorphic bands was generated, from which a cluster analysis was developed, based on Jaccard coefficient and UPGMA method for dendrogram construction using NTSYS-pc program. Guava genotypes evaluation with ISTR marker generated a total of 52 polymorphic bands, which permitted to differentiated all the materials evaluated, corroborating the utility of this technique for accessions identification in the specie. Cluster analysis permitted to evidence the formation of four defined diversity groups and the presence of four external accessions. The differences encountered for accessions clustering with ISTR respected to the ones obtained previously for AFLP and SSR suggest that the election of the most appropriated technique for determinate studies can result a difficult process. The results discussed in this work indicate the necessity to made integrated studies on the germplasm bank of this crop to obtain a more adequate management.Los estudios de variabilidad genética resultan útiles para el manejo racional del material, tanto para su conservación como para el mejoramiento. La Repetición de Secuencias Inversas Marcadas (ISTR) es una técnica basada en la PCR que permite el estudio de la diversidad genética de individuos y poblaciones; identificación de cultivares, entre otras aplicaciones. En este sentido, el objetivo del presente trabajo fue estudiar la diversidad de accesiones de guayabo empleando este marcador molecular. Para el análisis de los datos se generó una matriz de ausencia-presencia de las bandas polimórficas, a partir de la cual se desarrolló un análisis de agrupamiento basado en el coeficiente de Jaccard y el método UPGMA para la construcción del dendrograma con el programa NTSYS-pc. La evaluación de los genotipos de guayabo con el marcador ISTR generó un total de 52 bandas polimórficas, las cuales permitieron diferenciar todos los materiales evaluados, corroborando la utilidad de esta técnica para la identificación de accesiones en la especie. El análisis de agrupamiento permitió evidenciar la formación de cuatro grupos de diversidad definidos y la presencia de cuatro accesiones externas. Las diferencias encontradas en el agrupamiento de las accesiones por ISTR respecto a las obtenidas previamente por AFLP y SSR sugieren que el elegir la técnica más apropiada para determinados estudios puede resultar un proceso difícil. Los resultados discutidos en este trabajo indican la necesidad de realizar estudios integrados en el banco de germoplasma de este cultivo para lograr un manejo más racional de la base genética del mismo

La biotecnología como herramienta para la propagación, conservación y el mejoramiento genético del guayabo

Biotechnologies contribute positively and significantly in the propagation, conservation and breeding programs of many plant species. From them, tissue culture, linkage maps and QTLs detection for interesting genes have been proved to be of great utility for these purposes. In this sense, a technique for in vitro multiplication of wild guava was standardized in three culture phases: establishment, multiplication and rooting. This technique constituted a useful way for propagation, germplasm conservation and genetic breeding in the specie. A method for short-medium term conservation was also standardized. On the other hand, a genetic linkage map was constructed for the specie using AFLP and SSR markers. The 11 groups of the genetic linkage map and the 50 QTLs related with vegetative and internal/external fruit characters constitute the starting point for genes cloning of agricultural interest and the future implementation of markers assisted selection in guava. Also, the 176 candidate sequences for resistance-gene-like (RGL) and plant development (MADS-box and HOMEO-box) genes detected can be of great utility in linkage map saturation, variability studies in this crop, as well as in the solution of problems related with yielding and resistance to biotic and abiotic stresses.Las técnicas biotecnológicas contribuyen positiva y significativamente en los programas de propagación, conservación y mejoramiento de las especies vegetales. Dentro de éstas, el cultivo de tejidos, el desarrollo de mapas de ligamientos genéticos y de QTLs y la detección de genes de interés han demostrado ser de gran utilidad para los mencionados propósitos. En este sentido, se estandarizó una técnica para la multiplicación in vitro de la forma silvestre de guayabo en tres fases de cultivo: establecimiento, multiplicación de propágulos y enraizamiento. La misma constituye una vía de utilidad para la propagación, la conservación de germoplasma y el mejoramiento genético en la especie. Además, se estandarizó un método de conservación a corto-mediano plazo. Por otra parte, se construyó un mapa de ligamiento genético para la especie empleando marcadores AFLP y SSR. Los 11 grupos del mapa de ligamiento genético y los 50 QTLs relacionados con caracteres vegetativos y de calidad interna y externa del fruto, constituyen el punto de partida para el clonaje de genes de interés agrícola y la implementación futura de la selección asistida por marcadores en el guayabo. De igual forma, las 176 secuencias candidatas a genes de resistencia (RGL) y del desarrollo de la planta (MADS-box y HOMEO-box) detectadas pueden ser de gran utilidad en la saturación del mapa de ligamiento referido, el estudio de la variabilidad presente en el cultivo, así como en la solución de problemas relacionados con el rendimiento, la producción y la resistencia a estrés biótico y abiótico

La biotecnología como herramienta para la propagación, conservación y el mejoramiento genético del guayabo

Título en ingles: Biotechnology as a tool for propagation, con­servation and genetic breeding in guava Resumen: Las técnicas biotecnológicas contribuyen positiva y significativamente en los programas de propagación, conservación y mejoramiento de las especies vegetales. Dentro de éstas, el cultivo de tejidos, el desarrollo de mapas de ligamientos genéticos y de QTLs y la detección de genes de interés han demostrado ser de gran utilidad para los mencionados propósitos. En este sentido, se estandarizó una técnica para la multiplicación in vitro de la forma silvestre de guayabo en tres fases de cultivo: establecimiento, multiplicación de propágulos y enraizamiento. La misma constituye una vía de utilidad para la propagación, la conservación de germoplasma y el mejoramiento genético en la especie. Además, se estandarizó un método de conservación a corto-mediano plazo. Por otra parte, se construyó un mapa de ligamiento genético para la especie empleando marcadores AFLP y SSR. Los 11 grupos del mapa de ligamiento genético y los 50 QTLs relacionados con caracteres vegetativos y de calidad interna y externa del fruto, constituyen el punto de partida para el clonaje de genes de interés agrícola y la implementación futura de la selección asistida por marcadores en el guayabo. De igual forma, las 176 secuencias candidatas a genes de resistencia (RGL) y del desarrollo de la planta (MADS-box y HOMEO-box) detectadas pueden ser de gran utilidad en la saturación del mapa de ligamiento referido, el estudio de la variabilidad presente en el cultivo, así como en la solución de problemas relacionados con el rendimiento, la producción y la resistencia a estrés biótico y abiótico. Palabras clave: in vitro; mapa de ligamiento; QTLs; RGL; genes del desarrollo;  guayabo Abstract: Biotechnologies contribute positively and signifi­cantly in the propagation, conservation and breeding programs of many plant species. From them, tissue culture, linkage maps and QTLs detection for interesting genes have been proved to be of great utility for these purposes. In this sense, a technique for in vitro multiplication of wild guava was standardized in three culture phases: establishment, multiplication and rooting. This technique constituted a useful way for propagation, germplasm conservation and genetic breeding in the specie. A method for short-medium term conservation was also standardized. On the other hand, a genetic linkage map was constructed for the specie using AFLP and SSR markers. The 11 groups of the genetic linkage map and the 50 QTLs related with vegetative and internal/external fruit characters constitute the starting point for genes cloning of agricultural interest and the future imple­mentation of markers assisted selection in guava. Also, the 176 candidate sequences for resistance-gene-like (RGL) and plant development (MADS-box and HOMEO-box) genes detected can be of great utility in linkage map saturation, variability studies in this crop, as well as in the solution of problems rela­ted with yielding and resistance to biotic and abiotic stresses. Key words: in vitro; linkage map; QTLs; RGL; development genes; guava

La biotecnología como herramienta para la propagación, conservación y el mejoramiento genético del guayabo

Título en ingles: Biotechnology as a tool for propagation, con­servation and genetic breeding in guava Resumen: Las técnicas biotecnológicas contribuyen positiva y significativamente en los programas de propagación, conservación y mejoramiento de las especies vegetales. Dentro de éstas, el cultivo de tejidos, el desarrollo de mapas de ligamientos genéticos y de QTLs y la detección de genes de interés han demostrado ser de gran utilidad para los mencionados propósitos. En este sentido, se estandarizó una técnica para la multiplicación in vitro de la forma silvestre de guayabo en tres fases de cultivo: establecimiento, multiplicación de propágulos y enraizamiento. La misma constituye una vía de utilidad para la propagación, la conservación de germoplasma y el mejoramiento genético en la especie. Además, se estandarizó un método de conservación a corto-mediano plazo. Por otra parte, se construyó un mapa de ligamiento genético para la especie empleando marcadores AFLP y SSR. Los 11 grupos del mapa de ligamiento genético y los 50 QTLs relacionados con caracteres vegetativos y de calidad interna y externa del fruto, constituyen el punto de partida para el clonaje de genes de interés agrícola y la implementación futura de la selección asistida por marcadores en el guayabo. De igual forma, las 176 secuencias candidatas a genes de resistencia (RGL) y del desarrollo de la planta (MADS-box y HOMEO-box) detectadas pueden ser de gran utilidad en la saturación del mapa de ligamiento referido, el estudio de la variabilidad presente en el cultivo, así como en la solución de problemas relacionados con el rendimiento, la producción y la resistencia a estrés biótico y abiótico. Palabras clave: in vitro; mapa de ligamiento; QTLs; RGL; genes del desarrollo;  guayabo Abstract: Biotechnologies contribute positively and signifi­cantly in the propagation, conservation and breeding programs of many plant species. From them, tissue culture, linkage maps and QTLs detection for interesting genes have been proved to be of great utility for these purposes. In this sense, a technique for in vitro multiplication of wild guava was standardized in three culture phases: establishment, multiplication and rooting. This technique constituted a useful way for propagation, germplasm conservation and genetic breeding in the specie. A method for short-medium term conservation was also standardized. On the other hand, a genetic linkage map was constructed for the specie using AFLP and SSR markers. The 11 groups of the genetic linkage map and the 50 QTLs related with vegetative and internal/external fruit characters constitute the starting point for genes cloning of agricultural interest and the future imple­mentation of markers assisted selection in guava. Also, the 176 candidate sequences for resistance-gene-like (RGL) and plant development (MADS-box and HOMEO-box) genes detected can be of great utility in linkage map saturation, variability studies in this crop, as well as in the solution of problems rela­ted with yielding and resistance to biotic and abiotic stresses. Key words: in vitro; linkage map; QTLs; RGL; development genes; guava

Microsatélites desarrollados en guayabo (Psidium guajava L.) y su utilidad para evaluar diversidad en la familia Myrtaceae

La familia Myrtaceae ha evolucionado desde las formas más primitivas en los bosques húmedos y lluviosos hasta formas especializadas en regiones semiáridas, muy secas y altamente influenciadas por los cambios estacionales. Aunque los botánicos han estado describiendo estas especies desde hace 200 años, la clasificación de las mismas no está completamente esclarecida. Las Secuencias Simples Repetidas (SSR), conocidas comúnmente como microsatélites, representan una porción significativa del genoma eucariótico y pueden ser de gran utilidad para estos fines. El objetivo del presente trabajo fue utilizar cebadores SSR, diseñados previamente para guayabo, en la identificación de accesiones y en el estudio de diversidad en Myrtaceae. Para este propósito se emplearon cuatro combinaciones de cebadores SSR siguiendo los protocolos establecidos en la literatura. Se realizó el análisis de los resultados atendiendo a la potencialidad de amplificación cruzada, la detección de diferentes alelos, la utilidad para la identificación de accesiones y el estudio de la diversidad y la determinación de las relaciones existentes entre las especies y cultivares en estudio. El alto nivel de polimorfismo detectado por los microsatélites evaluados, el cual se refleja en los valores de los índices relacionados con el nivel de polimorfismo y la capacidad de discriminación calculados, indica las potencialidades de los SSR para la identificación de accesiones en otros representantes de la familia Myrtaceae. Además, representan una herramienta de gran utilidad para estudios de diversidad en esta familia; así como para la estimación de las relaciones de parentesco entre los genotipos analizados, análisis taxonómico y de filogenia. Palabras clave: amplificación cruzada, identificación de accesiones, parentesco. Abstract: Myrtaceae family has evolved from primitive forms in rainy and humid forest to specialized forms in semiarid and very dry regions, highly influenced by seasonal changes. Although botanist have been describing Myrtaceae family species over 200 years, classification is far from be completely clarify. Simple Sequences Repeats (SSR), usually known as microsatellites, represent a significant portion of eukaryotic genome and can be of great utility for these purposes. The objective of the present work was to utilize SSR primers, previously designed in guava, for accessions identification and diversity studies of other Myrtaceae members. For this purpose, four SSR primer combinations were utilized following the protocols established in the literature. The results were analyzed attending to cross amplification potentiality, detection of different alleles, utility for accessions identification and diversity studies and relationships determination between the studied species and cultivars. The high level of polymorphism detected by the evaluated microsatellites, which is reflected in the values of each index related with polymorphism and calculated discriminating capacity, indicates the potentials of SSR for accessions identification in other Myrtaceae family members. Also, represents a great utility tool for diversity studies in this family, as well as for the estimation of parentage relationship between the genotypes investigated and the taxonomic and phylogenetic analysis. Key words: Cross amplification, accessions identification, relatedness

Microsatélites desarrollados en guayabo (Psidium guajava L.) y su utilidad para evaluar diversidad en la familia Myrtaceae

Myrtaceae family has evolved from primitive forms in rainy and humid forest to specialized forms in semiarid and very dry regions, highly influenced by seasonal changes. Although botanist have been describing Myrtaceae family species over 200 years, classification is far from be completely clarify. Simple Sequences Repeats (SSR), usually known as microsatellites, represent a significant portion of eukaryotic genome and can be of great utility for these purposes. The objective of the present work was to utilize SSR primers, previously designed in guava, for accessions identification and diversity studies of other Myrtaceae members. For this purpose, four SSR primer combinations were utilized following the protocols established in the literature. The results were analyzed attending to cross amplification potentiality, detection of different alleles, utility for accessions identification and diversity studies and relationships determination between the studied species and cultivars. The high level of polymorphism detected by the evaluated microsatellites, which is reflected in the values of each index related with polymorphism and calculated discriminating capacity, indicates the potentials of SSR for accessions identification in other Myrtaceae family members. Also, represents a great utility tool for diversity studies in this family, as well as for the estimation of parentage relationship between the genotypes investigated and the taxonomic and phylogenetic analysis.La familia Myrtaceae ha evolucionado desde las formas más primitivas en los bosques húmedos y lluviosos hasta formas especializadas en regiones semiáridas, muy secas y altamente influenciadas por los cambios estacionales. Aunque los botánicos han estado describiendo estas especies desde hace 200 años, la clasificación de las mismas no está completamente esclarecida. Las Secuencias Simples Repetidas (SSR), conocidas comúnmente como microsatélites, representan una porción significativa del genoma eucariótico y pueden ser de gran utilidad para estos fines. El objetivo del presente trabajo fue utilizar cebadores SSR, diseñados previamente para guayabo, en la identificación de accesiones y en el estudio de diversidad en Myrtaceae. Para este propósito se emplearon cuatro combinaciones de cebadores SSR siguiendo los protocolos establecidos en la literatura. Se realizó el análisis de los resultados atendiendo a la potencialidad de amplificación cruzada, la detección de diferentes alelos, la utilidad para la identificación de accesiones y el estudio de la diversidad y la determinación de las relaciones existentes entre las especies y cultivares en estudio. El alto nivel de polimorfismo detectado por los microsatélites evaluados, el cual se refleja en los valores de los índices relacionados con el nivel de polimorfismo y la capacidad de discriminación calculados, indica las potencialidades de los SSR para la identificación de accesiones en otros representantes de la familia Myrtaceae. Además, representan una herramienta de gran utilidad para estudios de diversidad en esta familia; así como para la estimación de las relaciones de parentesco entre los genotipos analizados, análisis taxonómico y de filogenia

Microsatélites desarrollados en guayabo (psidium guajava l.) y su utilidad para evaluar diversidad en la familia myrtaceae

La familia Myrtaceae ha evolucionado desde las formas más primitivas en los bosques húmedos y lluviosos hasta formas especializadas en regiones semiáridas, muy secas y altamente influenciadas por los cambios estacionales. Aunque los botánicos han estado describiendo estas especies desde hace 200 años, la clasificación de las mismas no está completamente esclarecida. Las Secuencias Simples Repetidas (SSR), conocidas comúnmente como microsatélites, representan una porción significativa del genoma eucariótico y pueden ser de gran utilidad para estos fines. El objetivo del presente trabajo fue utilizar cebadores SSR, diseñados previamente para guayabo, en la identificación de accesiones y en el estudio de diversidad en Myrtaceae. Para este propósito se emplearon cuatro combinaciones de cebadores SSR siguiendo los protocolos establecidos en la literatura. Se realizó el análisis de los resultados atendiendo a la potencialidad de amplificación cruzada, la detección de diferentes alelos, la utilidad para la identificación de accesiones y el estudio de la diversidad y la determinación de las relaciones existentes entre las especies y cultivares en estudio. El alto nivel de polimorfismo detectado por los microsatélites evaluados, el cual se refleja en los valores de los índices relacionados con el nivel de polimorfismo y la capacidad de discriminación calculados, indica las potencialidades de los SSR para la identificación de accesiones en otros representantes de la familia Myrtaceae. Además, representan una herramienta de gran utilidad para estudios de diversidad en esta familia; así como para la estimación de las relaciones de parentesco entre los genotipos analizados, análisis taxonómico y de filogenia. Palabras clave: amplificación cruzada, identificación de accesiones, parentesco. Abstract: Myrtaceae family has evolved from primitive forms in rainy and humid forest to specialized forms in semiarid and very dry regions, highly influenced by seasonal changes. Although botanist have been describing Myrtaceae family species over 200 years, classification is far from be completely clarify. Simple Sequences Repeats (SSR), usually known as microsatellites, represent a significant portion of eukaryotic genome and can be of great utility for these purposes. The objective of the present work was to utilize SSR primers, previously designed in guava, for accessions identification and diversity studies of other Myrtaceae members. For this purpose, four SSR primer combinations were utilized following the protocols established in the literature. The results were analyzed attending to cross amplification potentiality, detection of different alleles, utility for accessions identification and diversity studies and relationships determination between the studied species and cultivars. The high level of polymorphism detected by the evaluated microsatellites, which is reflected in the values of each index related with polymorphism and calculated discriminating capacity, indicates the potentials of SSR for accessions identification in other Myrtaceae family members. Also, represents a great utility tool for diversity studies in this family, as well as for the estimation of parentage relationship between the genotypes investigated and the taxonomic and phylogenetic analysis. Key words: Cross amplification, accessions identification, relatedness