Los sistemas genéticos en poblaciones de complejos agámicos del género Paspalum
Resumen
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.
Colecciones
- Tesis doctoral [27]