Huella de dna, características morfológicas y viabilidad de polen en girasol cultivado y poblaciones silvestres de helianthus annuus y tithonía tubaeformis.

Abstract

"El mejoramiento genético del girasol cultivado (Helianthus annuus L.) depende en gran medida del aporte de genes que le pueden proporcionar los girasoles silvestres. Este trabajo tuvo como objetivos: (i) estudiar la distribución de poblaciones silvestres de H. annuus y T. tubaeformis en Saltillo, Ramos Arizpe y Arteaga Coahuila; (ii) realizar cruzas entre girasol cultivado y poblaciones silvestres de H. annuus; (iii) caracterizar morfológicamente las poblaciones silvestres, una línea de girasol cultivado y su descendencia híbrida; (iv) desarrollar un método de germinación de polen para Helianthus annuus; (y) comparar la viabilidad de polen entre una línea cultivada de H. annuus, poblaciones silvestres de la misma especie y su descendencia híbrida; y (vi) evaluar la variación genética entre las poblaciones de H. annuus y T. tubaeformis con el uso de huella de DNA a través del DNA polimórfico amplificado aleatoriamente (RAPD). Se recolectaron aqueníos maduros distribuidos desde 1250 hasta 1673 m de altitud en ocho sitios con H. annuus ssp. texanus, y siete sitios con T. tubaefonnis distribuidos de 1494 hasta 2500 m de altitud. Las colectas de H. annuus ssp. texanus se cruzaron con la línea CMS-AN-3 de girasol cultivado. Se estudió la viabilidad de polen a través de la germinación y tinción en los materiales de H. annuus silvestres, cultivado e híbridos. Se desarrolló un nuevo método de germinación basado en el uso de extracto de pistilos, sacarosa al 12 porciento y los minerales calcio (280 ppm) y boro (100 ppm). A través del método de extracto de pistilos se detectaron diferencias en porcentaje entre el girasol cultivado (19.45) y silvestres (28.92), y entre híbridos (20.52) y colectas silvestres (28.92). Por el método de tinción con Buffalo Black los progenitores silvestres y girasol cultivado produjeron mayor porcentaje de polen viable (95.24 y 94.60, respectivamente) y tuvieron diferencias significativas con los híbridos (91.54). Las colectas silvestres de H. annuus, la línea AN-3 y los híbrido se evaluaron en la etapa de floración para trece caracteres morfológicos y fenológicos prerreproductivos. Los híbridos y H. annuus silvestre fueron significativamente diferentes al girasol cultivado para las variables diámetro de capítulo, longitud, ancho y número de lígulas y brácteas, y número de capítulos. El análisis de componentes principales reveló por medio de la distancia euclidiana como medida de disimilitud y con el método de la media aritmética, un mayor parecido de los híbridos con el girasol cultivado, con los híbridos en posición intermedia respecto a sus progenitores. Para el análisis de huella genética se agruparon las colectas silvestres en tres poblaciones por afinidad geográfica. Dicho análisis incluyó la colecta de hojas jóvenes; el aislamiento de DNA; determinación de su pureza, calidad y concentración (12 ng ml -1); y amplificación en un termociclador en 45 ciclos para llevar al cabo la reacción de PCR con los dos iniciadores para RAPDs A02 y B01. Los patrones electroforéticos se codificaron en una matriz de ceros y unos. El análisis jerárquico indicó que las poblaciones silvestres presentan variación y son diferentes genéticamente al girasol cultivado, pero sin subdivisión poblacional. En el análisis jerárquico de huella genética de siete poblaciones de T. tubaeformis colectadas desde 1494 a 2500 m de altitud, se observó una separación entre T. tubaeformis y el girasol cultivado, con diversidad genética entre plantas silvestres sin subdivisión poblacional. Se concluye que en la región estudiada H. annuus ssp. texanus se distribuye desde 1250 a 1673 m y Títhonía tubaeformis desde 1494 a 2500 m de altitud. El cruzamiento entre la línea AN-3 y H. annuus ssp. texanus produjo híbridos fértiles y con una madurez de polen alta (91.54 porciento) revelada por el análisis de tinción. Por su parte, el método propuesto para germinar polen permitió la emergencia del tubo polínico, pero en este punto su utilidad es mas bien cualitativa que cuantitativa. La evaluación de caracteres morfológicos y fenológicos reveló marcadores que diferencian claramente a H. annuus ssp. texanus y a la línea cultivada. En relación al análisis de huella genética de DNA con RAPDs en las poblaciones silvestres de H. annuus y T. tubaeformis y girasol cultivado se demuestra que existe diversidad genética en los materiales silvestres sin subdivisión poblacional. Asimismo, se reveló una marcada diferencia genética de los materiales silvestres con la línea cultivada."