EP Ciencias Biológicas

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Análisis de la diversidad genética de papa nativa (Solanum spp.) de los departamentos de Ayacucho, Cajamarca, Cuzco, Huancavelica y Puno-Perú, mediante el uso de marcadores moleculares microsatélites
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2006) Soto Torres, Julián Vicente; Marcelo Rodríguez, Álvaro Julián
La papa (Solanum spp.) tiene una gran importancia alimenticia y es de gran utilidad en el mejoramiento genético, esta representado por 8 especies cultivadas y alrededor de 200 especies silvestres con gran diversidad de caracteres. El “Proyecto de Conservación In Situ de los cultivos nativos y sus parientes silvestres” se viene desarrollando como respuesta a la amenaza latente de perdida de la diversidad genética y busca fortalecer la conservación de las especies nativas más importantes en las chacras de los campesinos. Una de las primeras acciones ha sido inventariar y caracterizar la diversidad y variabilidad de los cultivos priorizados. Para el caso de la papa, los inventarios y el uso de marcadores morfológicos han demostrado un alto grado de diversidad genética mantenida por los agricultores andinos, sin embargo, debido a que estas características morfológicas son afectadas por el ambiente se hace necesario corroborar los resultados obtenidos mediante otras técnicas que no se encuentren bajo la presión ambiental. Por tal motivo, se decidió analizar el grado de diversidad genética presentada en una muestra aleatoria de 79 variedades nominales de papa nativa (Solanum spp.) procedente de cinco zonas del Perú (Ayacucho, Cajamarca, Cuzco, Huancavelica y Puno) cultivadas en las chacras de los agricultores que forman parte del Proyecto de “Conservación In situ de los cultivos nativos y sus parientes silvestres”, mediante el uso de 18 marcadores moleculares microsatélites-SSR Los microsatélites son secuencia cortas de di, tri o tetranucleótidos que están distribuidas en tandem a lo largo del genoma, siguen una herencia mendeliana, no son afectados por factores ambientales, son de carácter codominante y tienen un alta tasa polimórfica. Las secuencias son detectadas mediante PCR con el uso de iniciadores específicos, separación en geles de poliacrilamida y tinción con plata. Los análisis de agrupamiento, riqueza alélica y análisis de diversidad genética realizados a partir de los datos obtenidos de 19 locus microsatélites registrados, demostraron el alto grado de diversidad genética que presenta la muestra colectada y corrobora los resultados obtenidos en el proyecto In situ. Además la comparación de la riqueza alélica mantenida por cada región de colecta hace presumir que existe un flujo génico constante entre estos lugares.
Análisis de la variabilidad genética en una muestra poblacional de la provincia de Andahuaylas-Apurímac, Perú-con los marcadores microsatélites TPOX y TH01
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2006) Cruz Calvo, Augusto Fernando de la; Olimpio Ortega, Raúl Tito
La variabilidad genética en una muestra poblacional de 49 individuos no emparentados de la provincia de Andahuaylas, fue analizada con los marcadores microsatélites TPOX y TH01 mediante la técnica de PCR múltiplex. Los amplificados fueron separados mediante electroforesis en geles de poliacrilamida y visualizados por tinción con nitrato de plata. Ambos loci resultaron polimórficos, con 5 alelos en cada loci, y se encontraron en equilibrio de Hardy-Weinberg. La heterocigosidad de los loci TPOX y TH01 presentaron valores bajos en comparación con lo reportado en otras poblaciones mundiales; lo cual determinó que la variabilidad genética de la población estudiada, medida por la heterocigosidad promedio por locus, resultara baja. Se estimaron valores de FST como medida de subdivisión poblacional en ambos loci, entre la muestra poblacional de Andahuaylas y poblaciones caucásicas, asiáticas, africanas, oceánicas y algunas relacionadas, en cuanto su origen, a la muestra poblacional estudiada. No se encontró subdivisión genética con la muestra poblacional peruana de Mesa Redonda (Tito y col., 2004) en los loci TPOX y TH01, ni con una muestra poblacional de hispanos residentes en Estados Unidos reportada por Budowle y col. (1999) y la población Mapuche de Argentina (Tourret y col., 1999) en el locus TPOX. Se corroboró una fuerte correlación genética con la población de Mesa Redonda mediante el análisis de las distancias genéticas de Reynolds representadas en un árbol filogenético neighbor-joining.
Caracterización fenotípica y molecular de la diversidad genética de papas cultivadas por su tolerancia al endulzamiento en frío
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2008) Alvarado Aliaga, Carlos Alberto
Al exponer el tubérculo de papa a temperaturas inferiores a los 7 °C, ocurre lo que se conoce como “endulzamiento por frío”. Este daño fisiológico, es la principal causa de rechazo de lotes de papa serrana para la industria, consiste en la acumulación de azúcares reductores (glucosa y fructosa) como resultado de la sucesiva degradación del almidón y sus componentes. Para ver la calidad de una papa almacenada en frío, sus niveles de azúcar deberán incrementarse en lo mínimo o no variar, para no perder su potencial como producto agroindustrial, caso contrario serviría para el procesamiento solo después de la cosecha. Por ello en el presente trabajo de tesis se seleccionó cultivares nativos de papa tolerantes al endulzamiento en frío, mediante su análisis fenotípico, bioquímico y molecular. Esto se desarrolló en las instalaciones del Centro Internacional de la Papa (CIP), en los laboratorios de Procesamiento, Fisiología y de Biología Molecular de la División de mejoramiento de cultivos. Se trabajó con 40 cultivares de papas nativas, seleccionadas anteriormente por su calidad de fritura teniendo como referente la relación entre: materia seca, fritura y azúcares reductores.
Caracterización molecular de la resistencia al tizón tardío en Solanum paucissectum Ochoa (Solanaceae) mediante el uso de la técnica NBS y marcadores para loci candidatos
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2008) Bernaola Alvarado, Lina; Ghislain, Marc
El tizón tardío causado por el oomiceto Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, es la enfermedad más seria y devastadora en cultivos de papa alrededor del mundo. Aparte del uso de fungicidas, el uso de variedades resistentes es otro método para la protección de los cultivos contra esta enfermedad. Las especies silvestres de papa han demostrado ser una fuente continua de resistencia al tizón tardío en muchos programas de mejoramiento. Esta resistencia está controlada por genes R los cuales son fácilmente superados por razas nuevas de P. infestans, y/o por un número desconocido de genes que expresan un tipo cuantitativo de resistencia el cual podría ser más durable. Con el objetivo de caracterizar la resistencia a tizón tardío, 57 genotipos de una progenie diploide PCS1, originada del cruce entre Solanum paucissectum Ochoa 762126.227 (R) con S. paucissectum 762124.236 (S) fue analizada por medio de marcadores moleculares.La primera parte de la tesis estuvo enfocada en la evaluación de la técnica del perfil NBS (sitio de unión nucleotídica), estrategia basada en PCR (reacción en cadena de la polimerasa) que eficientemente reconoce regiones cromosómicas que contienen genes R y análogos de genes R (RGAs) y al mismo tiempo produce marcadores polimórficos en estos genes. Los porcentajes de polimorfismo medio detectado al usar RsaI y HaeIII como enzimas de restricción fueron 11% y 8%, respectivamente. El número promedio de polimorfismo por combinación de iniciador-enzima fue igual a 5, con un rango que va desde 3 a 13 bandas polimórficas. Los resultados indican que el perfil NBS proporciona un medio efectivo para identificar polimorfismo en papa.La segunda parte se encontró enfocada en la evaluación de regiones genómicas responsables para resistencia a tizón tardío. La familia PCS1 fue analizada con 15 marcadores de ADN conocidos por estar ligados a QTL (locus de carácter cuantitativo) para resistencia en el genoma de la papa. Los fragmentos de ADN específicos basados en PCR fueron probados por asociación con este carácter cuantitativo analizado. Dos marcadores significativamente ligados a QTL para resistencia a P. infestans fueron encontrados en los cromosomas V y XI en la progenie PCS1.
Desarrollo de marcadores SCAR y CAPS en un QTL con efecto importante sobre la resistencia al tizón tardío de la papa
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2004) Trujillo Luján, Guillermo; Estrada Jiménez, Rolando Víctor
El tizón tardío, causado por el oomiceto Phytophthora infestans, es la enfermedad más devastadora que ataca a la papa alrededor del mundo. La resistencia horizontal a tizón tardío, controlada por QTLs, es la de mayor uso en los programas de mejoramiento convencional debido a su mayor durabilidad. Mediante la detección de 8 QTLs que determinan este tipo de resistencia, ésta ha sido caracterizada en una población diploide (PD), que proviene del cruce entre Solanum phureja (phu) (CHS-625) (2n=2x=24) (P) x Solanum tuberosum dihaploide (dih-tbr) (PS-3) (n=2x=24) (D). El QTL del cromosoma XII del parental dih-tbr fue reportado como el más importante de los detectados debido a su gran contribución a la resistencia y a su asociación con marcadores ligados a genes que intervienen en rutas bioquímicas de defensa. Cuatro marcadores AFLP ligados al QTL tbr-XII fueron seleccionados para su conversión en marcadores de secuencia específica con el objetivo de facilitar su detección a gran escala en poblaciones segregantes. La técnica de PCR inversa (i-PCR) fue implementada como estrategia para la búsqueda de polimorfismo. Se desarrolló un marcador SCAR y un marcador CAPS para dicho QTL mediante i-PCR. Los otros dos marcadores SCAR fueron obtenidos directamente de la secuencia AFLP. La similitud de los patrones de segregación de los marcadores AFLP originales y los marcadores de secuencia específica obtenidos indica que éstos pueden ser empleados para detectar y/o acelerar la introgresión del QTL tbr-XII en variedades cultivadas. Adicionalmente, se secuenciaron 8 marcadores AFLP que podrían ser útiles para el diseño de marcadores de fácil uso
Detección de la variabilidad genética en la población de Puno utilizando marcadores STR DYS390, DYS391, DYS392 del cromosoma Y
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2004) López González, Paul Wenceslao; Lizárraga de Olarte, Beatriz Raquel
En el presente trabajo se estudió una muestra poblacional de ascendencia puneña, detectando su variabilidad genética a través de los marcadores microsatélites STR del Cromosoma Y: DYS390, DYS391 y DYS392 utilizando la técnica de amplificación Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR). Al comparar las frecuencias alélicas obtenidas con lo publicado a nivel mundial para la Población Amerindia, se encontraron diferencias significativas para el STR DYS392. Utilizando los datos publicados en la literatura se diseñaron dos cuadros de frecuencias haplotípicas poblacionales, uno a nivel de ocho poblaciones sudamericanas y otro de poblaciones a nivel mundial (tabla 16); mediante estos cuadros se ha encontrado que de las poblaciones sudamericanas la población de Puno estaría ubicada con las otras dos poblaciones peruanas, una de Arequipa y la segunda de Tayacaja trabajadas en la referencia, manteniéndose en nuestras poblaciones una distinción a nivel de Sudamérica. En el análisis con las diferentes poblaciones mundiales, la población puneña tendría mayor similitud genética con las poblaciones asiáticas, dándonos una muy buena correlación con la teoría acerca de la migración de los primeros hombres al continente americano así como de la conservación de caracteres genéticos de esta población.
Divergencia de loci microsatélites entre papas silvestres y cultivadas (familia Solanaceae, género Solanum, sección Petota)
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2006) Merino Méndez, Carlos Gonzalo
Un set de 18 marcadores microsatélite (SSR, del inglés “simple sequence repeat”, repetición de secuencia simple) identificados en Solanum tuberosum (papa cultivada) y que cubren sus 12 cromosomas fue desarrollado previamente para genotipificar el germoplasma de la papa cultivada. Hemos evaluado su utilidad a diferentes distancias filogenéticas de su especie originaria, la papa cultivada S. tuberosum, en una muestra de 50 especies de papa silvestre y otras 2 especies del mismo género. Los marcadores SSR produjeron amplicones en 27% a 100% de las 52 especies, dependiendo del marcador. Se comprobó mediante secuenciación de una muestra de amplicones que los motivos repetitivos estuvieron presentes en la mayoría de los fragmentos secuenciados. Además, se observó un alto grado de polimorfismo de un solo nucleótido (SNP, del inglés “single nucleotide polymorphism”, polimorfismo de un solo nucleótido) e inserciones / supresiones (indel, del inglés insertion / deletion) entre los motivos repetitivos y la secuencia de los iniciadores (primers). Estos resultados indican, en primer lugar, que los 18 loci microsatélites producen amplicones en loci homólogos. En segundo lugar el alto grado de polimorfismo fuera del motivo repetitivo indica que existe un considerable grado de homoplasia que reducirá extensamente la utilidad del set de SSR para papa cultivada en estudios filogenéticos en especies de papa silvestre distanciadas de la base de germoplasma de la papa cultivada. A pesar de esto, el análisis de distancia genética usando el índice de similitud de Jaccard y el método de agrupamiento Neighbor Joining, produjo dendrogramas que coinciden con hipótesis de relaciones cladísticas basadas en recientes filogenias moleculares, pero no así con relaciones anteriores basadas en series.
Ploidía en 39 entradas y variación del diámetro de grano de polen en 30 entradas de Ipomoea trifida (Kunth) g. Don. (Convolvulaceae) del banco de germoplasma del Centro Internacional de la Papa
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2011) Fernández Bringas, Víctor Manuel; Suni Ninataype, Mery Luz
El nivel de ploidía y su relación con el diámetro de grano de polen fueron analizados en entradas de Ipomoea trifida, procedentes de Colombia, Cuba, Guatemala, México, Nicaragua, y Venezuela del Banco de Germoplasma del Centro Internacional de la Papa. En 39 entradas se determinó el nivel de ploidía mediante el conteo de cromosomas en meristemo apical de raíz. En 30 de estas entradas se estudió la relación del diámetro de polen con el nivel de ploidía, usándose controles diploide, tetraploide y hexaploide. Se evaluó también la producción de polen gigante y la viabilidad del polen comparados con los controles diploide y tetraploide. Las 39 entradas evaluadas por conteo de cromosomas fueron diploides con 2n=2x=30 cromosomas. Mediante un análisis de varianza de factores anidados y prueba de Tukey, con un nivel de significación del 0.05, se determinó que sólo en 16 entradas existía homogenidad del diámetro de polen en cada individuo de cada una de las entradas. Lo mismo ocurrió con los controles diploides y tetraploides. Al comparar las dieciséis entradas con los controles diploide, tetraploide y hexaploides se encontró que existe correlación (r=0.92) del diámetro de polen con el nivel de ploidía. La viabilidad fue cercana al 100% en la mayoría de los individuos. Solamente se en siete entradas se encontró producción de polen gigante entre 0.04% y 2.37% por individuo. El nivel de ploidía presenta correlación con el diámetro de polen pero no puede ser usado como determinante para deducir éste. Ipomoea trifida presentó baja producción de polen gigante en las condiciones evaluadas.

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