Diversidad genética del cacao Nacional ecuatoriano del banco de germoplasma de Tenguel-Guayas, Ecuador, con base en SNP’S
Palabras clave:
Diversidad genética, germoplasma, marcadores moleculares, SNPsResumen
Se estudió la diversidad genética y estructura de 80 introducciones de Theobroma cacao L. ‘Nacional’ existente en la finca “La Buseta”, Tenguel-Guayas, Ecuador. La caracterización incluyó 19 controles y 96 marcadores de polimorfismo de nucleótidos simples (SNP), en la plataforma del sistema Fluidigm EP1. Los SNP’s mostraron información polimórfica de 0,289 y 0,395; con heterocigosidad observada de 0,479 y esperada de 0,378. Se obtuvieron los perfiles genéticos de las introducciones, a partir de los cuales se identificaron 16 grupos de introducciones idénticas. El análisis de probabilidad de identidad, incluyendo hermanos (PIsib), concluyó que los SNP’s fueron suficientes para diferenciar las introducciones. El promedio de heterocigosidad de las muestras fue de 0,432 siendo mayor en el grupo F (0,646) y menor en el grupo P (0,253). Los controles de genotipeo Criollo y Contamana, mostraron mayor distancia genética que los controles Trinitario, Forastero y Criollo ecuatoriano. La distancia genética máxima entre las introducciones fue de 0,167. Los resultados son consistentes con la historia del cultivo del cacao Nacional, el cual a lo largo del tiempo recibió contribuciones genéticas de otras variedades. El presente estudio constituye un avance significativo en el conocimiento de la diversidad genética del cacao Nacional de Ecuador.
Descargas
Citas
2. Asociación Nacional de Exportadores de Cacao e Industrializados del Ecuador. 2010. Cacao Nacional, Un producto emblemático del Ecuador. http://www.anecacao.com/es/quienes-somos/cacao-nacional (retrieved Mar 19, 2019).
3. Argout, X., O. Fouet, P. Wincker, K. Gramacho, T. Legavre, X. Sabau et al. 2008. Towards the understanding of the cocoa transcriptome: Production and analysis of an exhaustive dataset of ESTs of Theobroma cacao L. generated from various tissues and under various conditions. BMC Genomics 9(1): 512.
4. Argout, X., J. Salse, J. Aury, M. Guiltinan, G. Droc, J. Gouzy, M. Allegre et al. 2011. The genome of Theobroma cacao. Nature genetics 43(2): 101-8.
5. Arvelo, M., D. Gonzáles, S. Maroto, T. Delgado and P. Montoya. 2017. Manual Técnico del Cultivo de Cacao Prácticas Latinoamericanas. San José Costa Rica: IICA.
6. Beerli, P. 2005. Pairwise distance methods. Computacional Evolucionary Biology, No BSC5936-Fall: 1-7.
7. Cornejo, O., M. Yee, V. Dominguez, M. Andrews, A. Sockell, E. Strandberg and J. Motamayor. 2018. Population genomic analyses of the chocolate tree, Theobroma cacao L., provide insights into its domestication process. Communications Biology 1(1): 1-12.
8. Corporation Fluidigm. 2018. Biomark/EP1 Software v4. fluidigm.com/software.
9. Cosme, S., H. Cuevas, D. Zhang, T. Oleksyk and B. Irish. 2016. Genetic diversity of naturalized cacao (Theobroma cacao L.) in Puerto Rico. Tree Genetics and Genomes 12(5): 88.
10. Danial, D. and J. Rojas-Beltran. 2007. Uso de marcadores moleculares en el mejoramiento genético de plantas. Quito-Ecuador: Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias [INIAP]. 199 p.
11. DuVal, A., S. Gezan, G. Mustiga, D. Livingstone, J. Chaparro, J. Marelli et al. 2017. Genetic Parameters and the Impact of Off-Types for Theobroma cacao L. in a Breeding Program in Brazil. Frontiers in Plant Science 8: 1-12.
12. Earl, D.A. and B.M. VonHoldt. 2012. Structure Harvester: A website and program for visualizing Structure output and implementing the Evanno method. Conservation Genetics Resources 4(2): 359-361.
13. Fang, W., L. Meinhardt, S. Mischke, C. Bellato, L. Motilal and D. Zhang. 2014. Accurate determination of genetic identity for a single cacao bean, using molecular markers with a nanofluidic system, ensures cocoa authentication. Journal of Agricultural and Food Chemistry 62(2): 481-87.
14. Illic, K., D. Zhang, X. Wang, R. Jones, L. Meinhardt and L. Wang. 2012. Cacao Germplasm Characterization with 48-SNP Genotyping Panel using Fluidigm SNPtypeTM Assays and Dynamic ArrayTM Integrated Fluidic Circuits. San Diego California (https://pag.confex.com/pag).
15. Ji, K., M. Boccara, L. Motilal, D. Zhang, P. Lachenaud and L. Meinhardt. 2012. Genetic diversity and parentage in farmer varieties of cacao (Theobroma cacao L.) from Honduras and Nicaragua as revealed by single nucleotide polymorphism (SNP) markers. Genetic Resources and Crop Evolution 60(2): 441-453.
16. Laliberté, B. 2012. A Global Strategy for the Conservation and use of Cacao Genetic Resources, as the Foundation for a Sustainable Cocoa Economy. Bioversity Internacional 66: 186.
17. Lanaud C., O. Fouet, K. Gramacho and X. Argout. 2006. A large EST resource for Theobroma cacao including cDNAs isolated from various organs and under various biotic and abiotic stresses. Proc. 15th International Cocoa Research Conference. pp. 185-191.
18. Lerceteau, E., S. Flipo, J. Quiroz, J. Soria, V. Pétiard and D. Crouzilat. 1997. Genetic differentiation among Ecuadorian Theobroma cacao L. accessions using DNA and morphological analyses. Euphytica 95(1): 77-87.
19. Liu, K. and S. Muse. 2005. PowerMaker: An integrated analysis environment for genetic maker analysis. Bioinformatics 21(9): 2128-2129.
20. Livingstone, D., C. Stack, G. Mustiga, D. Rodezno, C. Suarez, F. Amores et al. 2017. A larger chocolate chip-development of a 15K Theobroma cacao L. SNP array to create high-density linkage maps. Frontiers in Plant Science 8: 1-18.
21. Lindo, A.A., D. Robinson, P. Tennant, L. Meinhardt and D. Zhang. 2018. Molecular characterization of cacao (Theobroma cacao) germplasm from Jamaica using single nucleotide polymorphism (SNP) markers. Tropical Plant Biology 11(3-4): 93-106.
22. Loor, R., A. Risterucci, B. Courtois, O. Fouet, M. Jeanneau, E. Rosenquist et al. 2009. Tracing the native ancestors of the modern Theobroma cacao L. population in Ecuador. Tree Genetics and Genomes 5(3): 421-33.
23. Mata-Quiroz, A., A. Arciniegas-Leal, W. Phillips-Mora, S. Mischke, A. Mata-Quirós, L. Motilal et al. 2018. Assessing hidden parentage and genetic integrity of the “united fruit clones” of cacao (Theobroma cacao) from Costa Rica using SNP markers. Breeding Science 68(5): 545-53.
24. Michiels, A., W. Ende, M. Tucker and L. Riet. 2003. Extraction of high-quality genomic DNA from latex-containing plants. Analytical Biochemistry 315(1): 85-89.
25. Motamayor, J., P. Lachenaud, J. da Silva e Mota, R. Loor, D. Kuhn, J. Brown and R. Schnell. 2008. Geographic and genetic population differentiation of the Amazonian chocolate tree (Theobroma cacao L.). PLoS One 3(10): 8.
26. Motamayor, J., A. Risterucci, P. Lopez, C. Ortiz, A. Moreno and C. Lanaud. 2002. Cacao domestication I: the origin of the cacao cultivated by the Mayas. Heredity 89(5): 380-86.
27. Motamayor, J., R. Schnell, D. Kuhn, W. Phillips, N. Haiminen, D. Livingstone et al. 2013. The genome sequence of the most widely cultivated cacao type and its use to identify candidate genes regulating pod color. Genome Biology 14(6): 2-24.
28. Osorio-Guarín, J., R. Yockteng, C. Quintero, Y. Zapata, R. Coronado, G. Gallego-Sánchez and J. Berdugo-Cely. 2017. Colombia a source of cacao genetic diversity as revealed by the population structure analysis of the Germplasm Bank of Theobroma cacao L. Frontiers in Plant Science 8(11): 1-13.
29. Peakall, R. and P. Smouse. 2012. GenALEx 6.5: Genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research-an update. Bioinformatics 28(19): 2537-2539.
30. Pritchard, J.K., M. Stephens and P. Donnelly. 2000. Inference of population structure using multilocus genotype data. Genetics 155: 945-959.
31. Pound, F. 1945. A note on the cocoa population of South America. Reprinted in 1982 in Arch. Cacao Res. 1: 96-97.
32. Rambaut, A. 2016. FigTree V1.4.2: Tree figure drawing tool. Institute of Evolutionary Biology, University of Edinburgh. http://tree.bio.ed.ac.uk.
33. Reif, J., A. Melchinger and M. Frisch. 2005. Assessing the genetic diversity in crops with molecular markers: theory and experimental results with CIMMYT wheat and maize elite germplasm and genetic resources. Crop Science 45: 1-7.
34. Rogers, J. 1972. Measures of genetic similarity and genetic distance. Studies in genetics. University of Texas Pub. 7213: 145-153.
35. Romero, C., J. Bonilla., E. Santos., E. Peralta and X. Zhong. 2010. Identificación varietal de 41 plantas seleccionadas de cacao (Theobroma cacao L.) provenientes de cuatro cultivares distintos de la región amazónica ecuatoriana, mediante el uso de marcadores microsatélites. Revista Tecnológica 23(1): 121-28.
36. Ruiz, X., M. Almanza, Y. Morillo, A. Morillo, A. Gonzalez, Ä. Caicedo and J. Muñoz. 2015. Comparación genética de tres fuentes del cacao Theobroma cacao L. mediante el uso de marcadores microsatélites. Biotecnología en el Sector Agropecuario 13(1): 10-18.
37. Sánchez-Mora, F., M. Medina-Jara, G Díaz-Coronel, R. Ramos-Remache, J. Vera-Chang, V. Vásquez-Morán et al. 2015. Potencial sanitario y productivo de 12 clones de cacao en Ecuador. Revista Fitotecnia Mexicana 38(3): 265-74.
38. Scheltema, T. 1989. La autoincompatibilidad en los híbridos de cacao del CATIE. San José (Costa Rica): CATIE 43: 1-90.
39. Thomas, E., M. van Zonneveld, J. Loo, T. Hodgkin, G. Galluzzi and J. van Etten. 2012. Present spatial diversity patterns of Theobroma cacao L. in the neotropics reflect genetic differentiation in pleistocene refugia followed by human-influenced dispersal. PLoS One 7(10): 1-17.
40. Wilde, J., R. Waugh and W. Powell. 1992. Genetic fingerprinting of Theobroma clones using randomly amplified polymorphic DNA markers. Theoretical and Applied Genetics 83(6): 871-77.
41. Zapata, Y. 2016. Protocolo para extracción de ADN de cacao. Manual interno del Laboratorio de Genética Molecular y Cultivo de Tejidos. CIAT. Cali, Colombia.
42. Zarrillo, S., N. Gaikwad, C. Lanaud, T. Powis, C. Viot, I. Lesur et al. 2018. The use and domestication of Theobroma cacao during the mid-Holocene in the upper Amazon. Nature Ecology and Evolution 2(12): 1879-1888.
43. Zhang, D., W. Martínez, E. Johnson, E. Somarriba, W. Phillips-Mora, C. Astorga et al. 2012. Genetic diversity and spatial structure in a new distinct Theobroma cacao L. population in Bolivia. Genetic Resources and Crop Evolution 59(2): 239-52.
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Derechos del/de autor/es a partir del año de publicación
Esta obra está bajo la licencia:
Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)
Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación ni de la UCLA. Se autoriza la reproducción total o parcial de los textos aquí publicados, siempre y cuando se cite la fuente completa y la dirección electrónica de esta revista. Los autores(as) tienen el derecho de utilizar sus artículos para cualquier propósito siempre y cuando se realice sin fines de lucro. Los autores(as) pueden publicar en internet o cualquier otro medio la versión final aprobada de su trabajo, luego que esta ha sido publicada en esta revista.
Bioagro se reserva el derecho de realizar modificaciones textuales y ajustes técnicos a las figuras de los manuscritos, de acuerdo con el estilo y especificaciones de la revista.