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DIVERSIDAD GENÉTICA Y ESTRUCTURA POBLACIONAL DEL AJÍ PAJARITO (Capsicum annuum var. glabriusculum) EN EL PNR EL VÍNCULO USANDO SSR-HRM.
GENETIC DIVERSITY OF PAJARITO PEPPER (Capsicum annuum var. glabriusculum) IN THE PNR EL VÍNCULO USING SSR-HRM
DOI:
https://doi.org/10.15446/abc.v30n1.114222Palabras clave:
Ají, Heterocigosidad, Autogamia, Haplotipos, Riqueza Alelica (es)Allelic richness, autogamy, chili pepper, genotypes, heterozygosity (en)
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El género Capsicum de la familia Solanaceae contiene varias especies de ají entre las que se encuentran: C. annuum, C. chinense, C. frutescens, C. pubescens y C. baccatum, de las cuales C. annuum es la de mayor importancia económica y mayor diversidad morfológica, siendo C. annuum var. glabriusculum un recurso genético importante para la agricultura al ser el ancestro común de las variedades domésticas de C. annuum. Sin embargo, los estudios poblacionales con esta especie han sido limitados a pesar de su amplia distribución. Por lo anterior, el objetivo de este trabajo fue evaluar la estructura poblacional y la diversidad genética de C. annuum var. glabriusculum en el fragmento de bosque seco más grande del Valle del Cauca, Parque Natural Regional (PNR) El Vínculo. Para ello, se extrajo ADN de tejido foliar joven, y utilizando 10 marcadores microsatélites se estimó la diversidad genética y la distribución espacial. Como resultado, todos los microsatélites utilizados fueron polimórficos a excepción de Bd12. El marcador Ng18 fue el que presentó mayor número de alelos (5), mayor PIC y una heterocigosidad esperada (He) de 0,7: siendo el marcador más informativo. La heterocigosidad observada (Ho) fue de cero para todos los marcadores, y el número de haplotipos registrados en la población fue de 17. Finalmente, el análisis de agrupamiento mostró la formación de 3 subgrupos, sin embargo, al comparar con los valores de identidad genética de Nei, se concluye que todos los individuos pertenecen a una sola población, aunque son genéticamente diversos.
The Capsicum genus of the Solanaceae family contains several species of peppers, among which are: C. annuum, C. chinense, C. frutescens, C. pubescens and C. baccatum, of which C. annuum is the most economically important and morphologically diverse, being C. annuum var. glabriusculum an important genetic resource for agriculture as it is the common ancestor of the domestic varieties of C. annuum. However, population studies with this species have been limited despite its wide distribution. Therefore, the objective of this work was to evaluate the population structure and genetic diversity of C. annuum var. glabriusculum in the largest dry forest fragment in Valle del Cauca, El Vínculo Regional Natural Park (PNR). For this, DNA was extracted from young leaf tissue, and using 10 microsatellite markers, genetic diversity and spatial distribution were estimated. As a result, all microsatellites used were polymorphic except for Bd12. The Ng18 marker was had the highest number of alleles (5), the highest PIC and an expected heterozygosity (He) of 0.7: being the most informative marker. The observed heterozygosity (Ho) was zero for all the markers, and the number of haplotypes registered in the population was 17. Finally, the cluster analysis showed the formation of 3 subgroups, however, when comparing with the identity values Nei genetics, it is concluded that all individuals belong to a single population, although they are genetically diverse.
Referencias
Abdel-Mawgood, A.L. (2012) DNA Based Techniques for Studying Genetic Diversity. In: Genetic Diversity in Microorganisms, InTech, Rijeka, 95-122. Doi: 10.5772/33509.
Aguilar-Meléndez, A., Morrell, P. L.; Roose, M. L. y Kim, S. C. (2009). Genetic diversity and structure in semiwild and domesti¬cated chiles (Capsicum annuum; Solanaceae) from Mexico. Am. J. Bot., 96(6):1190–1202. Doi:10.3732/ajb.0800155
Ahmed, N. y Tanki, ,M.,I. (1994) Effect of planting distance and direction on natural cross pollination and their role in seed production of pepper (Capsicum annuum), Capsicum. Eggplant Newsletter, 13 94–96.
Antonio, A.; Wiedemanna, L. S. M. y Veiga, V. F. (2018). The genus Capsicum: a phytochemical review of bioactive secondary metabolites. The Royal Society of Chemistry, 8, 25767–25784.
Barboza, G. E.; Carrizo García, C.; Leiva González, S.; Scaldaferro, M. y Reyes, X. (2019). Four new species of Capsicum (Solanaceae) from the tropical Andes and an update on the phylogeny of the genus. PLoS ONE 14(1): e0209792. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0209792
Barboza, G. E., García, C. C., Scaldaferro, M., y Bohs, L. (2020). An amazing new Capsicum (Solanaceae) species from the Andean-Amazonian Piedmont. PhytoKeys, 167, 13–29. https://doi.org/10.3897/phytokeys.167.57751
Bio-Rad Laboratories. (2012). Precision Melt Analysis Software Instruction Manual Bio-Rad Laboratories, Inc. Catalog #184-5025 Bulletin 10014811 Rev A US/EG.
Bosland, P. y Votava, E. eds. (2000) Peppers: Vegetable and Spice Capsicum. The Journal of Agricultural Science Cambridge, 136(4), 471-475. doi:10.1017/S0021859601268932.
Campodonico, O.P. (1983). Estimates of natural cross-pollination in serrano pepper (Capsicum annuum L.), Capsicum. Newsletter, 2.106–108.
Carrizo, C.; Barfuss, M.; Sehr, E.; Barboza, G.; Samuel, R.; Moscone, E. y Ehrendorfer, F. (2016). Phylogenetic relationships, diversification and expansion of chili peppers (Capsicum, Solanaceae). Annals of Botany, 118: 35–51.
Cascante, A.; Quesada, M.; Lobo, J. y Fuchs, E. (2002). Effects of Dry Tropical Forest Fragmentation on the Reproductive Success and Genetic Structure of the Tree Samanea saman. Conservation Biology. 16(1):137 – 147.
Cifuentes, H.; Viafara, R., Cardenas (2016). Caracterización molecular de Capsicum annuum (solanales, solanaceae), variedad cayena, mediante microsatélites con la técnica HRM. Tesis de Pregrado en Biología. Universidad del Valle. Cali, Colombia.
Chase, M. W. y Hills, H. H. (1991) Silica gel: An ideal material for field preservation of leaf samples for DNA studies. Taxon 40: 215–220.
D'arcy, W. G. y Eshbaugh, W. H. (1974). New world peppers (Capsicum: Solanaceae) north of Colombia: a resume. Baileya, 19(3): 93-105.
Doyle, J. y Dickson, E. (1987). Preservation of Plant Samples for DNA Restriction Endonuclease Analysis. Taxon, 36(4): 715-722.
Etter, A. (1993). Diversidad Ecosistémica en Colombia hoy. En Nuestra diversidad biótica. CEREC y Fundación Alejandro Angel Escobar, 43-61
Fahrig, L. (2003). Effects of Habitat Fragmentation on Biodiversity. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 34. 487-515. DOI: 10.1146/annurev.ecolsys.34.011802.132419
Falconer, D. S. y Mackay, T. F. C. 2006. Introducción a la genética cuantitativa. Cuarta edición. Versión traducida: Editorial Acribia, Zaragoza, España. 468 pp.
Gallego, F. y Arjona, R. (2012). Análisis de Variación génica mediante el método HRM (High Resolution Melting). Unitat Cientifico tècnica de Suport Vall d’Hebron Institut de Recerca (VHIR) Hospital Universitari Vall d’Hebron.
Gibbs, J. (2001). Demography versus habitat fragmentation as determinants of genetic variation in wild populations. Biological Conservation. 100(1):15-20 DOI: 10.1016/S0006-3207(00)00203-2
Guillot, G., Mortier, F. y Estoup, A. (2005). GENELAND: A program for landscape genetics. Molecular Ecology Notes, 5, 712-715.
González, D. (2018). Viabilidad adaptativa de cuatro procedencias de chile silvestre (Capsicum annuum L. var glabriusculum) bajo un sistema de manejo agroforestal en huertas de guayabo (Psidium guajava L.) en el municipio de Calvillo, Ags. Tesis (Maestría en Ciencias Agronómicas). Universidad Autónoma de Aguascalientes. Centro de Ciencias Agropecuarias. Aguascalientes, Ags., México.
González-Jara, P.; Moreno-Letelier, A.; Fraile, A.; Piñero, D. y García-Arenal, F. (2011). Impact of human management on the genetic variation of wild pepper, Capsicum annuum var. glabriusculum. PLoS ONE, 6(12): e28715. Doi: 10.1371/journal.pone.0028715
Guzmán, F.A.; Ayala, H.; Azurdia, C.; Duque, M. C. Y De Vicente, M. C. (2005). AFLP assessment of genetic diversity of Capsicum genetic resources in Guatemala. Crop Sci., 45:363–370. Doi: 10.2135/cropsci2005.0363
Guzmán, F. A. (2007). Desarrollo de una herramienta molecular para el estudio de la diversidad genética de germoplasma del género Capsicum. Tesis (Magíster en Biología) Universidad del Valle. Facultad de Ciencias Naturales. Colombia. pp 34.
Hearne, C. M.; Ghlosh, S. y Todd, J. A. (1992). Microsatellites for linkage analysis of genetic traits. Trend Genet. 8: 288-294. DOI: 10.1016/0168-9525(92)90256-4
Heiser, Jr. w. (1976). Peppers-Capsicum (Solanaceae), en N. W. Simmonds, ed. Evolution of Crop Plants. p. 265-268. Longman, Londres.
Hernández-Verdugo S.; Guevara-González, R. G.; Rivera-Bustamante, R. F.; Vázquez-Yanes C. y Oyama, K. (1999). Los parientes silvestres del chile (Capsicum spp.) como recursos genéticos. Boletín de la Sociedad Botánica de México, 62:171-181
Hernández-Verdugo, S., Luna-Reyes, R. y Oyama, K. (2001). Genetic structure and differentiation of wild and domesticated populations of Capsicum annuum from Mexico. Plant Syst. Evol., 226:129–142. doi:10.1007/s006060170061
Hernández-Verdugo, Sergio, González-Sánchez, Ramón A., Porras, Flor, Parra-Terraza, Saúl, Valdez-Ortiz, Ángel, Pacheco-Olvera, Antonio, y López-España, Ricardo Guillermo. (2015). Plasticidad fenotípica de poblaciones de chile silvestre (Capsicum annuum var. glabriusculum) en respuesta a disponibilidad de luz. Botanical Sciences, 93(2), 231-240. https://doi.org/10.17129/botsci.237
Instituto Alexander Von Humboldt, IAVH. (1997). Caracterización ecológica de cuatro remanentes de Bosque seco Tropical de la región Caribe colombiana. Grupo de Exploraciones Ecológicas Rápidas, IAVH, Villa de Leyva.
Janzen, Daniel. (1988). Tropical dry forests: The most endangered major tropical ecosystem. Biodiversity, 130-137.
Jeong, H., Jo, Y.D., Park, S.W. y Kang, B.G. (2010). Identification of Capsicum species using SNP markers based on high resolution melting analysis. Genome 53: 1029–1040.
Justino, E. V., Fonseca, M. E. N, Ferreira, M. E., Boiteux, L. S. Silva, P. P y Nascimento, W. M. (2018). Estimate of natural cross-pollination rate of Capsicum annuum using a codominant molecular marker associated with fruit pungency. Genet. Mol. Res. 17 (1).
Kim, C. G., Park, K. W., Lee, B., Kim, D. I., Park, J. Y., Kim, H. J., Park, J. E., An, J. H., Cho, K. H., Jeong, S. C., Choi, K. H., Harn, C. H., and Kim, H. M. (2009). Geneflow from genetically modified to conventional chili pep-per (Capsicum annuum L.). Plant Sci. 176: 406–412.
Kosi Doku, S. (2005). Genetic diversity studies in twenty accessions of hot pepper (Capsicum spp L.) in Ghana. Department of nuclear agriculture and radiation processing school of nuclear and allied sciences University of Ghana. Master of Philosophy in Nuclear Agriculture. University of Ghana. Acra, Ghana.
Laurentín, H. (2009). Data analysis for molecular characterization of plant genetic resources. Genetic Resources and Crop Evolution. 56(2): 277-292. DOI: 10.1007/s10722-008-9397-8
Lee, J. M., Nahm, S. H., Kim, Y. M. y Kim, B. D. (2004). Characterization and molecular genetic mapping of microsatellite loci in pepper. Theoretical and Applied Genetics, 108(4), 619-627.
López-España, R.; López-Hernández, E.; Hernández-Morales, T.; Charrez-Cruz, A.; González Guzmán, Y.; Muñoz-Jimarez, N. A. y Ortiz-Quintero, A. (2017). Effects of temperature wild chili pepper (Capsicum annuum var. glabriusculum) germination grown under two light conditions. Acta Agronómica. 66 (1), pp. 69-74.
Martínez H., N.; Gutiérrez-Moreno, L.; Cañas, L.; Rangel A., J.; Barraza M., J.; Montes-Fontalvo, J.; Blanco R., O. y Mendoza, J. (2011). Escarabajos coprófagos (Coleoptera Scarabaeidae Scarabaeinae) en un fragmento de bosque seco tropical en Tierra Arena, Atlántico, Colombia. Explorando El Caribe: Una Visión Desde Las Ciencias Básicas, Farmacia E Ingeniería. Pp. 111 - 129
Mcleod, M.; Guttman, S. y Eshbaugh, H. (1982). Early Evolution of Chili Peppers (Capsicum). Economic Botany, 36(4), 1982, pp. 361-368.9
Medina, J.; Lugo, N.; Bonilla, A. y Cortez, D. (2009). Avances del estudio de la variabilidad genética en dos poblaciones silvestres de Pseudoplastystoma fasciatum (Siluriformes: Pimelodidae), en Venezuela. Actual Biol, 31(1): 118-119.
Morgante, M. y Olivieri, A.M. (1993). PCR-amplified Microsatellites as Markers in Plant Genetics. Plant J. 3: 175-182.
Mossman, C. y Waser, P. (2001). Effects of habitat fragmentation on population genetic structure in the white-footed mouse (Peromyscus leucopus). Canadian Journal of Zoology. 79(2):285-295. DOI: 10.1139/cjz-79-2-285
Muñoz F., J. E.; Morillo C., A. C. y Morillo C., Y. (2008). Microsatélites amplificados al azar (RAM) en estudios de diversidad genética vegetal. Acta Agronomica, 57(4): 219-226.
Nagy, I., Stagel, A., Sasvari, Z., Röder, M., y Ganal, M. (2007). Development, characterization, and transferability to other Solanaceae of microsatellite markers in pepper (Capsicum annuum L.). Genome, 50(7): 668-688.
Nei, M. 1978. Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individuals. Genetics 89: 583-590.
Nicolai M. ; Cantet M. ; Lefebvre V. ; Sage-Palloix A. M. ; Palloix A. (2013). Genotyping a large collection of pepper (Capsicum spp.) with SSR loci brings new evidence for the wild origin of cultivated C. annuum and the structuring of genetic diversity by human selection of cultivar types. Genetic Resources and Crop Evolution, 60: 2375–2390.
Ocampo, G. R. y Cardona, C. H. (2013). La endogamia en la producción animal. Rev. Colombiana cienc. Anim. 5(1):463-479.
Olatunji, T. L. y Afolayan, A. J. (2019). Variability in seed germination characteristics of Capsicum annuum L. and Capsicum frutescens L. Pak. J. Bot., 51(2): 561-565.
Odland, M. L. y Porter, A. M. 1941. A study of natural crossing in pepper (Capsicum frutescens L.). J. Amer. Soc. Hort. Sci. 38:585–588.
Ospina, M. V. (2019). Frecuencias alélicas y genotípicas de polimorfismos de genes asociados a la vía de Wnt en individuos sistémicamente sanos y su asociación con variables clínicas periodontales. Unidad de Investigación Básica Oral UIBO. Universidad del Bosque. p. 114 http://hdl.handle.net/20.500.12495/2521.
Oyama, K.; Hernández-Verdugo, K; Sánchez, C.; González-Rodríguez, A.; Sánchez-Peña, P.; Garzón-Tiznado, J. y Casas, A. (2006). Genetic structure of wild and domesticated populations of Capsicum annuum (Solanaceae) from northwestern Mexico analyzed by RAPDs. Genetic Resources and Crop Evolution. 53: 553–562.
Pacheco-Olvera, A.; Hernández-Verdugo, S.; Rocha-Ramírez, V.; González-Rodríguez, A. y Oyama, K. (2012). Genetic diver¬sity and structure of pepper (Capsicum annuum L.) from north¬western Mexico analyzed by microsatellite markers. Crop Sci. 52:231–241. doi:10.2135/cropsci2011.06.0319
Peakall, R. y Smouse P.E. (2012) GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research-an update. Bioinformatics 28, 2537-2539.
Picó S., M. B. y Esteras G., C. (2012). Marcadores moleculares basados en PCR: Marcadores SSR o STR (Simple Sequence Repeats o Short Tandem Repeats). Microsatélites. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural. Universidad Politecnica de Valencia. http://hdl.handle.net/10251/16743
Piñero, D.; Caballero-Mellado, J.; Cabrera-Toledo, D.; Canteros, C.; Casas, A.; Castañeda S., A.; Castillo, A.; Cerritos, R.; Chassin-Noria, O.; Colunga-García, P.; Díaz-Jaimes, P.; Eguiarte, L.; Escalante, A.; Espinoza, B.; Fleury, A.; Flores-Ramírez, S.; Fragoso, G.; Arturo, G. y Zúñiga, G. (2008). La diversidad genética como instrumento para la conservación y el aprovechamiento de la biodiversidad: estudios en especies mexicanas. CONABIO, México, pp. 437-494.
Portillo-Quintero, C.A. y Sánchez-Azofeifa, G.A. (2010). Extent and conservation of tropical dry forests in the Americas. Biological Conservation 143, 144–155.
Quintero, I., y Barraza, F. (2009). Densidad poblacional y plasticidad fenotípica del ají picante (Capsicum annuum L.) c.v. cayene long slim. Intropica, 4(1), 55–66.
R Development Core Team (2019). R: A Language and Environment for Statistical Computing. Vienna, Austria: R Foundation for Statistical Computing.
Rodríguez, G. M.; Banda-R., K.; Reyes, S. P. y Estupiñán, A. C. (2012). Lista comentada de las plantas vasculares de bosques secos prioritarios para la conservación en los departamentos de Atlántico y Bolívar (Caribe colombiano). Biota Colombiana 13 (2).
Sánchez-Azofeifa, G. A.; Quesada, M.; Rodríguez, J. P.; Nassar, J. M.; Stoner, K. E.; Castillo, A.; Garvin, T.; Zent, E. L.; Calvo-Alvarado, J. C.; Kalacska, M.; Fajardo, L.; Gamon, J. y Cuevas-Reyes, P. (2005). Research Priorities for Neotropical Dry Forests. BIOTROPICA 37(4): 477–485.
Shirasawa, K.; Ban, T.; Nagata, N. y Murakana, T. (2019). Impact of Genomics on Capsicum Breeding. Springer Nature Switzerland AG, The Capsicum Genome pp 209-219.
Szczecińska, M.; Sramkó, G.; Wołosz, K. y Sawicki, J. (2016). Genetic Diversity and Population Structure of the Rare and Endangered Plant Species Pulsatilla patens (L.) Mill in East Central Europe. PLoS ONE, 11(3).
Tamura, K.; Stecher, G.; Kumar, S. (2022) MEGA11: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 11.0.11, Molecular Biology and Evolution.
Tanksley, S.D. (1984). High rates of cross-pollination in chile pepper [Insect pollinators, foreign pollen contamination].
Thuiller, W.; Araújo, M.; Pearson, R.G.; Whittaker, R.; Brotons, R.G. y Lavorel, S. (2004). Uncertainty in prediction of extinction risk. Nature, 430(6995): 1 https://doi.org/10.1038/nature02716
Toledo-Aguilar, R.; López-Sánchez, H.; Santacruz-Varela, A.; Valadez-Moctezuma, López, P. A.; Aguilar-Rincón, V.; González-Hernández, V. A. y Vaquera-Huerta, H. (2016). Characterization of genetic diversity of native ‘Ancho’ chili populations of Mexico using microsatellite markers. Chilean Journal of agricultural research, 76 (1): 17-26.
Torres G., A. M.; Adarve, J. B.; Cárdenas, M.; Vargas, J. A.; Londoño, V.; Rivera, K.; Home, J.; Duque, L. D. y María, A. (2012). Dinámica sucesional de un fragmento de bosque seco tropical del Valle del Cauca. Colombia. Biota Colombiana, 13 (2) 66-84.
Varshney, R.; Graner, A. y Sorrells, M. (2005). Genic microsatellite markers in plants: Features and applications. Trends in Biotechnology. 23 (1): 48-55.
Votava, E.J.; Nabhan, G. P. y Bosland, P. W. (2002). Genetic diver¬sity and similarity revealed via molecular analysis among and within an in situ population and ex situ accessions of chiltepin (Capsicum annuum var. glabriusculum). Conserv. Genet. 3(2): 123–129. doi:10.1023/A:1015216504565
Wittwer, C. T.; Reed, G. H.; Gundry, C. N.; Vandersteen, J. G. y Pryor, R. J. (2003). High-resolution genotyping by amplicon melting analysis using LCGreen. Clinical chemistry, 49(6 Pt 1), 853–860. https://doi.org/10.1373/49.6.853
Wright, S. (1931). Evolution in mendelian populations. Genetics, 16: 97-158.
Yoon, J.Y.; Green, S.K.; Tschanz, A.T.; Tsou, S.C.S. y Chang, L.C. (1989). Pepper improvement for the tropics: problems and the AVRDC approach. Pp 87-98. In: Tomato and Pepper production in the Tropics; Asian Vegetable Research and Development Center (AVRDC), hanhua, Tainan.
Zaya, D.; Molano-Flores, B.; Feist, M.; Koontz, J. y Coons, J. (2016). Assessing genetic diversity for the USA endemic carnivorous plant Pinguicula ionantha R.K. Godfrey (Lentibulariaceae). Conservation Genetics. 18(1)
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