Publicado

2021-09-21

Comparación morfo-agronómica y molecular de catorce variedades de arroz (Oryza sativa L.) con las líneas que dieron su origen

Morpho-agronomic and molecular comparison of fourteen varieties of rice (Oryza sativa) with the lines that gave them the origin

DOI:

https://doi.org/10.15446/abc.v27n1.84269

Palabras clave:

Fenotipado, FLAR, genotipado, similitud (es)
Phenotyping, FLAR, genotyping, similarity (en)

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Con el objetivo de determinar las diferencias morfo-agronómicas y de calidad, y la diversidad genética entre 14 variedades de arroz de América Latina con sus respectivas líneas de origen, se estableció un estudio (Bloques completos al azar, con 28 genotipos, tres repeticiones y dos siembras en el tiempo), en el cual se midieron 25 variables morfo-agronómicas y de calidad de grano. El análisis molecular se hizo mediante un arreglo de 96 marcadores tipo SNP de alta capacidad de discriminación para arroces Indica. El análisis estadístico se hizo combinando los datos de las dos siembras porque no hubo diferencias estadísticas entre ellas. Además, se analizaron en conjunto los datos moleculares con los morfo-agronómicos y de calidad, usando el índice de Gower para generar una matriz de similitud. Mediante el programa SAS se analizaron los datos agronómicos y moleculares tanto en forma independiente como en conjunto. Los resultados mostraron que, de las 14 variedades, ocho se agruparon con su línea de origen y hubo una variedad que se agrupó con una línea hermana de su ancestro. Los resultados fueron consistentes cuando el análisis de datos se hizo independientemente o combinado. Dada la amplia diversidad encontrada dentro de las variedades y que ninguna fue homocigota al 100 % no se pudieron establecer los perfiles genéticos distintivos de ellas, por lo que se debe hacer la purificación de las variedades para establecer su huella genética.

This research aimed to determine the morpho-agronomic, grain quality, and molecular differences between fourteen rice varieties and their ancestors. These rice varieties from Latin America were tested for 25 variables in a randomized complete block design with 28 genotypes, two planting dates, and three replications. The molecular analysis was done using an array of 96 SNP markers with a high discrimination capacity for Indica rice. A combined statistical analysis was done because there were no statistical differences between the planting dates. Also, molecular, morpho-agronomic, and grain quality data were analyzed together, using the Gower index to generate a similarity matrix. Agronomic and molecular data were analyzed both, together and independently, through the SAS program. Results showed that eight varieties were grouped with their respective ancestor, and one variety was grouped with a sibling of their ancestor and was consistent in all the analyses. However, given the wide heterozygosity found within the varieties, distinctive genetic profiles could not be established; the varieties must be purified to establish their genetic footprint.

Referencias

Aguirre, C., Alvarado, R., y Hinrichsen, P. (2005). Identification of Chilean Rice Cultivars and Breeding Lines by Means of Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP). Agricultura Técnica, 65(4), 356-369.https://dx.doi.org/10.4067/S0365-28072005000400002 DOI: https://doi.org/10.4067/S0365-28072005000400002

Amela, F., Vallejo Cabrera, F., Martínez, C., y Borrero, J. (2008). Parámetros genéticos de la longitud de panícula en arroz. Acta Agronómica, 57(4), 233-239. https://revistas.unal.edu.co/index.php/acta_agronomica/article/view/9258/9906

Amézquita Varón, N. (2013). Estimación de parámetros genéticos para rendimiento y calidad de grano en una población de Líneas Recombinantes Endogámicas de Arroz (Oryza sativa L.) a través de varios ambientes. [Master’s tesis]. Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Colombia.

Arce, O. (2006). Evaluación y selección de líneas de arroz (Oryza sativa L.) del vivero ION-CIAT-secano, en base a características agronómicas, resistencia a enfermedades y calidad molinera [Bachelor’s tesis]. Escuela de Agronomía, Instituto Tecnológico de Costa Rica.

Bernis, F., y Pàmies, B. (2004). Variedades y mejora del arroz (Oryza sativa, L.) (Vol. 2). Universidad Internacional de Cataluña.

Berrío, L., Jennings, P., y Torres, E. Breeding rice in Colombia for tolerance to delayed harvesting. Proceedings of the Twenty-ninth Session of the Rice Technical Working Group, (RTWG) Little Rock.

Caramante, M., Rao, R., Monti, L., y Corrado, G. (2009). Discrimination of “San Marzano” accessions: A comparison of minisatellite, CAPS and SSR markers in relation to morphological traits. Scientia Horticulturae, 120(4), 560-564. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2008.12.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2008.12.004

Casals, J., Pascual, L., Cañizares, J., Cebolla-Cornejo, J., Casañas, F., y Nuez, F. (2011). The risks of success in quality vegetable markets: Possible genetic erosion in Marmande tomatoes (Solanum lycopersicum L.) and consumer dissatisfaction. Scientia Horticulturae, 130(1), 78-84. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2011.06.013 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2011.06.013

Miranda, I., Nualles, M. V., Fernández, L., y Esponda, D. C. (2010). Utilización del análisis de clúster con variables mixtas en la selección de genotipos de maíz (Zea mays). Investigación Operacional, 31(3), 209-216.

Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT). (1983). Sistema Internacional de Evaluación de Arroz. CIAT.

Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT). (1985). Investigación y producción de arroz. Crecimiento y etapas de desarrollo de la planta de arroz. CIAT.

Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT). (1989). Evaluación de la calidad culinaria y molinera del arroz. CIAT.

Chávez Esponda, D., Miranda Cabrera, I., Varela Nualles, M., y Fernández, L. (2010) utilización de clúster con variables mixtas en la selección de genotipos de maíz (Zea mays). Revista investigación Operacional, 30(3), 209–216.

Chen, M. H., Bergman, C. J., McClung, A. M., Everette, J. D., y Tabien, R. E. (2017). Resistant starch: Variation among high amylose rice varieties and its relationship with apparent amylose content, pasting properties and cooking methods. Food chemistry, 234, 180–189. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.04.170 DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.04.170

Cheng, S. H., Zhuang, J. Y., Fan, Y. Y., Du, J. H., y Cao, L. Y. (2007). Progress in research and development on hybrid rice: a super-domesticate in China. Annals of botany, 100(5), 959–966. https://doi.org/10.1093/aob/mcm121 DOI: https://doi.org/10.1093/aob/mcm121

Correa Londoño, G., Lavalett Oñate, L., Galindo Villardón, M., Afanador Kafuri, L. (2007). Uso de métodos multivariantes para la agrupación de aislamientos de Colletotrichum spp. Con base en características morfológicas y culturales. Revista Facultad Nacional de Agronomía, 60(1), 3671-3690.

Cortés-Olmos, C., Vilanova, S., Pascual, L., Roselló, J., y Cebolla-Cornejo, J. (2015). SNP markers applied to the characterization of Spanish tomato (Solanum lycopersicum L.) landraces. Scientia Horticulturae, 194, 100-110. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.07.036 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.07.036

Degiovanni Beltramo, V., Gómez, J., y Sierra, J. (2004). Análisis de crecimiento y etapas de desarrollo de tres variedades de arroz (Oryza sativa L.) en Montería, Córdoba. Temas Agrarios, 9(1), 21-29. https://doi.org/10.21897/rta.v9i1.620 DOI: https://doi.org/10.21897/rta.v9i1.620

Degiovanni Beltramo, V. M., Martínez Racines, C. P., y Motta O, F. (2010). Producción eco-eficiente del arroz en América Latina. Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT).

Díaz, S., Morejón, R., y Pérez, N., (2017). Comportamiento y selección de líneas avanzadas de arroz (Oryza sativa L.) obtenidas por el Programa de Mejoramiento en Los Palacios. Cultivos Tropicales, 38(1), 81-88.

Díaz, Sandra H., Pérez, N, Morejón, R. (2000). Evaluación del germoplasma de arroz (Oryza sativa L.). Cultivos Tropicales, 21(2), 5-8.

Espe, M.B., Hill, J.E., Leinfelder-Miles, M., Espino, L.A., Mutters, R., Mackill, D., van Kessel, C., y Linquist B.A. (2018). Rice yield improvements through plant breeding are offset by inherent yield declines over time. Field Crops Research, 222: 59-65. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2018.03.017 DOI: https://doi.org/10.1016/j.fcr.2018.03.017

Espino, L. (2014). Rice Yield Components. UC Rice Blog California Rice Production. https://ucanr.edu/blogs/blogcore/postdetail.cfm?postnum=14826

Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). (01 de enero de 2004). El arroz es vida. Año internacional de arroz 2004. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). http://www.fao.org/rice2004/es/kids.htm#:~:text=Para%20que%20una%20planta%20de,se%20necesita%20para%20cultivar%20arroz%3F

García, J. (2015). Efecto del tratamiento con altas presiones sobre la pre-gelatinización de arroz en grano y harina de arroz. [Bachelor's thesis]. Escuela técnica superior de ingenieros agrónomos. Universidad Pública de Navarra.

Golam, F., Yin, Y. H., Masitah, A., Afnierna, N., Majid, N. A., Khalid, N., y Osman, M. (2011). Analysis of aroma and yield components of aromatic rice in Malaysian tropical environment. Australian Journal of Crop Science, 5(11), 1318-1325.

González, R. (2015). Evaluación agroproductiva de cuatro cultivares de arroz (Oryza sativa L.) en el Sur del Jíbaro. [Bachelor's thesis]. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Central Marta Abreu de Las Villas.

Global Rice Science Partnership (GRiSP). (2013). Rice almanac (4th ed.). Los Baños (Philippines): International Rice Research Institute.

Hardke, J., y Siebenmorgen, T. (01 de enero de 2012). Production Factors Affecting Rice Milling Quality. Farm progress. https://www.farmprogress.com/rice/production-factors-affecting-rice-milling-quality

Hsu, R., Chen, H., Lu, S., y Chiang, W. (2015). Effects of cooking, retrogradation and drying on starch digestibility in instant rice making. Journal of Cereal Science, 65, 154-161. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2015.05.015 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcs.2015.05.015

International Rice Research Institute (IRRI). (2019). Breeding program management. International Rice Research Institute.

Jakobsson, M., Edge, M. D., y Rosenberg, N. A. (2013). The Relationship Between FST and the Frequency. Genetics, 193(2), 515–528. https://doi.org/10.1534/genetics.112.144758 DOI: https://doi.org/10.1534/genetics.112.144758

Jennings, P., Coffman, R., y Kauffman, H. (1981). Mejoramiento de arroz. Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT).

Kumar, S., Stecher, G., y Tamura, K. (2016). MEGA7: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 7.0 for Bigger Datasets. Molecular biology and evolution, 33(7), 1870–1874. https://doi.org/10.1093/molbev/msw054 DOI: https://doi.org/10.1093/molbev/msw054

Lemus, Y., y Díaz, R. (2009). Importancia del mantenimiento y multiplicación varietal para la producción de semillas hortícolas. Instituto de Investigaciones Hortícolas “Liliana Dimitrova”.

Liu, K., y Muse, S. V. (2005). PowerMarker: an integrated analysis environment for genetic marker analysis. Bioinformatics (Oxford, England), 21(9), 2128–2129. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bti282 DOI: https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bti282

Martínez, M. (2010). Caracterización y optimización del ahijado del arroz en el delta del Ebro. [Doctoral ‘s tesis]. Universidad Politécnica de Valencia.

Nei, M. (1972). Genetic Distance between Populations. The American Naturalist, 106 (949), 283–292. https://doi.org/10.1086/282771 DOI: https://doi.org/10.1086/282771

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(19), 2537–2539. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts460 DOI: https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts460

Pérez-Almeida, I., y Montoya Aramburu, M. (2009). Calidad del grano y variabilidad genética de variedades y líneas de arroz del Instituto nacional de investigaciones agrícolas (INIA). Agronomía Tropical, 59(4), 445-456.

Quirós, E. (2003). Evaluación morfológica y molecular de líneas avanzadas de mejoramiento genético de arroz (Oryza sativa L.) del instituto de investigación agropecuaria de panamá, (IDIAP). [Master's tesis]. Escuela de Posgrados. Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza.

Rambaut, A. (2016). Molecular evolution, phylogenetics and epidemiology, FigTree, v1.4.3. The University of Edinburg.

Reig, J. (2019). Estudio de polimorfismos asociados a caracteres de interés agronómico en arroz (Oryza sativa L.) mediante técnicas de análisis genómico. [Tesis doctoral]. Universidad Politécnica de Valencia.

Risterucci, A. M., Grivet, L., N’Goran, J. A. K., Pieretti, I., Flament, M. H., y Lanaud, C. (2000). A high-density linkage map of Theobroma cacao L. Theoretical and Applied Genetics, 101 (5–6), 948–955. https://doi.org/10.1007/s001220051566 DOI: https://doi.org/10.1007/s001220051566

Saha, P. S., Islam, M. U., Islam, M. S., y Salam, M. A. (2015). Analysis of yield components and aroma of small grain aromatic rice (Oryza sativa L.) in Bangladesh. The Agriculturists, 13(2), 17–24. https://doi.org/10.3329/agric.v13i2.26584 DOI: https://doi.org/10.3329/agric.v13i2.26584

Sandhu, R. S., Singh, N., Kaler, R. S. S., Kaur, A., y Shevkani, K. (2018). Effect of degree of milling on physicochemical, structural, pasting and cooking properties of short and long grain Indica rice cultivars. Food Chemistry, 260, 231–238. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.03.092 DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.03.092

Sharma, S.D. (2010). Rice: Origin, Antiquity and History (1st ed.). CRC Press. https://doi.org/10.1201/EBK1578086801 DOI: https://doi.org/10.1201/EBK1578086801-c1

Singh, U., Singh, R y Khush, G. (2000). Aromatic rices. International Rice Research Institute. Oxford & IBH Publishing Co. Pvt. Ltd.

Tapia, C. (1998). Caracterización morfológica y molecular de la diversidad genética de la colección de Pachyrhizus (LAM) CATIE. Centro Agronómico de Investigación y Enseñanza.

Tong, C., Chen, Y., Tang, F., Xu, F., Huang, Y., Chen, H y Bao, J. (2014). Genetic diversity of amylose content and RVA pasting parameters in 20 rice accessions grown in Hainan, China. Food chemistry, 161, 239–245. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.04.011 DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.04.011

Torres, E., y Martínez, C. (2010). El mejoramiento del arroz. En B. Degiovanni, V. M. Martínez Racines, P. César, y O. Motta, (Eds.). Producción ecoeficiente del arroz en América Latina (pp. 141-149). Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT).

Vale, F., Parlevliet, J., y Zambolim, L. (2001). Concepts in plant disease resistance. Fitopatologia Brasileira, 26, 577-589. https://doi.org/10.1590/S0100-41582001000300001 DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-41582001000300001

Vallejo, F.A., y Estrada, E.I. (2013). Mejoramiento Genético de Plantas (2 ª ed.) Departamento de Arte de Feriva S.A.

Villao, K. (2017). Evaluación agronómica de tres variedades de Oryza sativa L. En el sistema intensivo de cultivo de arroz con distintas cantidades de semillas por sitio”. [Bachelor's tesis]. Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad de Guayaquil.

Wang, J., Jiang, T., Zou, D., Zhao, H., Li, Q., Liu, H., y Zhou, C. (2014). Genetic diversity and genetic relationships of japonica rice varieties in Northeast Asia based on SSR markers. Agriculture and Environmental Biotechnology, 28(2), 230–237. https://doi.org/10.1080/13102818.2014.908019 DOI: https://doi.org/10.1080/13102818.2014.908019

Xangsayasane, P., Vongxayya, K., Phongchanmisai, S., Mitchell, J., y Fukai, S. (2018). Rice milling quality as affected by drying method and harvesting time during ripening in wet and dry seasons. Plant Production Science, 22(1), 98-106. https://doi.org/10.1080/1343943X.2018.1544463 DOI: https://doi.org/10.1080/1343943X.2018.1544463

Zeigler, R. S., Rubiano, M., y Pineda, A. (1988). A field screening method to evaluate rice breeding lines for resistance to the hoja blanca virus. Annals of Applied Biology, 112(1), 151–158. https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.1988.tb02050.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.1988.tb02050.x

Zhang, Y., MA, Y., Chen, Z., Zou, J., Chen, T., Li, Q., y Pan, X. (2015). Genome-Wide Association Studies Reveal New Genetic Targets for Five Panicle Traits of International Rice Varieties. Rice Science, 22(5), 217–226. https://doi.org/10.1016/J.RSCI.2015.07.001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rsci.2015.07.001

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Rodriguez-Betancourth, L. A., Quintero, C., Cuásquer, J., Graterol, E., García Davila, M. y Cruz-Gallego, M. (2021). Comparación morfo-agronómica y molecular de catorce variedades de arroz (Oryza sativa L.) con las líneas que dieron su origen. Acta Biológica Colombiana, 27(1), 5–16. https://doi.org/10.15446/abc.v27n1.84269

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Rodriguez-Betancourth, L.A., Quintero, C., Cuásquer, J., Graterol, E., García Davila, M. y Cruz-Gallego, M. 2021. Comparación morfo-agronómica y molecular de catorce variedades de arroz (Oryza sativa L.) con las líneas que dieron su origen. Acta Biológica Colombiana. 27, 1 (sep. 2021), 5–16. DOI:https://doi.org/10.15446/abc.v27n1.84269.

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(1)
Rodriguez-Betancourth, L. A.; Quintero, C.; Cuásquer, J.; Graterol, E.; García Davila, M.; Cruz-Gallego, M. Comparación morfo-agronómica y molecular de catorce variedades de arroz (Oryza sativa L.) con las líneas que dieron su origen. Acta biol. Colomb. 2021, 27, 5-16.

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RODRIGUEZ-BETANCOURTH, L. A.; QUINTERO, C.; CUÁSQUER, J.; GRATEROL, E.; GARCÍA DAVILA, M.; CRUZ-GALLEGO, M. Comparación morfo-agronómica y molecular de catorce variedades de arroz (Oryza sativa L.) con las líneas que dieron su origen. Acta Biológica Colombiana, [S. l.], v. 27, n. 1, p. 5–16, 2021. DOI: 10.15446/abc.v27n1.84269. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/actabiol/article/view/84269. Acesso em: 13 jul. 2024.

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Rodriguez-Betancourth, Lenin Alonso, Constanza Quintero, Juan Cuásquer, Eduardo Graterol, Mario García Davila, y Maribel Cruz-Gallego. 2021. «Comparación morfo-agronómica y molecular de catorce variedades de arroz (Oryza sativa L.) con las líneas que dieron su origen». Acta Biológica Colombiana 27 (1):5-16. https://doi.org/10.15446/abc.v27n1.84269.

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Rodriguez-Betancourth, L. A., Quintero, C., Cuásquer, J., Graterol, E., García Davila, M. y Cruz-Gallego, M. (2021) «Comparación morfo-agronómica y molecular de catorce variedades de arroz (Oryza sativa L.) con las líneas que dieron su origen», Acta Biológica Colombiana, 27(1), pp. 5–16. doi: 10.15446/abc.v27n1.84269.

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L. A. Rodriguez-Betancourth, C. Quintero, J. Cuásquer, E. Graterol, M. García Davila, y M. Cruz-Gallego, «Comparación morfo-agronómica y molecular de catorce variedades de arroz (Oryza sativa L.) con las líneas que dieron su origen», Acta biol. Colomb., vol. 27, n.º 1, pp. 5–16, sep. 2021.

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Rodriguez-Betancourth, Lenin Alonso, Constanza Quintero, Juan Cuásquer, Eduardo Graterol, Mario García Davila, y Maribel Cruz-Gallego. «Comparación morfo-agronómica y molecular de catorce variedades de arroz (Oryza sativa L.) con las líneas que dieron su origen». Acta Biológica Colombiana 27, no. 1 (septiembre 21, 2021): 5–16. Accedido julio 13, 2024. https://revistas.unal.edu.co/index.php/actabiol/article/view/84269.

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Rodriguez-Betancourth LA, Quintero C, Cuásquer J, Graterol E, García Davila M, Cruz-Gallego M. Comparación morfo-agronómica y molecular de catorce variedades de arroz (Oryza sativa L.) con las líneas que dieron su origen. Acta biol. Colomb. [Internet]. 21 de septiembre de 2021 [citado 13 de julio de 2024];27(1):5-16. Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/actabiol/article/view/84269

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CrossRef citations1

1. Noraida de Jesús Pérez León, Guillermo Sabino Díaz López , Lienys Melkis Rodríguez Díaz , Teresa Hernández Pérez . (2023). Evaluación de cultivares de arroz (Oryza sativa L.) de Vietnam, para su introducción en Cuba. Revista Colombiana de Biotecnología, 25(1), p.15. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v25n1.107284.

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