Variación genética en guayaba mediante RAPDs y descriptores morfológicos en Calvillo, Aguascalientes
Por: Ing. Luis Lorenzo Valera-Montero
Se muestrearon frutos y hojas de 140 árboles seleccionados al azar de guayaba procedentes de igual número de huertas de Calvillo Aguascalientes en el periodo 2012-2013 con el fin de obtener marcadores moleculares tipo RAPD y compararloscon descriptores morfológicos de fruto y hojas de los individuos seleccionados mediante fenogramas.
La similitud encontrada para los datos de morfología va de 87 a 100%, en tanto, la similitud para los datos de RAPD osciló entre 25 y 100%. A las cinco clades principales generadas con los datos de morfología de fruto y hoja, no fue posible asociarles con las bandas generadas mediante RAPD. Por lo tanto, los análisis de ambos tipos de datos fueron realizados por separado.
Aun así, se considera que la técnica RAPD puede ser utilizada para caracterizar genotipos de guayaba sobresalientes que pueden ser útiles en los programas de mejoramiento genético asistido de esta especie en México.
No se descarta el caso de tener huertas con un aceptable grado de uniformidad para efecto de tener un perfil genético reconocible que puede llevar a dictaminar la autenticidad del origen de los frutos de dicha huerta
Introducción
La guayaba (Psidium guajava, L.) es una fruta de importancia nacional, pues está integrada a la dieta del mexicano tanto como fruta fresca o sus derivados en forma de dulces regionales, mermeladas, galletas y licores, que además son exportados a los mercados latinos en el extranjero (Varela, 2010). En México se cultivan 20 899 ha de este frutal, de las cuales 30% pertenecen a huertos ubicados en el estado de Aguascalientes. De igual manera a nivel nacional se producen 302 719 t, de las cuales el 32% son producidas en dicho estado (SIAP, 2015). Estos datos de producción nacional colocan a México como el tercer productor de guayaba después de la India y Pakistán (Grattapaglia et al., 2012; Quesada et al., 2005) y a Aguascalientes como uno de los estados que más contribuyen conjuntamente con Michoacán. De la producción nacional, el 95% (288 670.85
- t) se ha reportado del tipo “Media china” (SIAP, 2015).
La zona productora deAguascalientes se ubica en el municipio de Calvillo y colinda con El Cañón de Juchipila del estado de Zacatecas. Esta zona en su conjunto se ha denominado “Calvillo-Cañones” y es una área compacta con gran importancia a nivel nacional en la producción de este frutal (Padilla et al., 2002). En dicho municipio se han reportado más de 400 huertos por parte del “Consejo Nacional Mexicano de la guayaba”, de los cuales la mayoría se encuentra en el rango de 0 a 3 hectáreas (SAGARPA, 2012).
Los genotipos considerados de origen local por los productores son compartidos en áreas vecinas de Zacatecas, conformando una región conocida como “Calvillo-Cañones” (Padilla et al., 2002; Padilla et al., 2007; Perales et al., 2005). Los frutos producidos en esta región tienen la reputación de ser los de mejor calidad a nivel nacional a pesar de que se ha observado que en campo existe variabilidad en los caracteres tales como forma de fruto, grosor del mesocarpio, color, tamaño y propiedades organolépticas que tienen influencia en el mercado nacional y recientemente internacional. No obstante, es precisamente esta calidad percibida de la guayaba de Calvillo la que ha impulsado a los productores locales a buscar una forma de impedir que frutos de otra procedencia sean etiquetados como si fuesen producidos en esta región.
Esta consideración sugiere la implementación de un método para la identificación de la “huella digital” de los frutos basándose en 
marcadores moleculares tales comoAmplified Fragment Length Polymorphisms (AFLPs), (Randomly Amplified Polymorphic (RAPD DNAs), (Restriction Fragment Length Polymorphisms (RFLP), (Single Nucleotide Polymorphism (SNP) y (Simple Sequence Repeats (SSR). Este tipo de marcadores son utilizados para la detección de polimorfismos en la cadena de ADN, que pueden ayudar a identificar genotipos, a establecer distancias genéticas entre genotipos silvestres, mejorados, cruzas o poblaciones.Además se considera como una herramienta útil en el mejoramiento asistido (Provan et al., 1999; Chandra y Mishra, 2007; ISAAA, 2015).
En el caso específico de guayaba, se han realizado pruebas de marcadores tipo Inter Simple Sequence Repeats (SSR e ISSR), arrojando resultados confiables sobre patrones monomórficos en plantas derivadas de embriogénesis somática, de las cuales se esperaba homogeneidad genética (Liu y Yang, 2012; Rai et al., 2012). Otro uso de los marcadores SSR ha sido la evaluación de la diversidad genética en guayaba silvestre de Brasil, o la identificación de géneros Psidium, Zyzygium y Eugenia en estudios de diversidad de la familia Myrtaceae (Nogueira et al., 2012; Valdés et al., 2012a). Una nueva manera de evaluar la diversidad genética con marcadores con base en los sitios conservados de unión de retrotransposones o Inter Primer Binding Sites (iPBS) ha sido recientemente utilizada en guayaba (Mehmood et al., 2013).
Otras técnicas como RFLP combinado con Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) se han considerado como menos eficientes y más tardadas comparadas contra técnicas que utilizan secuencias específicas de rDNA como blanco (18S and ITS) y cpDNA (trnL intron and trnL-trnF IGS). No obstante, mediante la técnica RAPD que es aún más simple que las anteriores y con el uso de cebadores OPB17, OPG6, OPY15 y OPY18 ha sido posible obtener patrones de alto nivel de polimorfismo que han sido útiles en la discriminación de variedades cultivadas de guayaba (Tseng-Wei et al., 2007). RAPDs también ha sido útil en la discriminación de 33 genotipos de guayaba de Bangladesh diferenciados en dos principales grupos que reflejan principalmente las características morfológicas de los niveles de domesticación de las variedades presentes (Ahmed et al., 2011).
Es evidente que las condiciones ambientales no son indicadores confiables per se de la expresión genotípica (Kujal et al., 2005). Por lo tanto, el objetivo de esta investigación fue analizar el patrón de los marcadores moleculares contra el patrón de variación morfológica de las plantas analizadas en los diferentes genotipos encontrados en las huertas de Calvillo, Aguascalientes. Se espera que los resultados sean de utilidad en los programas de mejoramiento de guayaba en México.
Resultados y discusión
Análisis de dendrograma elaborado con base a datos morfológicos
Al analizar los 16 caracteres morfológicos de hoja y fruto se encontraron especímenes de guayaba que fueron clasificados en dos o tres categorías según el descriptor. Once caracteres corresponden a fruto maduro y cinco a hoja desarrollada
(Cuadro 1). El análisis del conjunto de datos morfológicos mostró un rango de similitud de 87 a 100% (Figura 1), con un rango de correlación de Spearman de r= 0.719, lo cual difiere de los resultados obtenidos con RAPDs. Sin embargo, estos resultados son comparables a los obtenidos por Muñoz (2012), quien utilizó seis descriptores para fruto y tres para hoja de 79 árboles de guayabo pertenecientes a igual número dehuertos. De acuerdoconlosresultados elrango de similitud de caracteres morfológicos de guayabos de Calvillo oscila de 87 a 100% con un rango de correlación de r= 0.909. De la misma manera, se tiene concordancia con los resultados de Kujal et al. (2005), ya que encontraron que los datos de RAPD obtenidos por ellos presentaron mucha mayor divergencia que los datos de morfología. Esto podría ser una evidencia de que durante el proceso evolutivo los marcadores de polimorfismos de ADN neutrales no tienen ningún efecto sobre la aptitud de los seres vivos para sobrevivir en el medio ambiente, y por lo tanto, no son sujetos a la presión de selección como ocurre con las secuencias codificantes. Los resultados de Domínguez et al. (2005), también indican que los cambios que ocurren a nivel de genoma en guayaba no siempre corresponden a los observados en el fenotipo. Gomes et al. (2010) por su parte, encontraron concordancia parcial entre los métodos de agrupamiento de marcadores RAPD y los descriptores morfológicos de guayaba. En contraparte, Feria (2008) pudo asociar tres bandas específicas de un patrón de RAPD con la acumulación de quercetina en guayaba.
Debidoaque en el presente trabajo no se encontró una relación clara entre los marcadores moleculares y los descriptores de guayaba, se analizaron los caracteres morfológicos por separado, encontrándose que se generaron cinco grupos en el rango de similitud entre 91 y 94% que se describen con sus etiquetas (Figura 1).
Análisis de dendrograma elaborado con base a RAPDs
Desde las pruebas preliminares con los cebadores se encontraronbandaspolimórficasenvarioscebadoresdelaserie OPAyOPH producidasenfunción delgenotipo (Figura 2).Las 10 bandas polimórficas fueron utilizadas para la elaboración del dendrograma en base a RAPDs. Los valores de similitud calculados para los 140 genotipos oscilaron entre 25 a 100% y un coeficiente de correlación de Spearman r= 0.794 (Figura 3), lo cual es coincidente con lo obtenido por Muñoz-Rodríguez (2012), quien encontró un rango de similitud de 30 a 100% con un rango de correlación de r= 0.927 utilizando RAPDs de solamente 26 genotipos de la zona productora de Calvillo con cebadores de las series OPA (10, 05 y 07) y OPB (01 y 09).
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