CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA –CONCYTSECRETARIA NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA –SENACYTFONDO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA –FONACYTUNIVERSIDAD DEL VALLE DE GUATEMALA INFORME FINAL Caracterización de papaya criolla y papaya silvestre (Carica papaya L.) guatemaltecas mediante la técnica de Polimorfismo de Longitud de Fragmento Amplificado (Amplified fragment length polymorphism, AFLP) Proyecto FODECYT 024-2007 Licda. Dinora Roche Recinos Investigador principal Guatemala, diciembre 2010 La realización de este trabajo, ha sido posible gracias al apoyo financiero dentro del Fondo Nacional de Ciencia y Tecnología, -FONACYT-, otorgado por la Secretaría Nacional de Ciencia y Tecnología -SENACYT- y al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología CONCYT-. ii ÍNDICE Página RESUMEN v ABSTRACT vi PARTE I: I.1 INTRODUCCIÓN I.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ANTECEDENTES EN GUATEMALA JUSTIFICACIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN I.3 OBJETIVOS GENERAL ESPECÍFICOS I.4 MÉTODOLOGÍA I.4.1. LOCALIZACIÓN A. DISEÑO DEL ESTUDIO B. ANÁLISIS ESTADÍSTICO C. PROTOCOLO PARA EL ENSAYO ENZIMA-LIGADO INMUNOSORBENTE DIRECTO D. PROTOCOLO PARA LA EXTRACCIÓN DEL ADN GENÓMICO DE PAPAYA 1 4 7 8 PARTE II: II.1 MARCO TEÓRICO 20 PARTE III: III.1 RESULTADOS III.2 DISCUSIÓN DE RESULTADOS 40 50 PARTE IV: IV.1 CONCLUSIONES IV.2 RECOMENDACIONES IV.3 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS IV.4 ANEXOS 53 54 55 59 PARTE V: V.1 INFORME FINANCIERO 61 iii Cuadro 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. ÍNDICE DE CUADROS Reactivos para la digestión de ADN genómico del Analysis System I & Starter Primer Kit (version B) INVITROGEN (Cat. No. 10544-013 y 10483-014). Reactivos para la ligación de adaptadores del Analysis System I & Starter Primer Kit (version B) INVITROGEN (Cat. No. 10544-013 y 10483-014). Reactivos para la reacción de preamplificación del Analysis System I & Starter Primer Kit (version B) INVITROGEN (Cat. No. 10544-013 y 10483-014). Programa para PCR de la ligación de adaptadores del Analysis System I & Starter Primer Kit (version B) INVITROGEN (Cat. No. 10544-013 y 10483-014). Descripción botánica de la papaya. Zonas de producción de papaya en Guatemala y su potencial Exportaciones hacia el Salvador. Exportaciones hacia Honduras. Exportaciones hacia Nicaragua. Principio de Hardi-Weinberg. Muestras de papaya criolla analizadas por medio de la técnica de ELISA para la detección de PRSV. Muestras de papaya silvestre analizadas por medio de la técnica de ELISA para la detección de PRSV, probados por Illescas, 2006. Cebadores probados por Illescas, 2006. Combinaciones de cebadores probados para el estudio, incluyendo a los ya probados por Illescas, 2006. Proporción binomial de muestras de papaya criolla y silvestre. Homología presentada entre las muestras. iv Página 14 14 15 15 20 25 28 28 28 31 42 43 43 43 45 49 Figura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.a. 15.b. ÍNDICE DE FIGURAS Página Flor femenina de Carica papaya. Flor masculina de Carica papaya. Hoja de papaya con amarillamiento y moteado en el follaje, signo característico de PRSV. Áfidos, comúnmente llamados pulgones, fotografía a través de un estereoscopio. Área potencial del cultivo de papaya Principio del ensayo inmunosorbente enzima-ligado (enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA) Representación del principio de la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR). Representación del principio de análisis de AFLP. Frutos de papaya, planta de papaya y plantación muestreada en las Trochas No.5, Nueva Concepción Escuintla. Frutos de papaya, planta de papaya y plantación muestreada en El Paraíso, Nueva Concepción Escuintla. Vivero de papaya criolla ubicado en Pozas, Nueva Concepción, junto con su propietario, Don Víctor Ilopapa. Hoja con inflorescencia de papaya silvestre de El Caoba (El Petén), hoja y fruto de papaya silvestre de El Pesquero (El Petén). Fruto de papaya con anillos oscuros en su superficie, signo característico de infección con PRSV, Nueva Concepción, Escuintla. Gel A, utilizando los cebadores E-AGG / M-CAT y Gel B, utilizando los cebadores E-AAC / M-CAA. Dendrograma UPGMA que muestra los polimorfismos y la similitud genética entre las muestras de papaya criolla obtenidas del vivero de Pozas, Nueva Concepción, Escuintla y cuatro muestras de papaya silvestre obtenidas de El Petén. Bandas utilizadas para la elaboración del dendrograma UPGMA v 21 21 24 25 26 32 33 36 59 59 60 60 41 44 47 48 RESUMEN Para países en desarrollo, la exportación de frutas se ha convertido en una actividad muy importante en cuanto a la generación de divisas se refiere. Entre 1992 y 2002 Guatemala aumentó en un 10% el valor de las exportaciones. Debido principalmente a que éste es un estudio de tipo exploratorio, no estadísticamente significativo, el objetivo principal del estudio consistió en conocer la diversidad genética de la papaya criolla y silvestre de Guatemala. Investigaciones de este tipo son necesarias debido a que su carácter exploratorio nos sirve para iniciar la investigación del genoma de las plantas nativas guatemaltecas para poder encontrar en ellas, y con otros estudios posteriores, un gen que pueda ayudar a proporcionar una cierta resistencia a plagas, enfermedades o climas extremos, que afectan a los cultivos de papaya de exportación del país. Con ello se podría evitar las pérdidas económicas que dichas plagas y enfermedades provocan en los cultivos. Los objetivos específicos de este estudio incluyeron la estandarización de la técnica de AFLP para obtener de un dendrograma que mostrara las relaciones entre las muestras recolectadas. El estudio se dividió en dos fases: el análisis de las muestras por medio de ELISA para determinar cuáles se podían utilizar para el posterior análisis por medio de la técnica ya estandarizada de AFLP para la obtención del dendrograma con las relaciones filogenéticas entre las muestras. De esta manera se escogieron 26 muestras de papaya criolla y 4 muestras de papaya silvestre. Luego de la estandarización de la técnica de AFLP para papaya silvestre, ya que se tenía información previa de protocolos para la criolla, se encontró que la combinación de cebadores EAGG / M-CAT, al igual que en papaya criolla también producían una mayor cantidad de bandas para mostrar los polimorfismos en las muestras de papaya silvestre. Además la estandarización de esta técnica produjo un dendrograma en el que se muestran las relaciones filogenéticas entre ambos tipos de muestras. Este estudio también aportó 26 plántulas de papaya criolla sana para el inicio de un germoplasma en los viveros de la Universidad del Valle de Guatemala. Alcanzándose de esta manera los objetivos plantados en este estudio explorativo. vi ABSTRACT For developing countries, fruit exportation has become a very important activity in terms of generating foreign exchange concerns. Between 1992 and 2002 Guatemala increased by 10% the value of exports. Mainly because this is an exploratory study, no statistically significant, the main objective of the study was know the genetic diversity of the creole and wyld papaya of Guatemala. Research of this kind is necessary because of its exploratory nature serves to initiate genome research of Guatemalan native plants in order to find in subsequent studies, a gene that will help provide some resistance to pests, diseases and extreme weather, affecting the papaya crop exports in the country. This could avoid economic losses caused by pests and diseases. The specific objectives of this study included the standardization of the technique of AFLP to obtain a dendrogram that shows the relationships between the samples collected. The study was divided into two phases: the analysis of samples by ELISA to determine which could be used for further analysis using the standardized AFLP technique obtain the dendrogram with the phylogenetic relationships among the samples. For this will 26 samples of creole papaya were chose and 4 samples of wild papaya. After AFLP technique standardization for papaya wild, as we had prior information of protocols for the creole papaya, the combination of primers E-AGG / M-CAT, as in native papaya also produced greater number of bands to show polymorphisms in wild papaya samples. The standardization of this technique produced a dendrogram wich shows the phylogenetic relationships between both types of samples. This study also brings 26 healthy native papaya seedlings to the start of a germplasm nursery at the University del Valle de Guatemala. Thus achieving the goals outlined in this exploratory study. vii PARTE I I.1. INTRODUCCIÓN La diversidad de los materiales nativos de la mayoría de plantas cultivadas en Guatemala aún se desconoce, por lo que se debe encaminar la investigación hacia este tipo de conocimiento. Al conocer la diversidad de los materiales nativos se podrá recurrir a los mismos como fuente de genes para resistencia o tolerancia a enfermedades, como papaya bunchy top, fitoplasmas, para el caso de la papaya, o para tolerancia a climas extremos (sequías o alta pluviosidad). Se desconoce también la diversidad de papayas silvestres, por lo que este proyecto permitirá establecer localidades donde esta diversidad sea mayor para tomarlas en cuenta en programas de conservación. En Guatemala, la producción de frutas como medio de subsistencia del sector campesino contribuye en forma importante a la seguridad alimentaria y a la mejora de la situación nutricional de la población de las zonas rurales. Además, el desarrollo de la horticultura de exportación se ha basado en la pequeña agricultura, con promedios de 0,6 hectáreas sembradas por agricultor en 1979 que han pasado a un promedio de 5 hectáreas en 1993 y siguen en aumento. Para países en desarrollo, la exportación de frutas se ha convertido en una actividad muy importante en cuanto a la generación de divisas se refiere. Entre 1992 y 2002 Guatemala aumentó en un 10% el valor de las exportaciones. Sin lugar a dudas la herramienta indicada para realizar este tipo de estudio de manera sistemática es la biología molecular, más específicamente, la caracterización utilizando secuencias conocidas del genoma. Afortunadamente, en el pasado reciente, se ha apoyado a la investigación en este campo, en estudios de cultivos como el frijol, el maíz, el ajo, el tomate, la anona, la mora y la caña de azúcar; pero dada la diversidad de cultivos económicamente importantes para Guatemala, este tipo de estudios debe seguir siendo de prioridad media a prioridad alta, más aún cuando estamos a las puertas del TLC con EEUU, y todas sus implicaciones. Fortalecer al país en técnicas de caracterización molecular hará que nuestra agricultura sea más competitiva a nivel internacional. Este conocimiento de los materiales nativos es el primer paso hacia la formación de colecciones núcleo y posterior conservación en bancos de germoplasma. 1 Con el objetivo de establecer la relación filogenética entre la variedad guatemalteca considerada criolla y la silvestre, se utilizó la técnica molecular de genotipado llamada polimorfismo de longitud de fragmento amplificado (Amplified Fragment Length Polymorphism, AFLP). El carácter explorativo, no estadísticamente significativo, de este estudio consistió en establecer la relación filogenética entre la variedad de papaya guatemalteca considerada criolla y la papaya silvestre, utilizando para ello la técnica molecular de genotipado llamada polimorfismo de longitud de fragmento amplificado (Amplified Fragment Length Polymorphism, AFLP). Investigaciones de este tipo son necesarias debido a que su carácter explorativo nos sirve para iniciar la investigación del genoma de las plantas nativas guatemaltecas para poder encontrar en ellas, más adelante y con otros estudios, un gen que pueda ayudar a proporcionar una cierta resistencia a las plagas y enfermedades, que afectan a los cultivos de papaya de exportación del país. Con ello se podría evitar las pérdidas económicas que dichas plagas y enfermedades provocan en los cultivos. Los objetivos específicos de este estudio incluyeron la estandarización de la técnica y la obtención de un dendrograma que muestra las relaciones entre las muestras recolectadas. Las muestras de papaya criolla fueron recolectadas en el municipio de Nueva Concepción, departamento de Escuintla, en dos plantaciones y en un vivero. Las muestras de papaya silvestre fueron obtenidas de dos aldeas del departamento de El Petén, El Caoba y El Pesquero. El estudio se dividió en dos fases: el análisis de las muestras por medio del Ensayo enzima-ligado inmunosorbente (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay, ELISA) directo para determinar cuáles se podían utilizar al no estar infectadas con el virus de papaya ringspot (PRSV) y el análisis por medio de la técnica de genotipado molecular (Amplified Fragment Length Polymorphism, AFLP) para la obtención del dendrograma con las relaciones filogenéticas entre las muestras. De acuerdo al protocolo se estimaron un total de 90 muestras tanto de papaya criolla como de silvestre. Para que la muestra fuera analizada por medio de AFLP, debía estar libre de infección por PRSV. De las muestras colectadas, se escogieron 26 muestras de papaya criolla y 4 muestras de papaya silvestre, todas libres de infección por PRSV. De acuerdo a estudios anteriores (Illescas, 2006) realizados con papaya criolla se tenía ya un protocolo establecido para el análisis molecular de esta variedad, mientras que no se tenía información de otros estudios realizados con la técnica de AFLP en papaya silvestre guatemalteca. Debido a esto se estandarizó la técnica de AFLP para la variedad silvestre y se encontró que la combinación de cebadores E-AGG / M-CAT, también producía una mayor cantidad de bandas para mostrar los polimorfismos en este tipo de papayas. Se 2 produjo un dendrograma que muestra las relaciones filogenéticas encontradas entre las muestras. Con este proyecto se inició una pequeña colección de germoplasma de papaya criolla en los viveros de la Universidad del Valle de Guatemala. 3 I.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ANTECEDENTES EN GUATEMALA Este estudio, es más bien exploratorio para la estandarización de la técnica de AFLP para papayas silvestres y reproduce resultados de estudios previos para las papayas criollas. Mencionando la optimización de cebadores, la cantidad de polimorfismos encontrados y los protocolos utilizados. El objetivo de este estudio fue estandarizar la técnica para la técnica molecular de genotipado llamada polimorfismo de longitud de fragmento amplificado (Amplified Fragment Length Polymorphism, AFLP), para la variedad guatemalteca de papaya criolla y silvestre. Este estudio determinó luego de varias pruebas que el par de cebadores que obtuvieron la mayor cantidad de bandas para ambas variedades, ver figura 15.b., fue: E-AGG / M-CAT. De acuerdo a uno de los objetivos del estudio, a partir de la estandarización de la técnica, AFLP, se obtuvo como resultado un dendrograma que permite conocer las relaciones filogenéticas entre ambos tipos de muestras, ver figura 15.a. La diversidad de los materiales nativos de la mayoría de plantas cultivadas en Guatemala aún se desconoce, por lo que se debe encaminar la investigación hacia este tipo de conocimiento. Al conocer la diversidad de los materiales nativos se podrá recurrir a los mismos como fuente de genes para resistencia, tolerancia a enfermedades o a climas extremos (sequías o alta pluviosidad). Se desconoce también la diversidad de papayas silvestres, por lo que con este proyecto permitirá establecer localidades donde esta diversidad sea mayor para tomarlas en cuenta en programas de conservación. Sin lugar a dudas la herramienta indicada para realizar este tipo de estudio de manera sistemática es la biología molecular, más específicamente, la caracterización utilizando secuencias conocidas del genoma. Afortunadamente, en el pasado reciente, se ha apoyado a la investigación en este campo, en estudios de cultivos como el frijol, el maíz, el ajo, el tomate, la anona, la mora y la caña de azúcar; pero dada la diversidad de cultivos económicamente importantes para Guatemala, este tipo de estudios debe seguir siendo de prioridad media a prioridad alta, más aún cuando estamos a las puertas del TLC con EEUU, y todas sus implicaciones. Fortalecer al país en técnicas de caracterización molecular hará que nuestra agricultura sea más competitiva a nivel internacional. Este conocimiento de los materiales nativos es el primer paso hacia la formación de colecciones 4 núcleo y posterior conservación en bancos de germoplasma. La importancia y la novedad de este estudio radica en que es un estudio que utilizó materiales silvestres del país y que de éstos no se tenían noticias de estudios previos en Guatemala. 5 JUSTIFICACIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN La diversidad de los materiales nativos de la mayoría de plantas cultivadas en Guatemala aún se desconoce, por lo que se debe encaminar la investigación hacia este tipo de conocimiento. Al conocer la diversidad de los materiales nativos se podrá recurrir a los mismos como fuente de genes para resistencia o tolerancia a enfermedades, como papaya bunchy top, fitoplasmas, para el caso de la papaya, o para tolerancia a climas extremos (sequías o alta pluviosidad). Se desconoce también la diversidad de papayas silvestres, por lo que con este proyecto permitirá establecer localidades donde esta diversidad sea mayor para tomarlas en cuenta en programas de conservación. En Guatemala, la producción de frutas como medio de subsistencia del sector campesino contribuye en forma importante a la seguridad alimentaria y la mejora de la situación nutricional de la población de las zonas rurales. Además, el desarrollo de la horticultura de exportación se ha basado en la pequeña agricultura, con promedios de 0,6 hectáreas sembradas por agricultor en 1979 que han pasado a un promedio de 5 hectáreas en 1993 y siguen en aumento. Para países en desarrollo como Guatemala, la exportación de frutas se ha convertido en una actividad muy importante en cuanto a la generación de divisas se refiere. Entre 1992 y 2002 Guatemala aumentó en un 10% el valor de las exportaciones (Piñero, 2004). Sin lugar a dudas la herramienta indicada para realizar este tipo de estudio de manera sistemática es la biología molecular, más específicamente, la caracterización utilizando secuencias conocidas del genoma. Afortunadamente, en el pasado reciente, se ha apoyado a la investigación en este campo, en estudios de cultivos como el frijol, el maíz, el ajo, el tomate, la anona, la mora y la caña de azúcar; pero dada la diversidad de cultivos económicamente importantes para Guatemala, este tipo de estudios debe seguir siendo de prioridad media a prioridad alta, más aún cuando estamos a las puertas del TLC con EEUU, y todas sus implicaciones. Fortalecer al país en técnicas de caracterización molecular hará que nuestra agricultura sea más competitiva a nivel internacional. Este conocimiento de los materiales nativos es el primer paso hacia la formación de colecciones núcleo y posterior conservación en bancos de germoplasma. 6 I.3. OBJETIVOS OBJETIVOS GENERALES • Conocer la diversidad genética de la papaya criolla y silvestre de Guatemala. OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Estandarizar la técnica de AFLP para determinar la diversidad genética de las muestras de papaya criollas y silvestres colectadas. • Elaborar un dendrograma que muestre las relaciones filogenéticas entre las muestras recolectadas. 7 I. 4. MÉTODOLOGÍA I.4.1. Localización Este proyecto utilizó muestras de papaya criolla que se colectaron en el municipio de Nueva Concepción, Escuintla. Durante el mes de julio 2008, para ello se visitaron fincas de papaya criolla, específicamente en las plantaciones de Las Trochas (N 14°03’27.7”, O 91°19’47.4”), El paraíso (N 14°09’26.3”, O 91°17’22.7”) y en un vivero ubicado también en Nueva Concepción llamado Las Pozas (N 14°09’48.7”, O 91°16’26.0”), ver anexo. Las muestras de papaya silvestre fueron proporcionadas por el departamento de Ciencias Agroforestales de la Universidad del Valle, procedentes del departamento de El Petén, específicamente de la localidad de El Caoba (N18°84’74.5”, E16°22’02.93”) y El Pesquero (La Libertad, sin coordenadas disponibles), las cuales fueron colectadas durante el mes de agosto, 2008, ver anexo. A todas las muestras de papaya, tanto criolla como silvestre, se les realizó la prueba de ensayo enzimático ELISA (Enzyme-linked Inmunosorbent Assay), ver figura 12. Seguidamente se realizó la prueba de AFLP para su estandarización. A. Diseño del Estudio Este trabajo consistió en una investigación no experimental de tipo transversal descriptiva, es un estudio en donde no se hacen cambiar en forma intencional las variables independientes para determinar su efecto sobre otras variables. Se recolectaron datos en un solo momento, en un tiempo único. Su propósito fue describir variables y analizar su recurrencia o interrelación en un momento dado. Su objetivo principal es indagar la incidencia de las modalidades o niveles de una o más variables en una población. Por lo tanto es un estudio puramente descriptivo (Hernández et al., 2006). El propósito de este estudio fue estandarizar la técnica de AFLP para poder realizar un dendrograma que mostrara las relaciones filogenéticas entre la papaya criolla y la silvestre. Por lo que la estadística presentada solo se aplicó de manera descriptiva para los resultados obtenidos por medio de la prueba de ELISA para las muestras de papaya criolla y silvestre. 8 B. Análisis estadístico a. Análisis de datos enzimológicos. Para el análisis de los datos obtenidos luego de la prueba enzimológica de ELISA se utiliza: 1) Proporciones binomiales. Muchas variables en la investigación son binarias, teniendo dos posibles valores. Cuando una variable binaria es adjuntada para cada individuo o unidad en una muestra, usualmente se reporta la proporción que cae en un grupo particular, casi siempre expresado como un porcentaje (Newcombe, 2000). 2) Intervalos de confianza. Se ha formulado una variedad de métodos alternativos, pero el más recomendado es el método debido a Wilson (1927), conocido como el método de puntuación o “score method”, que tiene muy buenas propiedades para cualquier tipo de datos y es razonablemente fácil de calcular. Entonces de acuerdo al método de Wilson, esto se hace de la siguiente manera: Suponga que de n individuos o unidades, r son positivos para la característica de interés y z es 1.96 para un intervalo de confianza del 95%. Entonces la proporción de respuestas positivas está dado por, p: r p= n Para calcular el intervalo de confianza correspondiente a la proporción en la población de donde la muestra se tomó, se deben calcular primero tres cantidades (Newcombe, 2000), A = 2r + z 2 r B = z z 2 + 4r1 − n ( C = 2 n + z2 ) Luego, el intervalo de confianza para la proporción está dado por (Newcombe, 2000), 9 A − B A + B , C C b. Análisis de perfiles genéticos obtenidos por medio de AFLP. Luego de procesar las muestras por medio de AFLP, se tomó una foto de los geles. A partir de esta foto y utilizando el programa TotalLab, Nonlinear Dynamics TL120 DM (version 2006f, United Kingdom) se obtiene un dendrograma de las muestras trabajadas. c. Análisis y almacenamiento de datos. Los datos pertenecientes a los resultados por medio de ELISA, fueron almacenados y analizados por medio del programa Excel perteneciente al paquete de Windows office 2003. Luego de procesar las muestras por medio de AFLP se obtuvo un dendrograma utilizando el programa TotalLab, Nonlinear Dynamics TL120 DM (version 2006f, United Kingdom). A continuación se presenta a detalle el procedimiento utilizado para llevar a cabo el estudio. C. Protocolo para el Ensayo enzima-ligado inmunosorbente (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay, ELISA) directo 1. Muestreo de follaje de papaya criolla. Se consultó vía telefónica, previo al inicio del muestreo, con el proyecto desarrollo de la fruticultura y agroindustria (PROFRUTA) y con su ayuda se identificaron tres lugares para el muestreo de papaya criolla. a. Materiales • Bolsa de polietileno de cremallera plástica • Guantes de látex • Tijeras de podar pequeñas • Solución de etanol al 80% (80 mL de etanol absoluto y 20 mL de H2Od, para 100 mL totales). Las muestras de hojas se obtuvieron a una altura de aproximadamente 1.50 -2.00 m sobre el suelo. A partir de plantas de papaya escogidas al azar. La contaminación cruzada entre las muestras, se evitó al desinfectar la tijera podadora que se usó con etanol al 80%, luego de tomar cada hoja y utilizando guantes para tomar las muestras. Las hojas tomadas de las plantas fueron 10 colocadas en bolsas de polietileno de cremallera plástica y cada bolsa fue debidamente marcada con el número de muestra, fecha, lugar de muestreo y coordenadas. 2. Tratamiento de las muestras a. Todas las muestras obtenidas fueron guardadas en una bolsa de polietileno de cremallera plástica en una hielera con ice packs y hielo luego de su recolección y en un refrigerador a 2-4°C hasta que se procesaron en el laboratorio. El material para el análisis molecular se almacenó a -40°C durante tres días y liofilizado. 3. Prueba de ELISA a. Materiales. • Material vegetal. • Buffer de cobertura directo • Anticuerpo • Placa con 96 pozos para ELISA. • Buffer de lavado • Buffer conjugado • Anticuerpo conjugado. • Fosfatasa alcalina • Buffer de revelado En un beaker se colocaron (suficiente para 96 pozos): 10 mL de buffer de cobertura y 50 uL Anticuerpo (Agdia®), se agitó por 5 min. Se agregaron 100 uL de esta mezcla a cada pozo y se cubrieron con tape. Se incubó en cámara húmeda por 4 h o toda la noche (ON) a 4°C. Todas las muestras se trabajaron en duplicado (se pueden trabajar 46 muestras como máximo por placa contando los controles positivos, negativos y blancos). En un tubo: se pesaron 0.1 g de cada muestra, se le agregaron 1.0 mL de buffer de extracción directo y se maceró. Lavado de la placa. Se utilizó el lavador de placas automático BIORAD Immuno Wash modelo 1575, usando PBST como solución de lavado. Se colocó en 2 pozos, buffer de extracción directo, el cual se usó como blanco. Se hizo el mapa en duplicado: Se colocó el control positivo de Agdia® y seguidamente el control negativo de Agdia®. Se colocaron 100 uL de cada muestra en su 11 pozo respectivo y en duplicado. Se cubrió con tape. Se incubó 2 h en cámara húmeda a temperatura ambiente o también se puede dejar toda la noche a 4°C. Para el lavado de la placa se repitió el procedimiento ya descrito. En un beaker se colocó (suficiente para 96 pozos): 10 mL de buffer conjugado y 50 uL de anticuerpo conjugado. Se agitó por 10 min. Se agregó 100 uL a cada pozo, y se cubrió con tape. Se incubó por 2 h en cámara húmeda a temperatura ambiente. Para el lavado de la placa se repitió el procedimiento ya descrito. Para el revelado de la placa se agregó una pastilla de PNP (fosfatasa alcalina) para cada 5 mL de buffer de revelado agitando para disolver. Se agregaron 100 uL de esta preparación a cada pozo y se colocó la placa en cámara oscura (sin tape) por 1 hora. Se hacen 2-3 lecturas (1 h, 2 h o hasta 3 h después de agregado el sustrato y si es necesario) a 405 nm. D. Protocolo para la extracción del ADN genómico de papaya Se utilizó DNAzol reagent (100 mL, INVITROGEN, Cat. No. 10978-021). El protocolo fue escrito para aislar 0.1 g de tejido de planta, para cantidades mayores se deberán hacer las conversiones necesarias (GIBCO BRL 2001) 1. Procedimiento Se liofilizó dos días antes el tejido de la planta y se molió con mortero y pistilo hasta que se obtuvo un polvo fino y homogéneo. Usando una espátula se transfirió el polvo a un tubo de microcentrífuga con DNAzol (usar 0.5 mL por cada 0.1 g de tejido de planta). Se mezcló cuidadosamente por inversión y se incubó con movimiento a 25°C por 5 min. Se adicionaron 0.3 mL de cloroformo: alcohol isoamílico (24:1), se mezcló vigorosamente e incubó con movimiento a 25°C por 5 min. Se centrifugó el extracto a 12,000 × g por 5 min, y se transfirió el sobrenadante o fase acuosa a otro tubo. Se precipitó el ADN mediante la adición de 0.3 mL de etanol absoluto grado reactivo, se mezcló por inversión 6 a 8 veces y se almacenó a temperatura ambiente por 5 min. Se centrifugó nuevamente a 12,000 × g por 5 min para sedimentar el ADN y luego remover el sobrenadante. 12 Se lavó el ADN precipitado mezclando un volumen de Plant DNAzol reagent con 0.75 volumen de etanol al 100%. Adicionando 0.3 mL de la mezcla de lavado y mezclando utilizando vortex. Se incubaron las muestras a 25°C por 5 min y luego se centrifugaron a 12,000 × g por 5 min. Se removió la solución de lavado mediante la adición de 0.3 mL de etanol al 75%. Se mezcló vigorosamente y se centrifugó a 12,000 × g por 5 min. Si era necesario se debe realizar un segundo lavado. Se decantó el etanol y se dejó secar el precipitado a temperatura ambiente, colocando el tubo en forma vertical de 1-2 min. El exceso de etanol remanente también se podía remover con una micropipeta. Se disolvió el precipitado de ADN en 70 uL de H2Odd estéril, y se almacenó a -20°C. E. Protocolo de AFLP, Analysis System I & Starter Primer Kit (version B) Se usó el Analysis System I & Starter Primer Kit (version B) INVITROGEN (Cat. No. 10544013 y 10483-014). 1. Digestión de ADN genómico a. Materiales • Agua • Buffer de reacción 5X • Mezcla de enzimas: EcoR I/ Mse I • Muestra de ADN Se agregaron los siguientes reactivos a un tubo de microcentrifuga: 13 Cuadro 1: Reactivos para la digestión de ADN genómico del Analysis System I & Starter Primer Kit (version B) INVITROGEN (Cat. No. 10544-013 y 10483-014). Componente Concentración Volumen Agua destilada ---11.5 uL Buffer de reacción 5X 5 uL Mezcla de enzimas 1.25 U/uL 2.5 uL Muestra de ADN 50 ng/ uL 12 uL 31 uL Volumen total Fuente: FODECYT 024-2007. Se mezcló suavemente y centrifugó brevemente los tubos de reacción. Se incubó la mezcla durante 2 h a 37°C. Al cabo de las 2 h, se incubó la mezcla por 15 min a 70°C para inactivar las endonucleasas de restricción. Se colocó el tubo en hielo y se centrifugó brevemente. 2. Ligación de Adaptadores a. Materiales • Solución de adaptador • T4 ADN ligasa • Tubos con el ADN digerido (paso 1) Se agregaron los componentes del cuadro 2 al ADN digerido del paso anterior (Digestión de ADN genómico, cuadro 1). Cuadro 2: Reactivos para la ligación de adaptadores del Analysis System I & Starter Primer Kit (version B) INVITROGEN (Cat. No. 10544-013 y 10483-014). Componente Volumen Solución de adaptador 24 uL T4 ADN ligasa 1 uL 25 uL Volumen total Fuente: FODECYT 024-2007. Se mezcló suavemente a temperatura ambiente y se centrifugó brevemente los tubos de reacción. Se incubó la mezcla durante 2 h a 20°C. Al cabo de las 2 h, se realizó una dilución 1:10 de la mezcla de ligación como sigue: 14 Se tomaron 10 uL de la mezcla de reacción y se transfirieron a un tubo de 0.2 mL. Se agregaron 90 uL de buffer TE y se mezcló bien. La porción no utilizada de mezcla de reacción se almacenó a 20°C. 3. Reacción de Preamplificación a. Materiales • Mezcla de pre-amplificación. • Buffer de PCR con Mg 10 X • ADN Taq polimerasa • Tubos con el ADN diluido (paso 2) Se agregaron los componentes del cuadro 3, a un tubo de 0.2 mL. Cuadro 3: Reactivos para la reacción de preamplificación del Analysis System I & Starter Primer Kit (version B) INVITROGEN (Cat. No. 10544-013 y 10483-014). Componente Volumen Mezcla de pre-amplificación 40 uL Buffer de PCR con Mg 10 X 5 uL ADN Taq polimerasa 1 uL Muestra de ADN diluido (paso 3) 5 uL 51 uL Volumen total Fuente: FODECYT 024-2007. Se mezcló suavemente a temperatura ambiente y centrifugó brevemente los tubos de reacción. Se colocaron los tubos en un termociclador siguiendo el programa, cuadro 4: Cuadro 4: Programa para PCR de la ligación de adaptadores del Analysis System I & Starter Primer Kit (version B) INVITROGEN (Cat. No. 10544-013 y 10483-014). Temp. Función Tiempo Ciclos (°C) 94 Desnaturalización 30 s 56 Annealing 1 min 20 72 Elongación 1 min Fuente: FODECYT 024-2007. Se hizo una dilución 1:25 como sigue: 15 Se transfirieron 6uL de ADN a un tubo que tenía 144 uL de buffer TE. Esto es suficiente para 30 amplificaciones selectivas. Si fuera necesario hacer diluciones, éstas pueden ser hechas a partir de las reacciones de preamplificación. La porción no utilizada de esta mezcla de reacción puede ser almacenada a -20°C. 4. Selección de los cebadores Debido a que la técnica de AFLP, es un procedimiento de laboratorio ya optimizado se decidió utilizar luego de pruebas con otros cebadores, los cebadores recomendados por Illescas, 2006: E-ACT / M-CAG E-AGG / M-CAT E-AGC / M-CAT E-AGG / M-CTT E-AGG / M-CAT, es la combinación de cebadores con los que Illescas, 2006, obtuvo una mayor cantidad de bandas para los tres tipos de papaya que probó para su trabajo de tesis, incluyendo papaya criolla. Por lo que se decidió utilizarlo en este estudio e incluirlo en la lista a la papaya silvestre. 5. Geles de poliacrilamida a. Preparación de las placas de vidrio para electroforesis 1) Materiales • Solución de hidróxido de sodio al 10% (10 g NaOH en 100 mL • Detergente • agua destilada • Solución de etanol al 70% (70 mL de etanol absoluto en 100 mL • Dilución de bind silane (6 uL de bind silane en 1 mL de H2Odd) • 1 mL de sigmacote • Kimwipes H2Odd) H2Odd) 16 Se remojaron las dos placas de vidrio durante 30 minutos en solución de hidróxido de sodio al 10%. Se lavó con detergente común y esponja. Se enjuagó con agua destilada y alcohol al 70%. Se dejó secar. Se aplicó solución de bind silane y sigmacote. El sigmacote se aplicó solamente a la placa grande con un kimwipe. Dejar secar ambas placas. Se repitió nuevamente la aplicación del bind silane y sigmacote, se dejó secar. Se colocaron los separadores a ambos lados y en la parte de abajo del cristal más grande, se colocó el vidrio pequeño encima (las caras a las que se les aplica el bind y el sigmacote deben quedar hacia adentro, una frente a la otra). Se sujetó ambos vidrios con pinzas alrededor. b. Preparación de la solución de acrilamida. 1) Materiales • 65 mL Acrilamida-bisacrilamida 19:1 al 6% con urea 7.5 M (190 g de acrilamida, 10 g de bisacrilamida en 500 mL de H2Odd) • 270.5 uL Persulfato de amonio al 10% (1 g de APS en 10 mL de H2Odd) • 86.6 uL TEMED Se vació la solución anterior entre los cristales evitando que se formaran burbujas. Inmediatamente se colocó un peine invertido en la parte superior para delimitar la línea superior del gel. Se dejó polimerizar. Se retiraron las pinzas, el peine superior y el separador inferior, se limpió con etanol al 70% lo que hubiera caído en la parte exterior de los cristales. Se lavó y enjuagó con agua destilada. c. Pre-corrida del gel de poliacrilamida. 1) Materiales • Vaselina. • 0.05 L de TBE 10X (conc final 0.5X) (108.0 g de Tris Base, 55.0 g de Ácido Bórico, 40 mL de EDTA 0.5 M (pH 8.0) en 1000 mL de H2Odd totales). 17 Se aplicó vaselina en la parte superior de la cámara de electroforesis vertical para evitar fugas del buffer de corrida. Se colocaron los cristales en la cámara de electroforesis. Se agregó 1 L de TBE 0.5X, repartiendo 500 mL en la parte superior y 500 mL en la parte inferior. Se verificó que no hubiera fugas. Se corrió el gel durante media hora a 1425 V constantes. d. Preparación de las muestras. 1) Materiales • Tampón de carga (NaOH 10 mM, Formamida 95%, Azul de bromofenol y naranja G al 0.05%). Durante el tiempo de la precorrida se prepararon las muestras que se agregaron al gel. Se le agregó a cada muestra tampón de carga en relación 1:1. Se desanaturalizaron las muestras calentándolas a 94°C por 5 minutos en el termociclador. e. Cargado de las muestras en el gel de poliacrilamida. 1) Materiales • Muestras desnaturalizadas. • Marcador molecular 800 -50 pb. Luego de terminar la pre-corrida del gel y la desnaturalización de las muestras, se retiró el peine que se colocó y se lavó el pozo con buffer de corrida. Se colocó nuevamente el peine solo que utilizando la parte dentada del mismo para crear los pozos en donde se cargaron las muestras. Se procedió a cargar 5 uL de cada una de las muestras que se deseaba correr en el orden adecuado y 3 uL de marcador molecular. Una vez cargado el gel se inició la corrida, durante 2 horas a 1425 V constantes. f. Tinción del gel con solución de nitrato de plata. 1) Materiales 18 • Solución de ácido acético al 10% (150 mL de ácido acético en • Solución de nitrato de plata1 (1.5 g de nitrato de plata, 2.225 1350 mL de H2Odd). mL de formaldehído al 37% en 1500 mL de H2Odd). • Solución de carbonato de sodio2 (45 g de carbonato de sodio, 3.75 uL de tiosulfato de sodio al 2%3, 2.25 uL de fomaldehído al 37%4) Una vez finalizada la corrida se procedió a la tinción del gel. Se desmontó la placa del aparato de electroforesis, se limpió perfectamente los vidrios para evitar posibles interferencias en la tinción, el exceso de vaselina se quitó con alcohol al 70% y papel. Luego se le pasó agua destilada y se secó. Se separaron los cristales. Una vez separados la placa que tiene el gel se sumerge en solución de ácido acético al 10% por 30 minutos en agitación. Luego de los 30 minutos en solución de ácido acético, se lavó por dos minutos en agua destilada estéril. Se repitió este lavado hasta completar 3 lavados. Sumergir la placa por 30 minutos en solución fría de nitrato de plata en agitación. Luego de los 30 minutos se lavó rápidamente con agua destilada. Se reveló con solución de carbonato de sodio fría durante 30 minutos. Para detener el revelado se agregó solución de ácido acético hasta que se neutralizó la reacción. Se lavó con agua destilada y se dejó escurrir. 1 Debe almacenarse a 2-4°C. Debe almacenarse a 2-4°C. 3 Se agrega al momento de utilizar la solución de carbonato. 4 Se agrega al momento de utilizar la solución de carbonato. 2 19 PARTE II II.1. MARCO TEÓRICO A. Descripción botánica de la papaya Cuadro 5: Descripción botánica de la papaya. Carica papaya L Nombre científico Clasificación botánica Plantae Reino Angiospermae Clase Dycotiledonae Subclase Parietales Orden Caricaceae Familia Carica Género Carica papaya Especie Fuente: Montenegro, 1999. 1. Planta. Planta arborescente perenne de 2 a 8 m (hasta 10 m, según la edad) de altura con un diámetro de 6 a 15 cm (hasta 30 cm). Copa abierta y redondeada. Hojas grandes de 70 a 100 cm, ligeramente gruesas. El tronco es erguido, cilíndrico, hueco excepto en los nudos, más grueso en su base; sin ramas y con las características cicatrices que dejan las hojas al caer. Corteza lisa, verde grisácea, con manchas pardas, obscuras, o bien raramente pardo pálidas, de forma irregular, cicatrices semicirculares a todo lo largo del tronco (Montenegro, 1999). 2. Flor(es). Flores pistiladas, estaminadas y bisexuales, con el cáliz tubular de 8 a 10 mm de largo, verdoso; corola tubular de 10 a 20 mm de largo, blancuzca o amarilla pálida. Flores femeninas solitarias o 5 ó 6 juntas en la base de una hoja; masculinas en panículas5 delgadas con 15 a 20 flores o llegando a tener hasta 100 florecillas por inflorescencia. Las flores femeninas son mucho más grandes que las masculinas (Montenegro, 1999). 3. Tipos de flores de la papaya: a. Tipo I: Flor femenina que da frutos redondos, ovoides u oblongos (Castro et al., 2000). 5 Flores en ramillete o en espiga (Diccionario Pequeño Larousse Ilustrado. 1985). 20 Figura 1: Flor femenina de Carica papaya. Fuente: Le Bellec, 2004. b. Tipo II: Hermafrodita pentandria, con cinco estambres y un ovario. Esta flor origina frutos globosos, ovoides y con la sección transversal lobulada (Castro et al., 2000). c. Tipo III: Hermafrodita intermedia, con seis a nueve estambres y un ovario. En las flores normales los frutos son grandes y de buen aspecto, pero tanto esta flor como la anterior presentan muchas anormalidades que le impiden desarrollar frutos y por lo tanto las plantas que las poseen dan bajos rendimientos (Castro et al., 2000). d. Tipo IV: Hermafrodita elongada. Es la hermafrodita perfecta y tiene diez estambres y un ovario. Asegura la mayor producción de frutos, estos son de forma cilíndrica, alargados y de muy buena calidad (Castro et al., 2000). f. Tipo V: Masculina. Posee diez estambres y un pistilo rudimentario que no es capaz de dar fruto (Castro et al., 2000). Figura 2: Flor masculina de Carica papaya. Fuente: Manhart, 2006. 21 g. Tipo VI: Falsa hermafrodita. Esta flor exteriormente parece hermafrodita pues tiene engrosados todos sus órganos, pero al igual que la anterior, el pistilo no es funcional (Castro et al., 2000). 3. Fruto(s). Frutos apiñados alrededor del tronco. Bayas elipsoides a esféricas, tornándose de verdes a anaranjadas en la madurez, pulpa blanda, jugo lechoso. Pueden aparecer solitarios o en racimos y la fructificación guarda relación con el grosor del tallo. Las semillas están en la cavidad existente en el centro del fruto y son de color negruzco, aspecto rugoso y cubierto por una sustancia mucilaginosa. El fruto silvestre mide de 4 a 6 cm de largo y de 3 a 4.5 cm de ancho. Cada fruto conteniendo de 200 a 400 semillas. Fruto cultivado de 10 a 50 cm de largo, con pesos que según el cultivar pueden oscilar entre 200 g y 8 kg (Montenegro, 1999). 4. Variedades de Papaya. Se puede indicar que en Guatemala no se cultivan variedades propiamente dichas debido a la complejidad de sexos, múltiples combinaciones florales y facilidad de cruzamientos. La producción del país se basa en un tipo “criollo” seleccionado que no es uniforme en cuanto a la producción de frutos y consumido a nivel de mercado local. a. Criolla. Plantas vigorosas de 6-8 m de altura con un periodo aprovechable de dos años. La floración es temprana e inicia entre los 3-4 meses del transplante a diferentes alturas del tallo, estimándose como promedio 1 m, la cosecha se inicia entre 8-10 meses. Los frutos pueden ser de diferentes largos y anchos, su peso varía entre los 3-5 kg con pulpa anaranjada y sabor dulce (Montenegro, 1999). b. “Solo” o Hawaiano. Cultivo reciente en Guatemala y se caracteriza por ser una planta de porte alto, que produce abundante fruto de forma esférica, los cuales son relativamente pequeños de 0.2-0.8 kg de peso, la pulpa puede ser de color anaranjado pálido a rojizo según el cultivar. Son frutos de cavidad interna pequeña y muchas semillas. Dentro de este tipo se describen los siguientes cultivares (Montenegro, 1999): c. Sunrise. Crece vigorosamente y tiene una altura de producción baja, produce las primeras flores aproximadamente cuatro meses después de plantar las semillas. Su fruto en caso pertenezca a una planta hermafrodita es ovoide, uniforme en tamaño y forma con un peso promedio de 563 g y una longitud de 14.96 cm y un diámetro de 7.25 cm (Montenegro, 1999). d. Sunset. Crece vigorosamente y tiene una altura de producción baja, produce las primeras flores aproximadamente cuatro meses después de plantar las semillas. La fruta procedente de flores 22 hermafroditas es periforme pero ligeramente redonda. El tamaño varía ampliamente con un peso de 548 g. El color de la pulpa es anaranjado-amarillo (Montenegro, 1999). e. Waimanalo. Crece vigorosamente y tiene una altura de producción baja, produce las primeras flores aproximadamente cuatro meses después de plantar las semillas. La fruta es redonda con cuello corto, el tamaño varía ampliamente con un promedio de peso de 609 g. El mayor tamaño de esta la hace menos deseable para la exportación. El color de la pulpa es anaranjado-amarillo vivo (Montenegro, 1999). f. Kapoho. Crece vigorosamente y tiene una altura de producción baja, produce las primeras flores aproximadamente cinco meses después de plantar las semillas. El tamaño de la fruta varía ampliamente con un peso promedio de 480 g el largo promedio es de 12.92 cm y el diámetro es de 6.98 cm (Montenegro, 1999). g. Maradol. Se caracteriza por presentar una descendencia compuesta por plantas hermafroditas para frutos alargados y plantas femeninas para frutos redondos en porcentajes de 80 y 20 respectivamente. Los frutos de una misma planta se consideran homogéneos en forma y tamaño y se consideran peso de fruto que varían de 1.5-2.5 kg. Por su consistencia se le estima una larga vida de anaquel siendo además muy resistente al transporte (Montenegro, 1999). B. Virus de la mancha anular del papayo (Papaya Ringspot Virus, PRSV) El virus de la mancha anular del papayo es una enfermedad destructiva caracterizada por un amarillamiento y un arresto en el crecimiento en la corona de los árboles de papaya, un moteado en el follaje, figura 3, acolochamiento de las hojas jóvenes, pecíolos húmedos y anillos pequeños oscuros en la superficie de los frutos (Heu, 2002). 23 Figura 3: Hoja de papaya con amarillamiento y moteado en el follaje, signo característico de PRSV. Fuente: Heu, 2002. Otros organismos, tales como varias especies de hongos e insectos, pueden causar síntomas similares a los de PRSV. Los herbicidas agregados a plantas de papaya en desarrollo también pueden causar síntomas tales como el acolochamiento de las hojas. En casos severos, los frutos pueden deformarse (Heu, 2002). 1. Daño. Dado que la corona de hojas de una planta infectada declina a medida que la enfermedad progresa, la producción de frutos, tamaño y calidad son reducidos. 2. Transmisión. El virus de la mancha anular del papayo es transmitido de plantas de papaya infectadas a plantas sanas por acción de varias especies de áfidos. El virus es transmitido de manera no persistente, esto significa que el virus no se multiplica dentro dentro del áfido sino que es transportado en sus partes bucales y es transmitido de planta a planta mientras se alimenta. Este virus no se transmite por medios mecánicos tales como utilizar las mismas herramientas del jardín en tanto plantas infectadas como no infectadas. La principal forma de transmisión es a través de la alimentación de los áfidos. La enfermedad también puede transmitirse al plantar plantas infectadas con PRSV en áreas no infectadas (Heu, 2002). a) Áfidos. Son insectos diminutos de aproximadamente 1/8 pulg de largo. Tienen el cuerpo blando y su parte posterior es redondeada en forma de pera. Se caracterizan porque en la parte posterior poseen dos estructuras tubulares de color oscuro. A estas estructuras se les llama cornículos. El color de las diferentes especies de áfidos varía desde tonos amarillosos hasta colores oscuros. Normalmente, los áfidos no tienen alas, pero las pueden desarrollar para migrar a nuevas áreas a causa del hacinamiento o la escasez de alimento. Estos insectos se reproducen en grandes números en un tiempo relativamente corto. Pueden completar su ciclo de vida en aproximadamente 24 10 a 14 días. Su ciclo de vida consta de tres etapas: huevo, ninfa y adulto. Los áfidos pertenecen al grupo de los homópteros al igual que las queresas y las chinches harinosas. Figura 4: Áfidos, comúnmente llamados pulgones, fotografiados a través de un estereoscopio. Fuente: O’Farrill-Nieves, 2005. C. Distribución geográfica del cultivo de papaya en Guatemala. En la figura 5 y en el cuadro 6 se presentan el área potencial de cultivo y las zonas de producción de papaya: Cuadro 6: Zonas de producción de papaya en Guatemala y su potencial.. Departamento Número de Producción Cantidad Renta Productores por Área Esperada Esperada Involucrados (Ha) (Ton) (Q) San Marcos 240 60 1,500 6,600.00 Quetzaltenango 240 60 1,500 6,600.00 Suchitepequez 600 150 3,750 16,500.00 Retalhuleu 600 150 3,750 16,500.00 Escuintla 800 200 5,000 22,000.00 Santa Rosa 400 100 2,500 11,000.00 Jutiapa 600 150 3,750 16,500.00 Zacapa 320 320 80 8,800.00 Chiquimula 200 200 50 5,500.00 El Progreso 320 320 80 8,800.00 Izabal 400 400 100 11,000.00 El Petén 400 400 100 11,000.00 5, 120 1, 280 32, 000 140, 800.00 Total Fuente: Bonzi, 2000 y Comité de papaya de AGEXPRONT, 2004 25 Figura 5: Área potencial del cultivo de papaya. Fuente: Montenegro, 1999. D. Importancia económica del cultivo de papaya para Guatemala. La papaya es una de las cuatro frutas tropicales más importantes a nivel mundial (junto con el mango, la piña y el aguacate). Entre 1992 y 2002 América Latina produjo 2, 284,222 toneladas de papaya lo cual representa el 47% de la producción mundial durante ese tiempo. Durante ese mismo período el crecimiento promedio de la producción de papaya a nivel mundial fue de 4.76% y 7.28% en América Latina, siendo así la fruta tropical que mayor crecimiento tuvo durante ese período (Piñero 2004). Guatemala posee 314,743 hectáreas aptas para la producción de papaya, de las cuales menos de un tercio se utilizan para cultivar dicha fruta. A pesar de eso, el guatemalteco promedio consume entre 1 y 1.5 Lb de papaya anualmente (Organización de Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, 2005). En Guatemala, la producción de frutas como medio de subsistencia del sector campesino contribuye en forma importante a la seguridad alimentaria y la mejora de la situación nutricional de la población de las zonas rurales. Además, el desarrollo de la horticultura de exportación se ha basado en la pequeña agricultura, con promedios de 0,6 hectáreas sembradas por agricultor en 1979 que han pasado a un promedio de 5 hectáreas en 1993 y siguen en aumento (Piñero, 2004). 26 Los fenómenos ocurridos durante los noventas han provocado la segmentación del mercado. Como resultado, el forzoso desarrollo de nuevos productos, la variabilidad de la oferta abriendo así una ventana a los productos con alto valor agregado, entre éstos las frutas frescas. Adicionalmente, el mercado de la papaya no es un mercado saturado (los mayores productores son Brasil y Hawai) (Piñero, 2004). Por lo tanto, conseguir un nicho de mercado para éste producto no es algo tan complicado. Asimismo, la papaya producida en Petén no se debe de someter al proceso hidrotérmico que tiene que pasar la papaya cultivada en la costa sur. La razón es que Petén está libre de la mosca del mediterráneo, reduciendo de esa forma los costos del cultivo de dicha fruta, haciéndola así aún más atractiva para los posibles exportadores de dicha fruta (Martínez, 1995 y Cigarroa, 2005). Para países en desarrollo como Guatemala, la exportación de frutas se ha convertido en una actividad muy importante en cuanto a la generación de divisas se refiere. Entre 1992 y 2002 Guatemala aumentó en un 10% el valor de las exportaciones. En el 2004 la producción de papaya alcanzaba 3,000 toneladas métricas. A pesar de que la mayor parte de la producción se consume localmente, existe un porcentaje cada vez mayor que se somete a estrictos controles y normas de calidad para garantizar su inocuidad y así poder exportarlo a países desarrollados como Estados Unidos (Piñero, 2004). Ahora bien, en cuanto a exportaciones, en el período de 2004 a 2006 Guatemala exportó 11,545.000 kg hacia Estados Unidos y 11, 393, 462.561 kg hacia Centroamérica, ver cuadros 7, 8 y 9, de los cuales 8,934,032.15 kg fueron hacia El Salvador, 1,481,643.80, cuadro 3, hacia Honduras, cuadro 4 y el resto a Nicaragua, cuadro 5. Tal y como se puede observar la tendencia se mantuvo aunque disminuyó ligeramente excepto en Nicaragua, cuadro 5, donde si se observa un aumento significativo en las exportaciones hacia ese país (Asociación de exportadores, 2007). 27 Cantidad de producto (Kg) Cuadro 7: Exportaciones hacia El Salvador. 4,000,000 3,500,000 3,000,000 2,500,000 2,000,000 1,500,000 1,000,000 500,000 0 2004 2005 2006 Año Fuente: AGEXPRONT, 2007. Cantidad de producto (Kg) Cuadro 8: Exportaciones hacia Honduras. 520,000 510,000 500,000 490,000 480,000 470,000 460,000 450,000 440,000 2004 2005 2006 Año Fuente: AGEXPRONT, 2007. Cantidad de producto (Kg) Cuadro 9: Exportaciones hacia Nicaragua. 500,000 400,000 300,000 200,000 100,000 0 2004 2005 2006 Año Fuente: AGEXPRONT, 2007. E. Genética de poblaciones Al estudio de las variaciones en una población natural y de los factores que influyen sobre estas variaciones, se le conoce como genética de poblaciones. Las técnicas utilizadas para la identificación de variaciones genéticas en poblaciones naturales han ido evolucionando, y gracias a esto actualmente los estudios ya no son teóricos. Las primeras técnicas utilizadas fueron las de la 28 identificación de mutantes morfológicos, por medio de los cuales se hacían evidentes las características heredadas en forma recesiva; el estudio de las variaciones cromosómicas estructurales, conocida como inversión cromosomal; y la del uso de isozimas. Esta última técnica ha generado un extenso repertorio de información acerca de la genética de poblaciones (Tabachnick, 1995). 1. Poblaciones naturales. La palabra población, utilizada en el sentido de genética de poblaciones, se refiere a un grupo de individuos de la misma especie que viven dentro de un área geográfica suficientemente restringida como para que cualquier miembro dentro de ella puede aparearse al azar con otro miembro (Tabachnick, 1995). Llegar a un definición precisa se dificulta, pues existe una diferencia entre especies dada por alguna forma de estructura geográfica, i.e., algún patrón especifico no al azar que distribuye a los organismos espacialmente. Rara vez se encuentra que los miembros de una especie estén distribuidos de forma uniforme u homogénea en el espacio; esta subdivisión poblacional generalmente es provocada por ambientes disparejos, como por ejemplo áreas secas o empantanadas dentro de un llano, regiones de poca y de mucha profundidad dentro de un lago, etc (Tabachnick, 1995). Las unidades fundamentales de estudio en la genética de poblaciones son las poblaciones locales, i.e., unidades dentro de una población en las cuales ocurre cruzamiento entre parientes; ya que es dentro de estas unidades o poblaciones donde ocurren los cambios en las frecuencias de alelos que son tan importantes para la evolución adaptativa de una característica. Existen factores que afectan la frecuencia genotípica dentro de una población (Tabachnick, 1995). En general el modelo mas utilizado para determinar la estabilidad de un genotipo es el de Hardy-Weinberg, el cual asume que el organismo que se está estudiando es diploide y se reproduce sexualmente, que no existe un traslape entre generaciones, y el apareamiento es al azar dentro de una población muy grande, que la migración es imprescindible y la mutación puede ignorarse, y que la selección natural no afecta los alelos que se están considerando (Tabachnick, 1995). 29 2. Variación Genética a. Equilibrio de Hardy-Weinberg y los factores que afectan la variación. El equilibrio de Hardy-Weinberg indica que en una población grande, con apareamiento al azar en ausencia de selección, migración y mutación, las frecuencias genotípicas y fenotípicas permanecen constantes de generación en generación. Es decir, que los factores que provocan cambios en las frecuencias genotípicas son principalmente cinco: 1) Apareamiento al azar: En el apareamiento al azar irrestricto, todos los individuos de la población tienen la misma posibilidad de aparearse con un individuo del sexo opuesto. En el cuadro 2, los individuos representados por los genotipos AA, Aa y aa deben aparearse entre sí al azar y no deben seleccionar sus parejas con base al genotipo (Solomon, 2001) 2) Ausencia de Mutaciones netas: no debe haber mutaciones que conviertan A en a o viceversa. Esto es, las frecuencias de A y a en la población no deben cambiar debido a mutaciones (Solomon 2001). a) Tamaño Poblacional Grande: Las frecuencias alélicas tiene mayor probabilidad de ser afectadas por fluctuaciones fortuitas (deriva genética) en una población pequeña que en una grande (Solomon 2001). b) Ausencia de Migración: No puede haber intercambio de genes con otras poblaciones que podrían tener diferentes frecuencias alélicas; esto es, no hay emigración o inmigración de individuos (Solomon, 2001). La tasa de mutación afecta la frecuencia de genes. Una mutación es fuente de material genético completamente nuevo. La tasa de mutación está estimada en el orden de 10-6 por locus por generación, aunque para regiones no codificadas esta tasa es mayor (Tabachnick, 1995). c) Ausencia de Selección Natural: la selección es un factor determinante, ya que en distintos individuos varía la aptitud de los genes, y por lo tanto la aptitud que le confieren al individuo que los porta (Tabachnick, 1995). Una población se encuentra en el equilibrio de Hardy-Weinberg cuando ninguno de los cinco factores mencionados anteriormente afecte significativamente la frecuencia genotípica. Suponiendo 30 que en una población hay dos alelos (A1 y A2) para un locus en específico, y sus frecuencias son p y q, respectivamente. Cuando las frecuencias de cada alelo son equivalentes en ambos sexos, al haber apareamiento al azar entre organismos, el resultado será una unión al azar de los gametos. Tenemos que las frecuencias genotípicas en la siguiente generación serán (Solomon, 2001), cuadro 10: Cuadro 10: Principio de Hardi-Weinberg, cuando se unen al azar óvulos y espermatozoides que contienen alelos A o a, la frecuencia de aparición de cada uno de los posibles genotipos (AA, Aa y aa) en la descendencia se calcula multiplicando las frecuencias de los alelos A y a en óvulos y espermatozoides. Frecuencias alélicas en los gametos masculinos A p = 0.7 a q = 0.3 Frecuencias alélicas en los gametos femeninos A a p = 0.7 q = 0.3 Aa AA pq = 0.7×0.3 = 0.21 p2 = 0.7×0.7= 0.49 Aa aa pq = 0.7×0.3 = 0.21 q2 = 0.3×0.3 = 0.09 Fuente: Solomon, 2001. Note que p + q =1, y que la frecuencia genotípica esperada para cualquier generación se pude obtener por medio de una expansión binomial de las frecuencias alélicas (p + q)2. Lo mismo ocurre para una población en la que se tienen más de dos alelos para un locus: (p + q + r...)2 (Tabachnick, 1995) F. Ensayo inmunosorbente enzima-ligado (enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA) Para detectar un antígeno A, un anticuerpo purificado específico para el antígeno A es unido químicamente a una enzima, figura 4. Las muestras que son examinadas son cubiertas en la superficie de los pozos de plástico al cual se unen no específicamente, los sitios pegajosos residuales en el plástico son bloqueados al agregar proteínas irrelevantes (no mostrado). Los anticuerpos marcados son luego agregados a los pozos bajo condiciones donde la unión no específica es prevenida, para que solo la unión al antígeno A cause que el anticuerpo marcado sea retenido en la superficie. El anticuerpo marcado no unido es removido de todos los pozos al lavar, y el anticuerpo unido es detectado por una reacción coloreada enzimo-dependiente. Este ensayo permite que arreglos de pozos conocidos como placas de microtitulación son leídas en un espectrofotómetro de fibra óptica multicanal, haciendo de esta manera más rápido el ensayo (Janeway et al. 2001), figura 6. 31 Figura 6: Principio del ensayo inmunosorbente enzima-ligado (enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA). Fuente: Janeway et al. 2001. G. Reacción en Cadena de la Polimerasa (Polimerase Chain Reaction, PCR) La reacción en cadena de la polimerasa, conocida también como PCR, permite replicar en pocas horas miles de veces el ADN que se encuentra en pequeñas cantidades. Entonces, reduciéndola a sus términos más básicos, PCR envuelve principalmente, la combinación de una muestra de ADN con cebadores oligonucleótidos, trifosfatos desoxinucleótidos y la polimerasa termoestable de ADN Taq en un buffer adecuado, luego repetitivamente calentando y enfriando la mezcla por varias horas hasta que la cantidad deseada de amplificación se alcanza (Erlich 1989). El método se basa, en su forma más simple en la realización de tres reacciones sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas. Estas reacciones se repiten cíclicamente entre veinte y cuarenta veces, ver figura 7. La muestra se calienta, en el primer paso, hasta lograr la separación de las dos cadenas que constituyen el ADN, hecho que se conoce como "desnaturalización". En el segundo paso, la temperatura se reduce para permitir el "apareamiento" de cada una de dos cadenas cortas de nucleótidos (oligonucleótidos) con cada una de las hebras separadas del ADN molde. Se 32 trata de segmentos de ADN de cadena simple, sintetizados en el laboratorio y diseñados de manera tal que permiten definir los límites del tramo de ADN que se desea replicar. Para que se pueda producir el apareamiento, cada uno de estos oligonucleótidos, a los que se denomina "iniciadores" o cebadores, debe ser complementario del tramo al que tienen que unirse en las cadenas separadas del ADN molde (Satz 1993), figura 7. Figura 7: Representación del principio de la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR). A) Paso 1: la solución es calentada a 95°C para desnaturalizar ("despegar") las dos cadenas del ADN blanco; B) Paso 2: la solución es enfriada ~55°C para permitir a los primers que se apareen (unan) con los extremos de las hebras de ADN; C) Paso 3: la solución es recalentada ~75°C para permitir que la Taq Polimerasa sintetice la hebra complementaria de cada hebra. Fuente: Satz 1993. En tercer lugar, una enzima ADN polimerasa extiende los cebadores, en el espacio comprendido entre ambos, sintetizando las secuencias complementarias de las hebras del ADN molde. Para ello, la ADN polimerasa usa desoxinucleótidos trifosfato (dNTP) agregados a la mezcla 33 de reacción. La temperatura a la que se realiza el tercer paso está condicionada por aquélla a la cual "trabaja" la enzima ADN polimerasa (72ºC es la ideal). Al cabo del primer ciclo de tres reacciones (desnaturalización, apareamiento, extensión) el tramo de ADN elegido se ha duplicado y el doble de su cantidad original se encuentra disponible para ser nuevamente replicado en un segundo ciclo. El resultado de la aplicación de numerosos ciclos "en cadena" da lugar a la amplificación geométrica del segmento de ADN delimitado por los cebadores (Satz 1993). El buffer como medio en cual se lleva a cabo la reacción de la amplificación de la porción de ADN que nos interesa multiplicar, determina en todos los casos, ya sea por cantidad o composición el éxito o el fracaso de la PCR o bien también el rendimiento del mismo como resultado final de la reacción de la cadena de polimerasa. En particular la concentración de MgCl2, que puede tener un efecto profundo en la especificidad y en el rendimiento de la amplificación (Erlich 1989). Al considerar la cantidad de Mg+2 para agregar a la reacción, es importante tener presente que se debe alcanzar un balance entre la concentración total de Mg+2 y la concentración dNTP. Para optimizar la concentración del buffer de PCR multiplex se deben llevan a cabo una serie de titulaciones de diferentes concentraciones de enzima y de cebadores, y luego se titulan los niveles de dNTP y Mg+2. Resultados óptimos fueron obtenidos con 6.7 mM de Mg+2, y este nivel es utilizado para determinar la concentración óptima de dNTP (Innis et al.1990). Generalmente, el exceso de Mg+2 resultará en la acumulación de productos de amplificación no específicos e insuficiente Mg+2 reducirá el rendimiento. Recientemente, se ha demostrado que la reducción o eliminación de KCl y gelatina pueden ser beneficiosas. Algunos protocolos incluyen 10% de dimetil sulfóxido (DMSO) que reduce visiblemente la estructura secundaria del ADN del blanco; aunque también se ha demostrado que la DMSO puede inhibir débilmente a la Taq polimerasa y disminuir el rendimiento total del producto de amplificación (Erlich 1989). Los desoxinucleótidos trifosfato (dNTP) utilizados por la ADN polimerasa, para extender los cebadores, éstas deben encontrarse en las cantidades adecuadas dentro del buffer de PCR. Están usualmente presentes cada uno entre 50 a 200 µM. Mayores concentraciones pueden tender a promover incorporaciones incorrectas por la polimerasa (i.e., “infidelidad termodinámica”) y deben evitarse. Con 50 a 200 µM, hay suficiente precursor para sintetizar aproximadamente 6.5 y 25 µg de ADN, respectivamente (Erlich 1989 & Innis et al.1990). Los dNTP parecen enlazarse cuantitativamente al Mg+2, la cantidad de dNTP presente en la reacción determinarán la cantidad de 34 magnesio libre disponible. En la reacción estándar, los cuatro trifosfatos son agregados a una concentración final de 0.8 mM; esto deja 0.7 mM de los originales 1.5 mM MgCl2 que no están acomplejados con los dNTP (Erlich 1989). H. Polimorfismo de Longitud de Fragmento Amplificado (Amplified fragment length polymorphism, AFLP) El análisis por AFLP pertenece a la categoría de restricción selectiva de técnicas de amplificación de fragmentos, que están basadas en la ligación de adaptadores (i.e, ligadores y marcadores) a fragmentos de restricción genómicos seguido de una amplificación basada en PCR con cebadores adaptador-específicos. Para el análisis por AFLP solo una pequeña cantidad de ADN genómico purificado es necesitado; este es digerido con dos enzimas de restricción, una con una frecuencia promedio de corte y una segunda con una frecuencia de corte mayor. Los oligonucleótidos adaptadores de doble hebra son designados de tal forma en que el sitio de restricción inicial no sea restablecido luego de la ligación, lo que permite una restricción y ligación simultánea, mientras que los fragmentos religados son cortados nuevamente, figura 8 (Savelkoul et al.1999). 35 Figura 8: Representación del principio de análisis de AFLP. 1) mutaciones puntuales incorporadas en el adaptador de secuencias para prevenir la digestión luego de la ligación, la cual esta sombreada; 2) uno de los cebadores o cebadores esta marcado. En esta representación ambos cebadores contienen un nucleótido selectivo (sombreado) en el fragmento desconocido. Fuente: Salvelkoul et al. 1999. Una alícuota es sujeta a dos amplificaciones por PCR bajo condiciones altamente estringentes con cebadores adaptador-específicos que tienen en sus extremos 3’ una extensión de uno a tres nucleótidos corriendo en el fragmento de restricción cromosomal desconocido. Una extensión de un nucleótido selectivo amplifica de 1 a 4 de los fragmentos ligados, mientras que tres nucleótidos selectivos en ambos cebadores amplifica de 1 a 4,096 de los fragmentos. El primer de PCR que expande los sitios promedio de restricción es marcado. Luego de la electroforesis con gel de poliacrilamida se obtiene un patrón informativo de 40 a 200 bandas (Savelkoul et al.1999). Los diferentes patrones obtenidos son debidos a: i) mutaciones en los sitios de restricción, ii) mutaciones en las secuencias adyacentes a los sitios de restricción y complementarios a las extensiones de los cebadores y iii) inserciones o deleciones dentro de los fragmentos amplificados (Savelkoul et al.1999). 1. Aplicaciones de AFLP. Los marcadores de AFLP han encontrado las más amplias aplicaciones en el análisis de la variación genética abajo del nivel de especie particularmente en la investigación de estructura y diferenciación de poblaciones, particularmente en la variación genética 36 de poblaciones. Tales análisis son cruciales para la conservación de la genética. La rapidez con la cual los marcadores de AFLP pueden ser generados pueden aportar información crucial para la toma de decisiones relacionadas con la conservación natural (Ulrich 1999). Aparte de los problemas de la estructura y variación poblacional, los marcadores de AFLP han sido aplicados para evaluar el flujo genético y la dispersión, las cruzas, introgresión y los casos de hibrización. La alta resolución de los marcadores de AFLP permite realizar pruebas de identidad clonal entre individuos (i.e., ausencia de recombinación), y así permite realizar inferencias acerca de los modos de reproducción sexual y asexual. Debido a que los métodos de AFLP pueden generar marcadores polimorficos en todo el genoma sin conocimiento previo de la secuencia, los marcadores de AFLP han sido utilizados para generar mapas de unión. Éstos han sido utilizados para el análisis de rasgos cuantitativos de loci (“quantitative trait loci”, QTL) para la determinación de los rasgos de las plantas de importancia agronómica, tales como resistencia a enfermedades, tolerancia a la sal, etc (Ulrich 1999). 2. Características de la técnica de AFLP a. Reproducibilidad y robustez. Dado que pequeñas cantidades de ADN son digeridas y la detección de fragmentos de AFLP no depende de la hibridización, digestión parcial y patrones borrosos, los cuales son fuente de irreproducibilidad en el genotipado con la tecnica de restricción de longitud de fragmento polimórfico (restriction fragment length polymorphism, RFLP) pueden ser fácilmente evitados. La posibilidad de utilizar además temperaturas de anelación astrigente en el PCR, lo cual hace del AFLP una técnica más robusta que la amplificación al azar de ADN polimórfico (random amplified polymorphic DNA, RAPD) (Ulrich 1999). b. Eficiencia y Tiempo. Los marcadores de AFLP pueden ser generados a una gran velocidad (Ulrich 1999). c. Resolución. Dado el número ilimitado de marcadores que pueden ser generados con esta técnica, usando una serie de combinaciones que la posibilidad de que un marcador de AFLP se encuentre en regiones variables aumenta, revelando entonces diferencias genéticas menores con el grupo de comparación (Ulrich 1999). 37 I. Electroforesis 1. Generalidades. Es un método de separación que se basa en la diferente velocidad de migración de las especies cargadas, en el seno de una disolución amortiguadora a través de la cual se aplica un campo eléctrico constante. Se ha aplicado a un conjunto de problemas de separaciones analíticas dificultosas: aniones y cationes inorgánicos, aminoácidos, catecolaminas (aminas activas, hormonas proteicas), fármacos, vitaminas, carbohidratos, péptidos, proteínas, ácidos nucleicos, nucleótidos, polinucleótidos y otras especies (Skoog et al., 2001). 2. Fundamento. El campo eléctrico actúa solamente sobre los iones. Si dos especies difieren, bien en la carga o en las fuerzas de rozamiento, se moverán a través del tampón y se separan. Las especies neutras no se separan. La fuerza de retardo por rozamiento se determina en un analito cargado, a partir del tamaño y de la forma del ión y de la viscosidad del medio en el cual migra. Para iones del mismo tamaño la fuerza impulsora será mayor, en el de mayor carga, y tendrá una velocidad de migración más rápida. Para los iones que presenta la misma carga la fuerza de retardo por rozamiento será más pequeña, en el ion más pequeño, y tendrá una velocidad de migración más rápida. La relación carga-tamaño de los iones combina estos dos efectos (Skoog et al., 2001). 3. Mecanismos de separación. a) Geles de poliacrilamida. Se utiliza para la separación de moléculas de ADN que difieren en longitud por solo un nucleótido. La electroforesis en gel de poliacrilamida es usada para examinar las familias de moléculas cadena-terminadas de ADN resultando en un experimento de secuenciación. La electroforesis en gel de agarosa no puede ser utilizada para este propósito debido a que no tiene el poder de resolución necesario para separar moléculas de hebra única de ADN que difieren en longitud por sólo un nucleótido. Los geles de poliacrilamida tienen un tamaño menor de poros que los geles de agarosa y permiten separaciones precisas de moléculas de 10-1500 pb. Así como secuenciación de ADN, los geles de poliacrilamida son también usados para otras aplicaciones donde se requieren separaciones finas de ADN, por ejemplo en el análisis de loci microsatélites (Brown, 2006). Un gel de poliacrilamida consiste de cadenas de monómeros de acrilamida (CH2=CHCONH2) entrelazadas con unidades de N,-N’-metilenbisacrilamida (CH2=CH-CO-NH-CH2-NHCOCH-CH2), la última es comúnmente llamada “bis”. El tamaño del poro está determinado por la 38 concentración total de ambos monómeros (acrilamida + bis) y la razón de acrilamida a bis. Una concentración de gel al 8% se utiliza para leer una secuencia cercana a la de un primer (una resolución de moléculas de 50-400 nucleótidos de longitud) o disminuirla al 4% para leer una secuencia más distante (500-1500 nucleótidos del primer). La polimerización de la solución de acrilamida: bis es iniciada por el persulfato de amonio (APS) y catalizada por N,N, N’,N’tetrametiletilendiamina (TEMED) (Brown, 2006). Los geles de poliacrilamida son preparados entre dos placas de vidrio separadas por espaciadores. Este arreglo sirve para dos propósitos. Primero, permite que se haga un gel muy delgado (< 1 mm), que facilita la lectura de la secuencia al aumentar la nitidez de las bandas y segundo, asegura que la polimerización, la cual es inhibida por el oxígeno, ocurra uniformemente a través del gel (Brown, 2006). 39 PARTE III III.1. RESULTADOS A. Lugares de colecta Papayas criollas. Se identificaron tres lugares de muestreo, descritos a continuación. El muestreo se llevo a cabo durante el mes de julio, 2008, en el municipio de Nueva Concepción, Escuintla, anexo figuras 9-11. Se visitaron fincas de papaya criolla, específicamente en las plantaciones de Las Trochas (N 14°03’27.7”, O 91°19’47.4”), El paraíso (N 14°09’26.3”, O 91°17’22.7”) y en un vivero ubicado también en Nueva Concepción llamado Las Pozas (N 14°09’48.7”, O 91°16’26.0”). Papayas silvestres. El departamento de Ciencias Agroforestales de la Universidad del Valle, proporcionó a este proyecto cuatro muestras de papaya silvestre, anexo figura 12, Carica mexicana, procedentes del departamento de El Petén, específicamente de la localidad de El Caoba (N18°84’74.5”, E16°22’02.93”) y El Pesquero (La Libertad, sin coordenadas disponibles), las cuales fueron colectadas durante el mes de agosto, 2008. B. Muestreo 1. Plantas. El muestreo utilizado fue el modelo de tipo zigzag. 2. Hojas. Las hojas de papaya criolla fueron tomadas de la siguiente forma: Se cortó el peciolo de la hoja, la cual fue seguidamente retirada y almacenada en bolsas de polietileno con cremallera plástica. Se debe hacer notar que la tijera de jardinero con la cual se cortaban las hojas de papaya se limpió con etanol al 80%. 3. Plántulas. Las 26 plántulas de aproximadamente 4 semanas de vida y de 15 cm de altura fueron adquiridas en el vivero, escogidas al azar por el propietario del mismo. A todas las muestras de papaya, tanto criolla como silvestre, se les realizó la prueba de ensayo enzimático ELISA (Enzyme-linked Inmunosorbent Assay), para determinar si las muestras estaban infectadas con el virus papaya ringspot virus, PRSV, ver figura 13. Si la muestra resultaba infectada 40 ésta era inmediatamente descartada de su participación en el estudio. Los resultados y el protocolo se adjuntan a continuación: Figura 13: Fruto de papaya con anillos oscuros en su superficie, signo característico de infección con PRSV, Nueva Concepción, Escuintla. Fuente: FODECYT 024-2007. C. Prueba de ELISA directo Se realizó la prueba de ELISA a un total de 51 muestras de papaya criolla: 26 muestras de hojas de plántulas de papaya criolla adquiridas en el vivero, 10 muestras de hojas de papaya criolla de la plantación El Paraíso y a 15 muestras de hoja de papaya de la plantación de Trochas. Todas estas procedentes de Nueva Concepción, Escuintla, cuadro 11. 41 Cuadro 11: Muestras de papaya criolla analizadas por medio de la técnica de ELISA para la detección de PRSV. Muestra Papaya Criolla Vivero El paraíso Trochas Total No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 51 ELISA PRSV (-) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 26 ELISA PRSV (+) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 25 Fuente: FODECYT 024-2007. Se realizó la prueba de ELISA a las 4 muestras de papaya silvestre donadas al estudio por el Ing. Castañeda, cuadro 12. 42 Cuadro 12: Muestras de papaya silvestre analizadas por medio de la técnica de ELISA para la detección de PRSV. Muestra Papaya Silvestre El Caoba El Pesquero Total ELISA ELISA No. PRSV (-) PRSV (+) 1 0 1PsC 1aPsP 1 0 2bPsP 1 0 1 0 3cPsP 4 4 0 Fuente: FODECYT 024-2007. D. Selección de cebadores Debido a que la técnica de AFLP era un procedimiento de laboratorio ya optimizado, se decidió utilizar inicialmente los cebadores recomendados por Illescas, 2006, cuadro 13. Cuadro 13: Cebadores probados por Illescas, 2006. E-ACT / M-CAG E-AGC / M-CAT E-AGG / M-CTT E-AGG / M-CAT Fuente: FODECYT 024-2007. E-AGG / M-CAT, es el par de cebadores con el que Illescas, obtuvo una mayor cantidad de bandas para los tres tipos de papaya que probó para su trabajo de tesis, incluyendo papaya criolla, lo que le permitió una mejor identificación de polimorfismos. Sin embargo, debido a que no se tenía información previa acerca de los posibles pares de cebadores con los cuales se pudieran obtener una mayor cantidad de bandas para papayas silvestres se decidió utilizar las siguientes 12 combinaciones de cebadores, escogidas totalmente al azar, además de incluir nuevamente a los 4 pares de cebadores ya probados por Illescas, 2006, cuadro 14. Cuadro 14: Combinaciones de cebadores probadas para el estudio, incluyendo a los ya probados por Illescas, 2006. E-AAC / M-CAA E-ACT / M-CAG E-AGG / M-CAT E-AGC / M-CTG E-AAG / M-CAC E-ACC / M-CAT E-ACG / M-CTA E-AGC / M-CTT E-ACA / M-CAG E-AGC / M-CAT E-ACT / M-CTC E-AGG / M-CTT Fuente: FODECYT 024-2007. Con estos cebadores se pretendía abarcar y utilizar todas las posibles combinaciones de cebadores para comprobar si se obtenían buenos resultados luego de su utilización en papaya silvestre. Luego de las pruebas correspondientes se encontró que al igual que en las papayas criollas, el par de cebadores E-AGG / M-CAT, fue el par con el que se obtuvo la mayor cantidad de bandas en papaya silvestre, ver por ejemplo la figura 14. Por esta razón, se decidió utilizar este par para 43 realizar la prueba de AFLP en las muestras de papaya obtenidas en este estudio. Se encontró que la mayoría de los pares de cebadores no amplificaron o solamente presentaron de 1-15 bandas, por lo que no clasificaban para entrar en el criterio de selección aplicado previamente por Illescas, 2006 y Ávalos 2004 para escoger los pares de cebadores a utilizar en sus respectivos estudios. Con este criterio (20-32 bandas) se pretendía poder escoger la combinación de iniciadores que presentara una mayor cantidad de bandas posibles para lograr una mejor caracterización. Figura 14: Gel A, utilizando los cebadores E-AGG / M-CAT y Gel B, utilizando los cebadores EAAC / M-CAA. Puede observarse una mayor cantidad de bandas en el Gel A que en el Gel B. A B Fuente: FODECYT 024-2007. 44 E. Resultados obtenidos a partir de la prueba de ELISA para la detección del virus PRSV, en muestras de papaya criolla y silvestre colectada. La condición inicial de las muestras de papaya criolla y silvestre para poder ser analizadas por AFLP era que presentaran una prueba de ELISA negativa para el virus PRSV. De las 90 muestras recolectadas se analizaron 55 muestras, 51 de papaya criolla y 4 de papaya silvestre, libres del virus PRSV. Las muestras analizadas de papaya criolla fueron elegidas al azar a partir de las muestras de hojas colectadas anteriormente durante la primera gira del proyecto y que no presentaran sintomatología del virus luego de su análisis por ELISA. Se encontraron 26 muestras negativas para el virus de 51 muestras de papaya criolla y de las 4 muestras de papaya silvestre que fue donada al proyecto, ninguna presentó infección. Aplicando la proporción binomial y su intervalo de confianza al 95% respectivo, se encontró que más de la mitad de la totalidad de las muestras, 51% (IC95% 38-64%), de papaya criolla recolectadas no estaban infectadas con el virus PRSV, ver cuadro 15. La totalidad de las muestras de papaya silvestre, (IC95% 51-100%), no estaban infectadas con PRSV, cuadro 15. Muestra papaya criolla papaya silvestre r n p A B 26 51 0.5098 55.8416 14.5122 4 4 1.0000 11.8416 3.8416 Sn 55 Cuadro 15: Proporción binomial de muestras de papaya criolla y silvestre C 109.6832 15.6832 IC (sup)95% 0.6414 1.0000 IC (inf)95% 0.3768 0.5101 Dentro de los tres lugares de muestreo de papaya criolla se encontró que de 51 muestras elegidas al azar, 26 del vivero en Las Pozas, 15 de la plantación de Trochas No. 5 y 10 de la plantación Paraíso, solo las plantas del vivero estaban sanas. Por esta razón se decidió utilizar éstas muestras para el análisis por medio de AFLP. Se esperaba encontrar un mayor número de muestras de papaya silvestre durante las giras, pero desafortunadamente ese no fue el caso. Por otro lado, ninguna de estas muestras estaba infectada con virus PRSV, por lo que pudo ser analizada por medio de AFLP. 45 F. Resultados obtenidos a partir del análisis por medio de AFLP de las muestras de papaya criolla y silvestre colectada. 1. Dendrograma. Luego del análisis por medio de la técnica de ELISA y que ésta diera un resultado negativo se procedió a analizar por medio de AFLP las muestras de papaya criolla y silvestre seleccionadas. Para el análisis por medio de AFLP no se utilizaron plantas infectadas con virus PRSV, debido a que no se sabía de qué manera iba afectar la infección a la visualización de las bandas en el gel. La infección podría afectar ya fuera agregando bandas que pertenecieran al genoma del virus o bien alterando por medio de mutaciones el genoma de las muestras de papaya. Debido a estas razones, sólo se analizaron muestras libres de infección. Se analizaron las 26 muestras de papaya criolla colectadas en el vivero de Pozas, Nueva Concepción, Escuintla. Se encontró que todas las muestras presentaban el mismo perfil genético, por lo que se concluyó que las mismas provenían de las mismas plantas generadoras. A partir de esto, solo se corrió una de las muestras de papaya criolla escogida al azar junto con las otras cuatro muestras de papaya silvestre para obtener un dendrograma con el fin de encontrar relaciones filogenéticas entre los especimenes analizados. El dendrograma se obtuvo utilizando el programa TotalLab, Nonlinear Dynamics TL120 DM (version 2006f, United Kingdom), ver figura 15.a. y .b.. En este dendrograma, figura 15.a. y .b., se puede observar que se encuentran agrupados en un mismo grupo de genes6 todos las muestras de papaya silvestre a excepción de la muestra de papaya silvestre de El Caoba, Peten (1PsC). 6 Grupo de genes o gene cluster: es un grupo de genes adyacentes que son idénticos o están relacionados. 46 Figura 15.a.: Dendrograma UPGMA7 que muestra los polimorfismos y la similitud genética entre las muestras de papaya criolla obtenidas del vivero de Pozas, Nueva Concepción, Escuintla y cuatro muestras de papaya silvestre obtenidas de El Petén. Muestra 1) papaya criolla del vivero de Pozas, Nueva Concepción Escuintla; Muestra 2) papaya silvestre 1aPsP, proveniente de El Pequero, El Petén; Muestra 3) papaya silvestre 2bPsP, proveniente de El Pesquero, El Petén; Muestra 4) papaya silvestre 3cPsP, proveniente de El Pesquero, El Petén y Muestra 5) papaya silvestre muestra 1PsC, proveniente de El Caoba, El Petén. (TotalLab, Nonlinear Dynamics TL120 DM (version 2006f, United Kingdom)). Muestra 5 A Muestra 4 D Muestra 3 B Muestra 2 C Muestra 1 Fuente: FODECYT 024-2007. 7 Método de Grupos Pareados no Pesados con Media Aritmética (Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean, UPGMA) es un método directo para la construcción de dendrogramas. Su propósito original era construir fenogramas taxonómicos, los cuales son dendrogramas que reflejan las similitudes fenotípicas entre las unidades taxonómicas operacionales (Operational Taxonomic Units, OTUs). El método utiliza un algoritmo secuencial de grupos de genes, en el cual la homología local entre OTUs está identificada en orden de similitud y el dendrograma es construído de esa manera. Los dos OTUs que son más parecidos entre sí son los primeros en determinarse y luego estos son tratados como un nuevo OTU compuesto. Subsecuentemente, dentro del nuevo grupo de OTUs (compuesto y simple), el par con la similitud más alta es identificado y agrupado. Esto continúa hasta que solo quedan dos OTUs (Ulrich, 1999). 47 Figura 15.b.: Bandas utilizadas para la elaboración del dendrograma UPGMA. No. Banda 1 Banda 2 Banda 3 Banda 4 Banda 5 Banda 6 Banda 7 Banda 8 Banda 9 Banda 10 Banda 11 Banda 12 Banda 13 Banda 14 Banda 15 Banda 16 Banda 17 Banda 18 Banda 19 Banda 20 Banda 21 Banda 22 Banda 23 Banda 24 Banda 25 Banda 26 Banda 27 Banda 28 Banda 29 Banda 30 Banda 31 Banda 32 Banda 33 Banda 34 Banda 35 Banda 36 Banda 37 Banda 38 Banda 39 Banda 40 Banda 41 Banda 42 Banda 43 Banda 44 Banda 45 Banda 46 Banda 47 Banda 48 Banda 49 Banda 50 Banda 51 Banda 52 papaya criolla (Las pozas) 1 1 1 1 1 1 1 1aPsP 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3cPsP 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1PsC 1 1 1 1 1 2bPsP 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Fuente: FODECYT 024-2007. La primera división marcada con A, muestra una homología de un 69% entre la muestra de papaya silvestre, PsC con el resto de muestras tanto silvestres como de criolla. La división marcada con B muestra un 73% de homología entre ambos grupos. En este segundo grupo marcado con B, congrega a los otros individuos, muestras 1-4, se subdivide en dos grupos más, marcados con C y D. En la subdivisión marcada con C se encuentran agrupados los individuos pertenecientes a estas dos variedades, criolla y silvestre, muestra 1 y 2, en un mismo subgrupo, con una homología entre sus individuos del 85%. El otro subgrupo marcado con D, agrupa a dos variedades de papaya 48 silvestre, muestra 3 y 4, la homología entre ambos individuos es de un 85.5%, ver además cuadro 16. La construcción de este dendrograma con el par de cebadores seleccionado, presenta gran cercanía entre los individuos de ambas variedades. Con este cuadro se corroboran los datos obtenidos a partir del dendrograma, presentando en este caso la homología al comparar cada una de las muestras entre sí y las demás. Cuadro 16: Homología presentada entre las muestras. Las muestras con una mayor homología fueron la muestra 1 y 2 con un 85% al igual que la 3 y 4 con un 85%. Las muestras que presentaron una menor homología fueron la 3 y la 5 con un 62%. (TotalLab, Nonlinear Dynamics TL120 DM (version 2006f, United Kingdom)). Muestra 1 2 3 4 5 1 1 0.85 0.69 0.71 0.74 2 0.85 1 0.75 0.76 0.68 3 0.69 0.75 1 0.85 0.62 4 0.71 0.76 0.85 1 0.72 5 0.74 0.68 0.62 0.72 1 Fuente: FODECYT 024-2007. 49 III.2. DISCUSIÓN DE RESULTADOS A diferencia de Illescas, 2006 todas las muestras de éste estudio fueron previamente analizadas por medio de la técnica de ELISA para descartar a todas las muestras infectadas con virus PRSV. Debido a que no provenían de semillas certificadas y el primer criterio de selección era que no estuvieran infectadas por este virus. Esto se hizo, debido a que como se dijo anteriormente, no se sabía de qué manera iba afectar la infección a la visualización de las bandas en el gel. La infección podría afectar ya fuera agregando bandas que pertenecieran al genoma del virus o bien alterando por medio de mutaciones el genoma de las muestras de papaya. Debido a estas razones, sólo se analizaron muestras libres de infección. Se esperaba encontrar que al menos un 50% de las muestras pertenecientes a las plantaciones y el 100% de las plantas del vivero estuvieran sanas. Con ello proporcionar al estudio una mayor variabilidad, para el análisis por medio de AFLP. En cuanto a las muestras de papaya silvestre, se contó para el estudio con 4 muestras. Proporcionadas por la dirección del Departamento de Ciencias Agroforestales de la Universidad del Valle. Los datos obtenidos a partir de la prueba de ELISA fueron analizados utilizando proporciones binomiales y su intervalo de confianza al 95%. Con esta prueba se encontró que ninguna de las 25 muestras de papaya criolla escogidas al azar de las plantaciones podía ser utilizada para su posterior análisis por medio de AFLP debido a que estaban infectadas con PRSV, cuadro 11. Esto podría deberse al descuido en el que ambas plantaciones estaban favoreciendo a la multiplicación de áfidos transmisores del virus PRSV. Las muestras del vivero resultaron todas negativas para la infección con PRSV, por lo que fueron analizadas por medio de AFLP ya que se encontraban dentro del criterio de selección. Las condiciones existentes en el vivero según una inspección visual efectuada durante la visita denotaron un mayor cuidado del cultivo sin presencia aparente de signos de enfermedad viral. Los resultados obtenidos se tradujeron en un 51% (IC95% 38-64%) de muestras sanas del total de muestras de papaya criolla. Esta misma prueba fue aplicada a papayas silvestres, las cuales todas salieron negativas para la infección, por lo cual todas fueron analizadas para AFLP. Una vez comprobado que las 30 muestras tanto de papaya criolla como de silvestre, no estuvieran infectadas se procedió al análisis por medio de AFLP. El criterio de selección de 50 cebadores fue el mismo que el utilizado por Illescas, 2006 y Ávalos, 2004. A diferencia de la papaya criolla, la papaya silvestre no fue analizada por Illescas, 2006, por lo que se decidió utilizar los cebadores mencionados en este mismo estudio además una prueba con 8 pares de cebadores más, ver cuadros 13 y 14. El par: E-AGG / M-CAT, que Illescas (2006) encontró, producían un mayor número de polimorfismos tanto para papaya criolla como para silvestre, por lo que se procedió a realizar el análisis de AFLP de las muestras con este par de cebadores. Illescas obtuvo con esta combinación una cantidad promedio de 23 polimorfismos para papaya criolla, mientras que con este estudio se encontró una cantidad promedio de 22. En la papaya silvestre se observaron 21 bandas promedio en las 4 muestras procesadas. Por lo tanto los resultados obtenidos en cuanto al par de cebadores que se utilizaron en este estudio se asemejan a los obtenidos en papaya criolla por Illescas (2006). Dada esta compatibilidad de resultados, previamente discutidos a los obtenidos por Illescas se puede validar la reproducibilidad de las condiciones utilizadas para el análisis de AFLP en muestras de papaya criolla. Sirviendo esto como referencia para futuras aplicaciones en estudios de papaya silvestre. Debido a lo anteriormente dicho, se utilizó solamente una muestra de papaya criolla la cual fue comparada con las cuatro muestras de papaya silvestre que se obtuvieron. En cuanto al protocolo utilizado para la generación de los perfiles genéticos, se utilizó el recomendado por el fabricante con algunas modificaciones tomadas a partir del trabajo de Illescas, 2006 (protocolo optimizado para el trabajo dentro del laboratorio de protección vegetal). Con este par de cebadores se encontró al igual que encontró Illescas (2006), que en la región de 500 a 800 pb era en donde se encontraba la mayoría de las bandas, mientras que mostró una menor amplificación en regiones de mediano y bajo peso molecular. Se puede decir entonces que la combinación E-AGG / M-CAT fue útil en la identificación de individuos. Con esto se concuerda con los hallazgos encontrados por Illescas (2006) ya que la especie Carica papaya L. presenta un bajo nivel de polimorfismos, esto podría relacionarse con el tamaño relativamente pequeño de su genoma (372Mbp) (Ma et al., 2004). Sin embargo es posible que algunas de las bandas pudieran haber sido omitidas debido a que si el proceso de revelado no se detiene cuando es preciso, el fondo se tiñe de un tono que va de gris claro a negro, que se confunde con las bandas. La construcción de este dendrograma con el par de cebadores seleccionado, presenta gran cercanía entre los individuos de ambas variedades, figuras 15.a. y .b. y cuadro 16. Cabe resaltar una homología del 85% presentada entre la muestra de papaya criolla y la muestra 1aPsP de papaya silvestre. Podría decirse que esta variedad de criolla podría ser una variación de esta papaya 51 silvestre, pudiéndose haber dado esto debido a procesos de cruces para mejora de cultivos de manera empírica. Esto también podría sugerir que existió o existe un flujo genético entre ambas poblaciones. Aunque la distancia geográfica que las separa es mucho mayor también podría deberse a migraciones de habitantes o bien de fauna de ambas regiones. También puede notarse una homología de 69% entre la muestra 1PsC y el resto de muestras. Esto denota, a pesar de que todas las muestras de papaya silvestre sean de la misma región existe diferencia entre éstas. Podría decirse que ésta muestra de papaya se habría conservado mejor, sin ninguna influencia de otras variedades que el resto de muestras. Esto puede observarse en el perfil genético que presentó la misma, evidenciándose con una menor cantidad de bandas que el resto de muestras. Aunque este estudio no se enfoca en estos aspectos, ya que no se estudió el ambiente o genes específicos, esto podría ser una posible explicación para el dendrograma. Este estudio, es más bien exploratorio para la estandarización de la técnica de AFLP para papayas silvestres y reproduce resultados de estudios previos para las papayas criollas. Mencionando la optimización de cebadores, la cantidad de polimorfismos encontrados y los protocolos utilizados. La importancia y la novedad de este estudio radica en que es un estudio que utilizó materiales silvestres del país y que de éstos no se tenían noticias de estudios previos en Guatemala. Con este estudio se estandariza la técnica de AFLP para este tipo de material. Limitaciones tales como presupuesto y falta de muestras, ya fuera por limitación en número, lluvias e inicio en la siembra de caña de azúcar lo cual limita la localización de papaya silvestre en el sur del país, o bien por infección deben tomarse en cuenta para la realización de estudios posteriores a este, para que los resultados sean estadísticamente significativos. Tomando en cuenta la información que este estudio provee para la estandarización de la técnica de AFLP ésta puede aprovecharse para realizar estudios posteriores de ecología, genotipificación, estudios de resistencia a virus, determinación de sexo en papayas y caracterización de materiales silvestres, etc. Este es un estudio que abre las puertas a estudios posteriores ya sea utilizando ésta técnica para un estudio más a fondo de éste tipo de materiales. Pudiéndose obtener los primeros datos de perfiles genéticos de papayas silvestres de Guatemala, con el par de cebadores seleccionados. Aunque no se pueden obtener conclusiones claras o estadísticamente significativas debido a que el número tan reducido de muestras no permite hacer este tipo de generalizaciones; se cumple con los objetivos de conocer la diversidad genética de la papaya criolla y silvestre, de esta muestras de papayas, guatemaltecas por medio del dendrograma obtenido del estudio, la estandarización la técnica de AFLP, con su respectivo dendrograma y el aporte de plántulas de papaya para el inicio de un germoplasma con las mismas en los viveros de la universidad. 52 PARTE IV IV.1. CONCLUSIONES 1. Se estandarizó la técnica de AFLP para determinar la diversidad genética de las muestras de papaya criolla y silvestre colectada. 2. A partir de la estandarización de la técnica, AFLP, se obtuvo como resultado un dendrograma que permite conocer las relaciones filogenéticas entre ambos tipos de muestras, ver figura 15.a. Partiendo de este dendrograma se puede conocer la diversidad genética de la papaya criolla y silvestre, de esta muestras de papayas, de Guatemala. 3. Se elaboró un dendrograma que muestra las relaciones filogenéticas entre las muestras recolectadas. 4. El dendrograma producido presenta las relaciones entre las muestras, de éste se deduce que las muestras relacionadas entre sí forman subgrupos tales como el subgrupo formado por las muestras 4 y 3, y 2 y 1. La muestra que menos se relaciona con las demás es la muestra 5. 5. Con este estudio, se donaron 26 plántulas de papaya criolla para dar inicio a la colección de germoplasma del laboratorio de protección vegetal de la Universidad del Valle de Guatemala. 6. La técnica de genotipado molecular AFLP utilizada en este estudio fue estandarizada tanto para papaya silvestre como criolla de acuerdo a los objetivos del estudio. El par de cebadores que obtuvieron la mayor cantidad de bandas, ver figura 15.b., fue: E-AGG / M-CAT. IV.2. RECOMENDACIONES 1. Realizar otros estudios cuyo interés principal, sea: el estudio y caracterización tanto morfológica como genética de la papaya silvestre de Guatemala, y su localización exacta en el país. 2. Utilizar otras técnicas moleculares para el estudio de las papayas silvestres de Guatemala, tales como SSCP para la comparación de polimorfismos en el ADN, etc. 3. Identificar y utilizar otros genes blanco para su caracterización y comparación con las variedades hibridas existentes. 4. Promover en los agricultores la conservación de las plantas de papaya silvestre y no destruirlas, ya que los sitios en donde se encuentran no soy muy accesibles, son escasos y muy difíciles de encontrar. Esta planta representa un banco genético importante que debe explorarse para una posible mejora de las otras variedades comerciales existentes. Creando programas de conservación en las localidades mencionadas en este estudio y también en conjunto con otras organizaciones como PROFRUTA localizar otras más. 5. Mantener en condiciones óptimas la colección de germoplasma contenida en los laboratorios de Protección Vegetal de la Universidad del Valle de Guatemala, especialmente a la colección generada a partir de este estudio. IV.3. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARTÍCULOS Ávalos, A.; L. Molina y K. Ponciano. (2004). Estudio de la variabilidad genética de las poblaciones de ajo cultivadas en Guatemala y formación de un banco de germoplasma representativo con mes de mejoramiento genético: Análisis mediante AFLP. Informe técnico de actividades del Laboratorio de biotecnología de la Región I. Instituto de Ciencia y Tecnología Agrícola (ICTA). Ávalos, A. y L. Molina. (2004). Caracterización de 20 variedades mutantes de frijol (Phaseolus vulgaris L.) mediante la técnica del AFLP. 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Ubicado en: N 14°09’26.3”, WO 91°17’22.7” Figura 10: Frutos de papaya, planta de papaya y plantación muestreada en las El Paraíso, Nueva Concepción Escuintla. Fuente: FODECYT 024-2007. 60 c. Vivero ubicado en Pozas. Ubicado en: N 14°09’48.7”, WO 91°16’26.0” Figura 11: Vivero de papaya criolla ubicado en Pozas, Nueva Concepción, junto con su propietario, Don Víctor Ilopapa. Fuente: FODECYT 024-2007. 2. Papayas silvestres. Figura 12: Hoja con inflorescencia de papaya silvestre de El Caoba (El Petén), hoja y fruto de papaya silvestre de El Pesquero (El Petén). Fuente: FODECYT 024-2007. 61 PARTE V V.1. INFORME FINANCIERO AD-R-0013 QUINCEAVA CONVOCATORIA LINEA FODECYT Nombre del Proyecto: Caracterización de papaya criolla y papaya silvestre (Carica Papaya L.) guatemaltecas mediante la técnica de poliforsimo de longitud de gramento amplificado. PRÓRROGA AL 31/03/2009 024-2007 1a. PRÓRROGA AL 31/05/2009 Licda. Dinora Roche Recinos 2a. Q75,000.00 Numero del Proyecto: Investigador Principal: Monto Autorizado: 01/12/2007 AL 30/11/2008 12 MESES TRANSFERENCIA Asignacion Menos (-) Mas (+) Presupuestaria Fecha de Inicio y Finalización: Grupo Renglon Nombre del Gasto 181 122 133 Servicios no personales Estudios, investigaciones y proyectos de factibilidad Q Impresión, encuadernación y reproducción Q Viáticos en el interior Q 163 Mantenimiento y reparación de equipo médicosanitario y de laboratorio Q 1 2 241 243 261 262 269 291 323 MATERIALES Y SUMINISTROS Papel de escritorio Productos de papel o cartón Elementos y compuestos químicos Combustibles y lubricantes Otros productos químicos y conexos Útiles de oficina PROPIEDAD, PLANTA, EQUIPO INTANGIBLES Equipo médico-quirúrgico y de laboratorio GASTOS DE ADMÓN. (10%) MONTO AUTORIZADO (-) EJECUTADO SUBTOTAL (-) CAJA CHICA TOTAL POR EJECUTAR Q En Ejecuciòn Pendiente de Ejecutar Ejecutado 27,200.00 Q 19,200.00 Q 3,000.00 Q 400.00 Q 399.00 Q 960.00 Q 2,118.18 Q 3,000.00 Q 960.00 Q 3,800.00 Q 3,800.00 Q Q 500.00 Q 174.50 Q Q 500.00 Q 188.90 Q Q 26,740.00 Q 26,738.22 Q Q 900.00 Q Q 25,721.82 Q 27,640.00 Q 3,918.18 Q 400.00 Q 119.00 Q 8,000.00 2,201.00 881.82 325.50 311.10 1.78 900.00 2,000.00 281.00 E Q Q 7,500.00 Q 6,818.18 2,000.00 Q Q 4,852.59 Q 6,818.18 Q 75,000.00 Q 35,958.18 Q 35,958.18 Q 59,450.39 Q Q Q 75,000.00 59,450.39 15,549.61 Q 15,549.61 62 Disponibilidad 647.41 Q15,549.61 Q 15,949.61