Flujo genico MADfinalrev enfn

Compliance with the Cartagena Protocol on Biosafety
Brazil - Colombia - Costa Rica - Perú
Línea de base molecular de la estructura poblacional de razas locales
Latin America: Multi - Country capacity building
for compliance with the Cartagena Protocol on Biosafety
híbridos de maíz amarillo duro
César López; Rosa Espejo; Jorge Quispe; Roberto Mansilla; Liliana Aragón, Jorge Castillo; Gloria Gonzales y César Palomino
Instituto de Biotecnología – Universidad Nacional Agraria La Molina
El Perú es centro importante de Diversidad del Maíz (Grobman,1961), sin
embargo aún no se conoce el estado de la diversidad alélica racial y la
estructura genética de las poblaciones, que permita entender a nivel
molecular qué ha ocurrido durante más de 50 años de coexistencia con el
maíz amarillo duro (MAD). Asimismo, se desconoce sobre la ocurrencia de
flujo génico entre MAD y los maíces locales. Actualmente, la necesidad de
utilizar semilla mejorada nos exige documentar el estado de nuestra
diversidad como línea base para entender cuál sería el efecto en las razas
locales por la introducción de MAD genéticamente modificado y la posibilidad
de que ocurra flujo génico. Por ello, este proyecto plantea los siguientes
objetivos que se reportan aquí:
Determinar a nivel molecular el estado y distribución de la variabilidad
genética y alélica en los grupos raciales de maíz existentes en la costa norte
del Perú, estableciendo un comparativo con muestras del Banco de
Germoplasma de la UNALM y documentar el manejo y movimiento de la
semilla.
Metodologías
El material utilizado para este estudio procede de las zonas donde se cultiva
MAD junto a maíces amiláceos locales nativos de Lambayeque, adaptados a
condiciones de costa. Aquí se colectaron los tipos raciales: Alazán,
Chancayano y Mochero. Se han incluido también, muestras del Banco de
Germoplasma de la UNALM de 6 tipos raciales: Alazán, Chancayano,
Chaparreño, Mochero, Canteño, Cusco Gigante, y de 8 híbridos comerciales
(INIA-605, INIA-608, INIA-611, INIA-609, INIA-617, Pionner 30K73, Pionner
3862, Pionner 30F35).
El ADN se extrajo de hojas jóvenes provenientes de plántulas germinadas a
partir de granos, mediante el método de Doyle & Doyle (1990) modificado. En
el análisis con microsatélites se han evaluado 22 pares de cebadores
reportados por Morales (2002) para maíz, de los cuales se han elegido 5 por
su comportamiento polimórfico. También, se ha realizado un ensayo con 6
combinaciones de cebadores AFLPs, de las cuales se han seleccionado 3 por
presentar buena resolución de bandas y polimorfismo. El análisis genético
fue con el programa Population Genetic Analysis (Popgene 1.32).
El movimiento y manejo de la semilla se documentó por medio de una
encuesta consensuada con los Sub proyectos GIS y Socioeconomía.
Sin embargo, para verificar esta observación, estamos procesando el patrón
AFLP de las razas comparándolas con MAD, a fin de evaluar la posibilidad de
detectar alelos propios del MAD y que también lo encontremos en algunos
maíces de campo pero no en los del Banco de Germoplasma (Figura 2).
Adicionalmente, estamos evaluando con PCR la presencia del locus Yellow
Endosperm en los maíces de las razas locales de campo.
%
N° Alelos
Tipo Racial Polimorpromedio
fismo
Mochero de
4.8 ±
100
Banco
1.0954
Figura 2. Patrón
AFLPs
con la combinación
EcoRI+AAG/MseI+CTG, de las razas Chancayano (Banco y
campo) y Chaparreño.
Diversidad
Génica
Fis/locus
0.6819 ±
0.1296
0.2213; 0.2213; 0.1176; -0.2898;
-0.1587
Mochero de
Túcume
100
4.6 ±
0.5477
0.6283 ±
0.1179
-0.0399; 0.4545; -0.0969;
-0.1860; 0.2058
Chancayano
de Banco
100
3.6 ±
1.1400
0.4810 ±
0.2631
0.1101; -0.0609; -0.0043; -0.0233;
-0.1522
Chancayano
de INIA
100
3.8 ±
1.7889
0.4955 ±
0.2944
0.3678; -0.1348; -0.0526; ----;
-0.5714
Alazán
100
4.0 ±
1.5811
0.6198 ±
0.0945
0.2370; 0.3052; -0.1324; -0.0667;
0.2279
Estadís cos "F"
Mochero: Banco - Túcume
Chacayano: Banco - INIA
Fis =
Fit =
Fst =
Nm =
DB-T =
0.0583
0.1416
0.0885
2.5759
0.4326
-0.0601
0.0588
0.1122
1.9782
0.2556
Tabla 1. Parámetros genéticos de las estructuras
poblacionales de tipos raciales de maíz de Costa
Norte.
Para conocer el manejo y uso de la semilla, se encuestó a 169 agricultores de
9 distritos de Lambayeque; el tamaño de las parcelas georeferenciadas varió
entre 1 a 4 ha. En Chongoyape y Pátapo, sólo cultivan MAD, utilizando
semilla híbrida en la campaña principal y semilla de su cosecha en la
campaña secundaria (abril – septiembre). En otros distritos como Jayanca,
Pacora, Túcume, Mochumí e Illimo, cultivan principalmente arroz y/o MAD
(noviembre – abril) para luego sembrar maíz local (Mochero o Alazán) que
sólo aprovecha la humedad de los suelos. Dependiendo del abastecimiento
de agua en algunas parcelas se cultivan simultáneamente MAD y maíces
locales separados a distanciamientos de 1.5 hasta más de 200 metros. La
ocurrencia de cruzabilidad en algunos casos es evitada sembrando en
épocas diferentes. En otros casos se cruzan, apareciendo mazorcas de
maíces locales con granos amarillos (granos pintados), las cuales no son
utilizadas para obtener semilla para la siguiente campaña, utilizándolas para
su consumo, Figuras 3 y 4, por lo que deducimos que no ocurre flujo génico.
Por otro lado, el maíz choclo tipo Cusco que se siembra en costa central no
se cruza con MAD, ya que la mazorca es comercializada y consumida como
choclo.
A.
B.
Resultados y Discusión
Mediante marcadores SSR (Figura 1) hemos estimado los parámetros génico
poblacionales entre los maíces locales del Banco de la UNALM y de campo
(Tabla 1). Observamos que ambos grupos fueron muy polimórficos en su
contenido alélico, con una diversidad génica de Nei superior a 0.50 y una
diferenciación génica (Fst) de 8.85% entre los Mocheros y 11.22% entre los
Chancayano. Sin embargo, comparten entre el 50 al 67% de los alelos, pero
en frecuencias distintas. Esta variación y falta de coincidencia de los mismos
alelos podría estar explicada principalmente por el movimiento de la semilla
como causante de flujo génico. Los agricultores acostumbran vender parte de
su cosecha como choclo, otra en grano seco a los mercados mayoristas.
Para la siembra, vuelven a adquirir semilla de maíces locales en el mercado.
Por lo tanto, es altamente probable que esté ocurriendo la mezcla de granos
que explique la falta de coincidencia alélica. Este es un caso de flujo génico
por mezcla de semilla.
1
2
3
Figura 3. A. Maíz Mochero en choclo con granos pintados (Mercado de Illimo), B. Agricultor con granos de maíz
Alazán (1), bolsas con granos de maíz Alazán de grano coloreado (2) y Mochero de grano blanco (3).
Figura 4. Campo de coexistencia de maíces Mochero, Alazán y MAD en el distrito de Pacora, Lambayeque.
Conclusión
El largo tiempo de coexistencia entre maíces locales y MAD, no ha causado
una pérdida de la diversidad génica; por el contrario, observamos alto
polimorfismo.
Figura 1. Patrón alélico del locus Phi116 en las razas Alazán y Mochero.
Los análisis moleculares, no nos han permitido observar aún la presencia de
alelos propios de MAD que estén en los maíces locales de campo y que
evidencien ocurrencia de flujo génico durante tantos años de coexistencia.
Además, hemos observado que actualmente, los híbridos que se cultivan no
fueron los mismos que se introdujeron hace años.
La diversidad racial podría disminuir a voluntad del agricultor por dejarlo de
cultivar, frente a la preferencia de una nueva variedad más rendidora, de
menor costo y exigencias agronómicas; sin embargo, hemos observado que
siempre habrán agricultores que sembrarán los maíces locales para
satisfacer las necesidades culinarias de los pobladores locales, aunque
destinen áreas cada vez más pequeñas, lo que podría causar deriva génica
en alelos de baja frecuencia.