Caracterización de las razas criollas e indígenas de maíz colombiano por medio de Marcadores Moleculares SSR

Abstract

Empleando 10 marcadores moleculares SSR (Simple Sequence Repeats) seleccionados por su grado de polimorfismo para Zea mays, se evaluó la variación genética presente en 165 accesiones de las razas criollas e indígenas y variedades locales colombianas, divididas en dos colecciones de trabajo. La primera corresponde a 62 accesiones repatriadas desde el banco de germoplasma del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), colectadas en 1950. La segunda corresponde a 103 accesiones colectadas entre 2007 y 2013 por el Grupo de Investigación en Recursos Fitogenéticos Neotropicales (GIRFIN) de UNAL-Palmira e ICA (Instituto Colombiano Agropecuario), incluyendo como testigos un maíz Negro peruano (recurso actualmente empleado por algunos agricultores de Colombia) y Tripsacum (considerado un pariente silvestre distante del maíz). El mayor número alélico (NA) lo presentó la región phi072 con siete alelos diferentes y el menor NA, phi115, con tres alelos. En total se encontraron 47 alelos de los cuales 37 son comunes para ambas poblaciones y que se han mantenido a través del tiempo. Tres son exclusivos para la población CIMMYT, implicando una pérdida alélica generada posiblemente por fuerzas de selección a través del tiempo. Siete son exclusivos para la población GIRFIN, manifestando una ganancia alélica en la nueva población, uno de ellos considerado raro para GIRFIN. Negro peruano y Tripsacum comparten sus alelos con las dos poblaciones evaluadas a excepción de dos alelos hallados en la región umc1719, presentes únicamente en Tripsacum. Ambas poblaciones presentaron un déficit de heterocigotos implicando un desequilibrio de Hardy-Weinberg, resultado de la selección y domesticación de cada material. Las poblaciones presentaron una moderada diferenciación genética (FST=0.06**) revelando que los genotipos se han mantenido a través del tiempo con pequeños cambios. Las razas de la población GIRFIN con mayor variabilidad alélica fueron Común, seguido de Sabanero, Costeño y Montaña. La raza con menor aporte alélico fue Cariaco. En el caso de CIMMYT la mayor variabilidad se presentó en Chococeño, Común y Costeño, y la raza con menor aporte fue Puya. La raza más distante genéticamente de la población GIRFIN es Puya, mientras las que presentaron mayor similitud fueron Cariaco y Clavo. La raza más distante en la población CIMMYT fue Chococeño, y las que presentaron mayor similitud se encontró entre Andaquí y Puya. Al analizar la varianza molecular de las dos poblaciones y sus diferentes niveles evaluados, se observó que existe una mayor variación genética dentro de las poblaciones que entre las poblaciones evaluadas.

Abstract: By using 10 molecular markers SSR (Simple Sequence Repeats) selected for their degree of polymorphism for Zea mays, the genetic variation present in 165 accessions of Colombian races and local varieties, divided into two work collections. The first one comprises 62 introductions repatriated from the gene bank of the International Center for Maize and Wheat Improvement (CIMMYT), collected in 1950 and the second corresponds to 103 introductions collected between 2007 and 2013 by the Neotropical Plant Genetic Resources Research Group (GIRFIN) of UNAL and by ICA, a Peruvian Black Corn (resource currently used by some Colombian farmers) and Tripsacum (distant wild relative of maize) were included as witnesses. The highest number of alleles (NA) was presented by the phi072 region with seven different alleles and the lower NA, by phi115, with three alleles. In total, 47 different alleles were found, 37 being common to both populations and were maintained over time. Three are private to the CIMMYT population, implying a possibly allelic loss generated by selection forces over time. Seven are private for GIRFIN population expressing an allelic gain in the new population; one of these considered a rare allele. Peruvian Black Corn and Tripsacum share their alleles with the two populations tested except two alleles found in the region umc1719, present only in Tripsacum. Both populations showed a deficit of heterozygotes involving an imbalance of Hardy-Weinberg, resulting of selection and domestication of each material. The populations showed a moderate genetic differentiation (FST = 0.06**), which reveal that genotypes were maintained over time with small changes. The races of GIRFIN population with most allelic variability were Común, followed by Sabanero, Costeño and Montaña. The race with less allelic contribution was Cariaco. For CIMMYT population increased variability occurred in Chococeño, Common and Costeño, and the race with less contribution was Puya. The race genetically more distant from the GIRFIN population was Puya, while those showing greatest similarity were Cariaco and Clavo. The most distant race on CIMMYT population was Chococeño, and those that showed the highest similarity were Andaquí and Puya. By analyzing the molecular variance of the two populations and the different levels evaluated, there is a greater genetic variation within individuals than between populations.