Identificación molecular y diversidad genética de las especies de nematodos Globodera rostochiensis y G. pallida en regiones productoras de papa de Guatemala / Molecular identification and genetic diversity of the species of nematodesGlobodera rostochiensisandG. pallidain potato growing regions of Guatemala

En Guatemala, la producción del cultivo de papa se ve afectada por los nematodos Globodera rostochiensis y Globo-dera pallida. La capacidad de ambas especies para formar quistes complica su control y provoca el aumento de sus poblaciones. En Guatemala se reporta la presencia de ambas especies de nematodos por identificación morfológica, sin embargo, no se ha realizado una confirmación molecular. Este es el primer estudio para validar la presencia de ambas especies de nematodos por PCR múltiple y la determinación de la diversidad y estructura genética de las poblaciones utilizando marcadores moleculares. Se realizaron muestreos en cuatro departamentos productores de papa del país. La identificación por PCR se realizó con el cebador común ITS5 y los cebadores PITSr3 específico para G. rostochiensisy PITSp4 para G. pallida. La caracterización molecular se realizó con el marcador AFLP. Se confirmó la presencia de las dos especies de nematodos en los cuatro departamentos. Los índices de diversidad Shannon y heterocigosidad esperada revelaron mayor diversidad genética en G. rostochiensis (H = 0.311, He = 0.301) que en G. pallida (H = 0.035, He = 0.223). Los métodos NJ, DAPC y PCA exhibieron una débil estructura entre las poblaciones de ambas especies de nematodos. Los resultados sugieren un patrón de dispersión desde Quetzaltenango hacia el resto del país, atribuido a la comercialización de semilla contaminada con nematodos. Se sugiere promover programas de socialización sobre los beneficios del uso de semilla certificada, además de constantes monitoreos moleculares para un diagnóstico certero de ambas especies de nematodos.

In Guatemala, potato crop production is affected by the nematodes Globodera rostochiensis and Globodera pallida. The ability of both species to form cysts complicates their control and causes an increase in their populations. In Guatemala, both species of nematodes have been reported by morphological identification; however, molecular confirmation has not been carried out. It is the first study to validate the presence of both nematode species by multiplex PCR and determine the diversity and genetic structure of the populations using molecular markers. Sampling was carried out in four pota-to-producing departments of the country. PCR identification was performed with the common primer ITS5 and the primers PITSr3 specific for G. rostochiensis and PITSp4 for G. pallida. We performed molecular characterization with the AFLP marker. We confirmed the presence of the two nematode species in the four departments. Shannon diversity and expected heterozygosity indices revealed higher genetic diversity in G. rostochiensis (H = 0.311, He = 0.301) than in G. pallida (H = 0.035, He = 0.223). The NJ, DAPC, and PCA methods exhibited weak structure among populations of both nematode species. The results suggest a dispersal pattern from Quetzaltenango to the rest of the country, attributed to the commer-cialization of seed contaminated with nematodes. We suggest promoting socialization programs on the benefits of using certified seeds and constant molecular monitoring for an accurate diagnosis of both species of nematodes.

Eficiencia de solubilización de fósforo de aislados nativos guatemaltecos de Pseudomonas fluorescens / Phosphorus solubilization efficiency of native Guatemalan isolates of Pseudomonas fluorescens

El fósforo (P) es un elemento esencial en la producción agrícola, pero debido a su compleja dinámica en el suelo, solo una pequeña cantidad es aprovechable para las plantas, ya que la mayoría del P se encuentra en formas insolubles, especialmente, en suelos Andisoles de origen volcánico. Los microorganismos con capacidad solubilizadora de fósforo (MSF) son una alternativa para transformar el P a formas solubles y aprovechables por las plantas; además de brindar múltiples beneficios ambientales. Este trabajo identificó y evaluó in vitro, aislados nativos de Pseudomonas fluorescens Mingula, obtenidos de regiones guatemaltecas con suelos Andisoles que limitan la producción agrícola por la alta fijación de P. Se realizaron cultivos in vitro de la bacteria en medio National Botanical Research Instituteís phosphate growth (NBRIP), con fosfato tricálcico Ca3(PO4)2 como fuente de P insoluble y se midió el índice de solubilización de fósforo (ISF). Un total de 35 aislados de P. fluorescensfueron identificados y confirmados por PCR específico. El análisis de relaciones genéticas con el marcador AFLP, mostró dos grupos: el grupo A incluyó a los aislados con ISF mayores a 1.75, mientras el grupo B incluyó a aquellos con ISF menor a 1.75. La comparación de ISF entre los aislados y departamentos, demostró diferencia estadísticamente significativa (p < .001), con el aislado Pf_33 como más eficiente. Debido al potencial de solubilización de los aislados nativos del grupo genético A (ISF > 1.75), estos se recomiendan para futuras investigaciones que determinen su respuesta a condiciones de campo y estrategias para el desarrollo de biofertilizantes.

Phosphorus (P) is an essential element in agricultural production, but due to its complex dynamics in the soil, only a tiny amount is usable by plants. This is because most P is in insoluble forms, especially in volcanic Andisol soils. Microorganisms with phosphorus solubilizing capacity (MSF) are an alternative for transforming P into soluble forms usable by plants and providing multiple environmental benefits. This research identified and evaluated in vitro native isolates of Pseudomonas fluorescens Mingula, obtained from Guatemalan regions with Andisol soils that limit agricultural production due to high P fixation. In vitro cultures of the bacteria were grown on the National Botanical Research Instituteís phosphate medium (NBRIP), with tricalcium phosphate Ca3(PO4)2 as a source of insoluble P, and We measured the phosphorus solubilization index (PSI). We identified and confirmed a total of 35 isolates of P. fluorescens by specific PCR. Using the AFLP marker, genetic relationship analysis showed two groups: group A included isolates with PSI greater than 1.75, while group B included those with FSI less than 1.75. Comparing of PSI between isolates and departments showed statistically significant dif-ferences (p < 0.001), respectively, with the Pf_33 isolate as the most efficient. Because of the high solubilization potential of the native isolates of genetic group A (FSI > 1.75), We recommend future research to determine their response to field conditions and strategies for biofertilizer development.

Diversidad genética de materiales nativos de aguacate guatemalteco a través del marcador molecular AFLP / Genetic diversity of native Guatemalan avocado through AFLP molecular marker

El aguacate es un cultivo de consumo a nivel mundial, y según teorías recientes, se sugiere a la región de la Sierra Nevada, en California, como centro de origen y, a Guatemala, como uno de los principales centros de domesticación. Mediante caracterizaciones morfológicas se ha reportado una alta diversidad genética en el país, pero debido al comportamiento de polinización cruzada e hibridaciones interraciales, no se ha podido detallar el estado genético actual de la especie. Sin embargo, los marcadores moleculares son útiles para este tipo de estudios al enfocarse en las diferencias a nivel del ADN. Este estudio analizó la diversidad genética del aguacate nativo guatemalteco de siete poblaciones geográficas con el marcador molecular AFLP. Los datos de estructura poblacional mostraron un alto grado de diversidad a nivel de individuos (Ht = 0.1933, Hw = 0.1872) y baja diferenciación entre poblaciones (Hb = 0.0061). Los resultados sugieren una alta tasa de migración que influye directamente en el grado de mezcla genética de los materiales analizados. El bajo índice de estructura poblacional apunta a un alto flujo genético entre las poblaciones, por lo que la especie no presenta mayor riesgo ante la deriva genética, minimizándose el riesgo de pérdida de alelos por fijación. Se sugiere el resguardado del recurso fitogénetico total y no únicamente de materiales promisorios, evitando así el riesgo de erosión genética de la especie y garantizando la permanencia de la diversidad genética, la cual será la base de futuros programas de mejoramiento.

Avocado is one of the most widely consumed crops worldwide and according to new theories, the Sierra Nevada region in California is suggested as the center of origin and Guatemala as one of the main domestication cen-ters. Through morphological characterizations, a high genetic diversity has been reported in the country, but due to the behavior of cross pollination and interracial hybridizations, it has not been possible to detail the current genetic status of the species. Molecular markers are useful for this type of study by focusing on differences at DNA level. This study analyzed the genetic diversity of the native Guatemalan avocado from seven geographic populations with AFLP molecular marker. Population structure data showed a high degree of diversity at the individual level (Ht = 0.1933, Hw = 0.1872) and low differentiation between populations (Hb = 0.0061). The results suggest a high rate of migration that directly influences the degree of genetic mixing of the analyzed materials. The low index of population structure points to a high genetic flow between populations, so that the species does not present a greater risk due to genetic drift, minimizing the risk of loss of alleles due to fixation. The protection of the total genetic resource is suggested, and not only of promising materials, thus avoiding the risk of genetic erosion of the species and guaranteeing the permanence of genetic diversity, which will be the basis of future breeding programs.