DIVERSIDAD GENÉTICA DE POBLACIONES DE GUANÁBANA (Annona muricata L.) EN NAYARIT, MÉXICO MEDIANTE MARCADORES SSR Y SRAP / Genetic diversity of soursop populations (Annona muricata L.) in Nayarit, Mexico using SSR and SRAP markers

RESUMEN La guanábana (Annona muricata L.) es un cultivo de importancia económica para Nayarit, México. Los frutos han tenido una excelente aceptación en el mercado regional, dificultando su comercialización a lugares lejanos porque la producción es altamente perecedera, aunado a que los árboles de los huertos de guanábana son en su mayoría ecotipos o fenotipos sin ningún plan de mejoramiento genético. Debido a la falta de variedades comerciales y de un banco de germoplasma, es importante conocer la diversidad genética para identificar y seleccionar genotipos; una de las herramientas para este propósito es el uso de marcadores moleculares. El objetivo de esta investigación fue analizar la diversidad genética de guanábana de las principales zonas productoras de Nayarit. Se extrajo ADN genómico de hojas de guanábana, las cuales fueron recolectadas de 11 huertos (poblaciones) de las siguientes zonas: Compostela (cinco poblaciones), Tepic (tres poblaciones) y San Blas (tres poblaciones). Posteriormente, se realizó un análisis mediante marcadores moleculares SSR y SRAP. Los resultados indicaron que los SSR no mostraron polimorfismo entre las poblaciones. Por otro lado, en los marcadores SRAP se obtuvieron 116 loci polimórficos con un promedio de porcentaje de loci polimórfico (P) entre las zonas productoras de 29,55 %. Asimismo, se realizó un AMOVA, el cual mostró que el mayor porcentaje de varianza se encuentra dentro de las poblaciones. Además, los análisis de agrupamiento demostraron la formación de tres grupos independientes. Por tanto, se obtuvo una alta homocigocidad y baja diversidad genética de guanábana entre las zonas y poblaciones estudiadas.

ABSTRACT Soursop (Annona muricata L.) is a crop of economic importance for Nayarit, Mexico. Soursop fruits have had an excellent acceptance in the regional market, making it difficult its commercialization to distant places because the production is highly perishable, in addition to the fact that the trees in the soursop orchards are mostly ecotypes or phenotypes without any genetic improvement plan. Due to the lack of commercial varieties and a germplasm bank, it is important to know the genetic diversity to identify and select genotypes; one of the tools for this purpose is the use of molecular markers. The objective of this research was to analyze the genetic diversity of soursop in the main producing areas of Nayarit. Genomic DNA was extracted from soursop leaves from 11 orchards (populations) in the following areas: Compostela (five populations), Tepic (three populations) and San Blas (three populations). Subsequently, we performed molecular analysis using SSR and SRAP molecular markers. The results indicated that the SSRs showed no polymorphism between the populations. On the other hand, we found 116 polymorphic loci in the SRAP markers with an average percentage of polymorphic loci (P) among the producing areas of 29.55 %. Likewise, an AMOVA was performed, showing that the highest percentage of variance is found within the populations. Furthermore, cluster analyzes demonstrated the formation of three independent groups. Therefore, a high homozygosity and low genetic diversity of soursop were obtained between the areas and populations studied.

Patrones de frecuencias en 100 marcadores informativos de ancestría entre dos etnias indígenas y dos poblaciones mestizas de Colombia / Frequency pattern analysis of 100 ancestry informative markers between two ethnics groups and two populations of Colombia

Colombia es el segundo país con mayor cantidad de etnias Amerindias del continente gracias a su ubicación geográfica y a que se encuentra en el Noroccidente del continente Sur Americano tuvo que haber sido un corredor para las migraciones de los Amerindios. Pero debido a la mezcla amerindia, europea y africana, ocurrida en diferentes proporciones a lo largo del país hubo cambios en las dinámicas poblacionales. Ojetivo: se caracterizó molecularmente una muestra indígena proveniente de dos etnias ­ Pijao y Nasa Paez, - y otra muestra de individuos mestizos no relacionados del Tolima; con el fin de identificar heterocigocidad, frecuencias alélicas y distancias Fst, mediante el análisis de 100 marcadores informativos de ancestría (SNPs autosómicos). Metodología: Para la realización de este estudio se obtuvo ADN a partir de muestras de sangre tomadas en personas indígenas y mestizas de las regiones ya mencionadas, para tipificar 100 SNPs autosómicos o Marcadores de informativos de Ancestría (AIMs). Resultados: los análisis de la Heterocigocidad (Het) mostraron que los valores bajos se presentaban en las etnias indígenas Nasa (0,181) y Pijaos (0,250), mientras que los de Planadas (0,402) e Ibagué (0,415) presentaron los valores altos. Los análisis realizados de manera global mostraron que las poblaciones del Tolima son menos heterocigotas que las poblaciones ancestrales. Conclusiones: La población nativa Nasa, es la de mayor conservación de la variación nativa ancestral reflejada con los análisis de heterocigocidad y posee una mayor distancia genética con respecto a las poblaciones mestizas.

Colombia is the second country with the largest number of amerindian ethnic groups on the continent thanks to its geographical location and that it is located in the Northwest of the South American continent, it had to have been a corridor for the Amerindian migrations. But due to the Amerindian, European and African mix, which occurred in different proportions throughout the country, there were changes in population dynamics. Objective: an indigenous sample from two ethnic groups - Pijao and Nasa Paez, was molecularly characterized - and another sample of unrelated mestizo individuals from Tolima; to identify heterozygosity, allelic frequencies and Fst distances, by analyzing 100 informative markers of ancestry (autosomal SNPs). Methodology: To carry out this study, DNA was obtained from blood samples taken in indigenous and mestizo people from the aforementioned regions, to typify 100 autosomal SNPs or ancestry informative markers (AIMs). Results: Heterozygous (Het) analyzes showed that low values were presented in the Nasa (0,181) and Pijaos (0,250) indigenous ethnic groups, while those of Planadas (0,402) and Ibagué (0,415) presented high values. Analyzes performed globally showed that Tolima populations are less heterozygous than ancestral populations. Conclusions: The Nasa native population is the one with the greatest conservation of the ancestral native variation reflected with the heterozygous analyzes and has a greater genetic distance concerning the mestizo populations.

Genetic divergence among processing tomato hybrids and formation of new segregating populations / Divergência genética entre híbridos de tomate industrial e formação de novas populações segregantes

ABSTRACT Tomato is the most important vegetable species and has a strong bottleneck effect in its domestication and evolution. In exploring the existing genetic variability in commercial germplasm, germplasm has been proven to be an excellent alternative to obtain inbred lines in order to provide superior new hybrids in the future. In this sense, the objective of this study was to estimate the genetic distance among commercial processing tomato hybrids via agronomical and quality postharvest fruit traits with the aim of suggesting promising crosses for the formation of base populations for tomato breeding. Ten hybrids of processing tomato were evaluated in a complete randomized block design with three replicates. In total, eleven agronomic and postharvest fruit quality traits were evaluated. The genetic distances were estimated between the hybrids using the generalized Mahalanobis () and Gower () distances. The genetic distance among tomato hybrids was determined using a graphic projection of the first two canonical variables. The presence of significant genetic variability among the hybrids (P <0.05) was demonstrated and was sufficient for the selection of the best hybrids before the breeding process. The hybrid Laura stood out for its postharvest characteristics and was the most divergent genotype compared to the others evaluated. The most promising crossings for the formation of segregating populations with superior genetic merit are Kátia x Laura, Vênus x Laura, Fascínio x Laura, AP-533 x Laura, Tinto x Laura, AP-529 x Laura, Supera x Laura, Granadero x Laura, Granadero x AP533, Granadero x Ap529 and Granadero x Kátia.

RESUMO O tomateiro é a cultura hortaliça mais importante e sofreu um forte estreitamento de sua base genética ao longo da sua evolução e domesticação. Explorar a variabilidade genética existente em germoplasma comercial têm se mostrado uma excelente alternativa para obtenção de novas linhagens que proporcionará novos híbridos no futuro. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi estimar a distância genética entre híbridos de tomateiro para processamento industrial por meio de variáveis agronômicas e de qualidade pós-colheita dos frutos, com intuito de sugerir cruzamentos promissores para a formação de populações-base para o melhoramento do tomateiro. Foi conduzido um experimento com dez híbridos de tomateiro para processamento em delineamento experimental de blocos completos casualizados com três repetições. Ao todo foram avaliadas onze características de natureza agronômica e de qualidade pós-colheita dos frutos. As distâncias genéticas entre os híbridos foram estimadas por meio da distância generalizada de Mahalanobis () e Gower (). A divergência genética entre os híbrido foi estudada por meio da projeção gráfica dos genótipos utilizando-se as duas primeiras variáveis canônicas. Foi comprovada a presença de variabilidade genética significativa (P<0,05) entre os híbridos, viabilizando a realização da seleção dos melhores híbridos para os objetivos do melhoramento. O híbrido Laura se destacou para características pós-colheita e foi o genótipo mais divergente perante aos demais avaliados. Pensando-se em formar populações-base com ampla variabilidade genética as combinações de híbridos simples mais recomendadas é Kátia x Laura, Vênus x Laura, Fascínio x Laura, AP-533 x Laura, Tinto x Laura, AP-529 x Laura, Supera x Laura e Granadero x Laura.

Genetic variability and evidence of founder effect in Hemiodus orthonops (Characiformes: Hemiodontidae) from the upper Paraná River basin, Brazil / Variabilidade genética e evidência do efeito do fundador em Hemiodus orthonops (Characiformes: Hemiodontidae) da bacia do alto rio Paraná, Brasil

Hemiodus orthonops is a small fish of the Hemiodontidae family, order Characiformes, with a maximum of 25 cm standard length. Until recently, H. orthonops was an endemic species from the Paraná-Paraguay basin and it was absent from the upper Paraná River basin. Since 2008, it has started to be collected in the upper Paraná River, representing up to 10% of catches. Two population samples of H. orthonops from two localities of the upper Parana River basin (Porto Camargo and Porto Figueira) were analyzed using the allozymes electrophoresis technique. Twenty-one enzymatic loci were detected. The population sample from Porto Camargo displayed a genetic variability (He = 0.1061) higher than that from Porto Figueira (He = 0.0580) and homozygote excess in both of them. The FST value (0.2081) indicated genetic structure. The excess of homozygotes in both samples was probably due to founder effect in the population.

Hemiodus orthonops é um pequeno peixe da família Hemiodontidade da Ordem Characiformes com um comprimento padrão máximo de 25 cm. Até recentemente, H. orthonops estava ausente da bacia do alto rio Paraná. Desde 2008 ele passou a ser coletado na bacia do alto rio Paraná, representando até 10% das coletas. Duas amostras populacionais de H. orthonops provenientes de duas localidades da bacia do alto rio Paraná (Porto Camargo e Porto Figueira) foram analisadas pela técnica de eletroforese de aloenzimas. Vinte um loci enzimáticos foram detectados. A amostra proveniente de Porto Camargo revelou uma variabilidade genética (He = 0,1017) superior à amostra de Porto Figueira (He = 0,0558) e excesso de homozigotos em ambas as amostras. O valor de F ST entre elas (0,2081) indica que há estruturação genética. O excesso de homozigotos nas duas amostras é provavelmente devido ao efeito do fundador.

Genetic variability among soybean biparental crosses evaluated by multivariate analysis / Variabilidade genética entre cruzamentos biparentais em soja avaliada por análises multivariada

This work aims to study the genetic variability of 22 biparental crosses of soybean through multivariate techniques. The experiment was carried out in a randomized complete block design with three replications, consisting of 110 genotypes from 22 biparental crosses and cultivars UFUS Riqueza, UFUS Impacta, UFUS Xavante UFUS Millionária and MSoy 8211 which were used as control. The characters evaluated were number of days until flowering and until maturity, plant height at flowering and at maturity, number of pods with one, two or three seeds, total number of pods, weight of plant and first pod yield. The population evaluated showed genetic variability for most traits. Plant height at maturity, pods with one seed and grain yield were the traits that contributed the most to genetic diversity among the soybean crosses studied. The three clustering methods used in this study were effective in representing the genetic distance in soybean. Hybridizations between lines derived from crosses CR13 and CR14 with cultivar UFUS Impact or hybridizations between lines derived from crosses CR5 and CR10 with lines derived from crosses CR21 and CR12 show promise for obtaining segregating soybean populations.

O objetivo deste trabalho foi estudar a variabilidade genética de 22 cruzamentos biparentais de soja por meio de técnicas multivariadas. O experimento foi conduzido em delineamento blocos completos casualizados com 3 repetições, constituídos por 110 genótipos provenientes de 22 cruzamentos biparentais e cinco testemunhas: UFUS Riqueza, UFUS Impacta, UFUS Xavante, UFUS Milionária e MSoy 8211. Avaliaram-se os caracteres número de dias para floração e maturidade, altura da planta na floração e maturidade, número de vagens com 1, 2 e 3 grãos na vagem, número total de vagens, peso da planta, altura da inserção da primeira vagem e a produtividade de grãos. A população exibiu variabilidade genética para a maioria dos caracteres estudados. A altura de planta na maturidade, vagem de um grão e produtividade de grãos foram os que mais contribuíram para a diversidade genética entre os cruzamentos estudados. Os três métodos de agrupamento empregados nesse trabalho foram eficientes em representar a distância genética em soja. As hibridações entre linhagens provenientes dos cruzamentos CR13, CR14 com a cultivar UFUS Impacta ou hibridações de linhagens provenientes dos cruzamentos CR5, CR10 com linhagens dos cruzamentos CR21, CR12 são promissores para obtenção de populações segregantes de soja.

Genetic relationship among Camponotus rufipes Fabricius (Hymenoptera: Formicidae) nests by RAPD molecular markers / Relação genética entre ninhos de Camponotus rufipes Fabricius (Hymenoptera: Formicidae) usando marcadores moleculares RAPD

Random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers were used to investigate the genetic relationship among nests of the carpenter ant, Camponotus rufipes, located in the same area. Five random oligodecamers were used to amplify DNA from 108 ant workers collected from six nests. A total of 47 RAPD markers were identified, which revealed low levels of genetic differentiation among nests (Φst = 0.00218) and a low average Shannon index (0.3727) among workers within nests. These results together suggest that the C. rufipes nest may be formed by a single, once-mated queen and that nests produced by queens that are genetically related tend to keep their nests in close proximity to one other.

Marcadores moleculares RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) foram usados para investigar a relação genética entre os ninhos da formiga carpinteira, Camponotus rufipes, localizados em uma mesma área. Cinco oligodecâmeros aleatórios foram utilizados para amplificar o DNA de 108 operárias coletadas em seis ninhos. Um total de 47 marcadores RAPD foi identificado, indicando baixa diferenciação genética entre os ninhos (Φst = 0,00218) e um baixo índice de Shannon (0,3737) entre operárias de um mesmo ninho. Os resultados sugerem que a colônia de C. rufipes pode ser formada por uma única rainha e, ninhos produzidos por rainhas geneticamente relacionadas possuem tendência de serem fundados em locais próximos.

Heterose e distâncias genéticas moleculares para a produção de grãos em soja / Heterosis and molecular genetic distances for grain yield in soybeans

Em soja, tem sido relatada a ocorrência de heterose para a produção de grãos, e embora a utilização de cultivares híbridas não seja ainda uma realidade nesta espécie, o conhecimento da heterose é importante para uma pré-seleção de cruzamentos, visto que cruzamentos mais heteróticos estão associados a uma maior divergência entre os genitores. Entretanto, a obtenção de sementes F1 em quantidade suficiente para a avaliação experimental em parcelas é muito difícil e, assim, outros indicadores da ocorrência da heterose poderiam ser muito úteis. Objetivou-se, neste trabalho a avaliação da heterose para a produção de grãos em soja e as suas relações com as distâncias genéticas (DG), obtidas com o marcador molecular AFLP. Seis híbridos F1 oriundos de cruzamentos com diferentes distâncias genéticas (DG) e os respectivos genitores foram avaliados em experimentos com quatro repetições, empregando o delineamento em blocos ao acaso. Foi observada uma grande variação entre os cruzamentos quanto às heteroses, isso é, de 6,29 a 56,50 por cento em relação à média dos genitores ( h mg) e de -0,34 a 51,30 por cento em relação ao genitor superior (h gs). As correlações entre as distâncias genéticas (DG) e as heteroses foram elevadas (r = 0,83 e 0,60, respectivamente, para h mg e h gs), indicando que as distâncias genéticas podem ser utilizadas como indicativas de cruzamentos mais divergentes e, consequentemente, como um dos auxiliares na seleção de genitores mais divergentes em soja.

Heterosis has been reported for grain yield in soybeans, and despite the fact that hybrid cultivars have not been used yet, the knowledge of heterosis magnitude is very important for a previous selection of crosses, since heterosis is related to parental divergence. However, the obtention of enough F1 seeds for experimental evaluation in plots is a time-consuming task, and thus, other indicators of the occurrence of heterosis could be very useful. The objective of this work was to evaluate heterosis and its relationship with AFLP molecular genetic distance (DG). Six F1 hybrids, derived from parents with different levels of genetic distances (DG) and their respective parents, were evaluated in completely randomized block designs, with four replications. Heterosis estimates were very different among different crosses, varying from 6.29 to 56.50 percent for mid-parent heterosis (h mg) and from -0.34 to 51.30 percent for high-parent heterosis (h gs). Besides, the correlation between heterosis and genetic distances (DG) were very high (0.83 and 0.60,respectively, for h mg and h gs), which indicates that DG can be used as indicative of more divergent crosses, and thus, as one criterion for selection of more divergent parents.

Variación genética y flujo de genes entre poblaciones de Crocodylus acutus (Crocodylia: Crocodylidae) en tres ríos del Pacífico Central, Costa Rica

The crocodylid Crocodylus acutus is found in the Central Pacific of Costa Rica only in small populations, and the species is protected by law. RAPD was used to analyze 70 DNA samples of Crocodylus acutus from the rivers Jesus Maria, Tarcoles and Tusubres in the Central Pacific of Costa Rica in order to estimate genetic diversity, differentiation among populations, gene flow and genetic distance between them. Genetic diversity was low in the three rivers, H = 0.2201 in the Jesus Maria river, 0.2358 in the Tarcoles river and 0.2589 in the Tusubres river. Among the three populations there is a metapopulational dynamic (GST = 0.0367), mainly between the populations of the Jesus Maria and Tarcoles rivers. The value of gene flow (Nm = 13.1361) and the number of individuals reported for each river in 2004 suggests that the population of the Tarcoles river is the source and those from Jesus Maria and Tusubres are the drains. There was a direct relationship between the genetic distance and the geographical distance (z =1.1449, r =0.9731, p< 0.0010). A conservation strategy for these crocodiles must consider the existence of the metapopulation between the three rivers and the importance of studying the genetics of the American Crocodile in the rest of the Pacific coast of Costa Rica, as well as over the entire distribution range of this species. Rev. Biol. Trop. 56 (3): 1471-1480. Epub 2008 September 30.

Se utilizó la técnica de ADN Polimórfico Amplificado al Azar (RAPD) para analizar muestras de ADN de 70 individuos de C. acutus provenientes de los ríos Jesús María, Tárcoles y Tusubres en el Pacífico Central de Costa Rica para estimar la diversidad genética, la diferenciación entre poblaciones, el flujo genético y la distancia genética. La diversidad genética fue baja en los tres ríos H = 0.2201 en el río Jesús María, 0.2358 en el río Tárcoles y 0.2589 en el río Tusubres. La diversidad genética para el total de los individuos también fue baja, H = 0.2452. Entre las tres poblaciones hay una dinámica metapoblacional (G ST = 0.0367) principalmente en las poblaciones de los ríos Jesús María y Tárcoles. El valor de flujo genético (Nm = 13.1361) y el número de individuos registrado para cada río por Porras (2004) sugieren que la población del río Tárcoles está cumpliendo el papel de fuente y las de Jesús María y Tusubres constituyen los sumideros. Hubo relación directa entre la distancia genética y la distancia geográfica (z = 1.1449, r = 0.9731, p< 0.0010). Estos resultados indican la necesidad de diseñar una estrategia para la conservación de estos cocodrilos que considere la existencia de la metapoblación entre los tres ríos y también es importante realizar un estudio genético en el resto de la costa Pacífica del Costa Rica y en todo el ámbito de distribución de esta especie.

Genetic analysis of Melipona quadrifasciata Lep. (Hymenoptera: Apidae, Meliponinae) with RAPD markers

Melipona quadrifasciata ("mandaçaia") can be subdivided into two subspecies: M. q. anthidioides and M. q. quadrifasciata. In the present study we used RAPD markers to estimate intercolonial genetic variation among 69 colonies of Melipona quadrifasciata. Ten workers per colony were analyzed. The intercolony genetic distances based on RAPD markers ranged from 29.5% (colonies collected in the State of São Paulo vs colonies from the State of Minas Gerais) to 34.2% (São Paulo vs Santa Catarina). These results indicate a high genetic similarity among the colonies analyzed.According to the genetic distances two different groups could be distinguished. The first containing the samples from Santa Catarina region and the second, samples from Paraná, São Paulo, Minas Gerais, and Espírito Santo. Based on the molecular analysis, bees belonging to the different subspecies M. q. quadrifasciata (from Santa Catarina) and M. q. anthidioides (from the other regions) were distinguished.

A abelha Melipona quadrifasciata Lep., conhecida popularmente como "mandaçaia", apresenta duas subespécies: Melipona quadrifasciata anthidioides e Melipona quadrifasciata quadrifasciata. Utilizando-se marcadores RAPD, foram calculadas as distâncias genéticas entre 69 colônias de Melipona quadrifasciata. Foram coletadas 10 operárias de cada colônia. As distâncias genéticas entre as colônias dessas regiões variaram de 29,5% (entre São Paulo e Minas Gerais) a 34,2% (entre São Paulo e Santa Catarina), indicando alto grau de similaridade genética entre as abelhas provenientes de diferentes regiões. De acordo com a distância genética, dois grupos podem ser distinguidos, um pertencente à subespécie M. q. quadrifasciata (região de Santa Catarina) e outro pertencente à subespécie M. q. anthidioides (demais regiões amostradas).