DIVERSIDAD GENETICA Y FILOGENIA MOLECULAR DEL GENERO Astrocaryum (ARECACEAE)
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
DIVERSIDAD GENETICA y FILOGENIA MOLECULAR DEL GENERO Astrocaryum (ARECACEAE) Pintaud Jean-Christophe, Gluchy Delphine y Ludeña Bertha Laboratorio de Genética Molecular Colaboración IRD-PUCE Escuela de Ciencias Biológicas Pontificia Universidad Católica del Ecuador Apartado 17-01-2184 RESUMEN El género de palmeras Astrocaryum (Arecoideae, Cocoeae, Bactridinae) comprende cerca de 35 especies y está presente en toda la región neotropical continental, con un centro de diversificación principal en la Amazonía. El género se divide en 2 sub-géneros : Monogynanthus y P/eiogynanthus. La variabilidad genética ha sido evaluada anteriormente por la técnica de AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) que permitió poner en evidencia 4 grupos genéticos. El actual estudio está enfocado al análisis de la diversida.d genética y al establecimiento de la filogenia del género Astrocaryum en base al secuenciamiento de tres espaciadores intergénicos c1oroplásticos ( amplificados en 10 individuos, representantes de 6 especies diferentes) y al análisis de diez loci microsatélite nucleares provenientes de la palma africana E/aeis guineensis, así como de 16 loci tomados del dátil Phoenix dactylifera que fueron probados en 6 individuos representantes de 6 especies diferentes. Las secuencias c1oroplásticas exhiben una variabilidad genética importante entre las secciones del sub-género Monogynanthus. Las substituciones nucleotídicas constituyen el polimorfismo más importante, pero numerosas secuencias repetidas en tandem han sido igua.lmente identificadas. De igual modo, se ha detectado un polimorfismo de inversión. Los resultados obtenidos con los marcadores nucleares demuestran que los microsatélites de E/aeis son altamente transferibles al género Astrocaryum mientras que aquellos de Phoenix, que está mucho más alejado filogenéticamente, son sensiblemente menos transferibles. 249 INTRODUCCION polinizad< El género Astrocaryum pertenece a la tribu de las Cocoeae, (Listrabat cuyo caracter distinctivo principal es el fruto tricarpelar con mamffero endocarpio lefioso, provisto de un poro germinativo en cada carpelo. peces en Dentro de las Cocoeae, Astrocaryum pertenece a la sub-tribu neotropical de Bactridinae, caracterizada por la presencia de E espinas de orfgen epidérmica sobre la mayor parte de organos por Burre (tronco, hojas, en ocasiones inclusive sobre las flores y frutos). El sub-géner género Astrocaryum se diferencia de géneros vecinos coma Bactris flores tell' por un espeso revestimiento de cera blancuzca en la cara inferior de sub-géner los foliolos (Tabla 1). base de 1; en dos SE Tabla 1. Posicién taxonémica dei género Astrocaryum dentro de la familia présenta l de las palmeras, en base a la nomenclatura de Uhl & Dransfield, 1987. las especi Ayri, Kahr Familia: Arecaceae 0 Palmae El analisi~ Sub-familia: Arecoideae Second 1! Tribu Cocoeae cuatro gr Sub-tribu Bactridinae corresponc Géneros: Astrocaryum Bactris Munbaca Desmoncus incluye trE Aiphanes finalmente Acrocomia incluye pl Gastrococos individuali2 dei analisi~ Astrocaryum comprende alrededor de 35 especies interior de ampliamente distribuidas desde el sur de México (A. mexicanum), relaciones América central (A. a/atum, A. confertum), los valles interandinos marcadore: colombianos (A. ma/ybo, A. triandrum) , la costa dei Pacffico de espaciador Ecuador y Colombia (A. stand/eyanum) hasta el Mata Atlantica dei trnS-trnfM. sur dei Brasil (A. acu/eatissimum), las savanas, cerrados y galerfas de las tas; forestales peri-amazonianos (A. campestre, A. huaimi, A. gratum, A. registrada chonta), y sobre todo la Amazonfa en sf misma, que es el centro principales mayor de diversidad dei género con 26 especies. Astrocaryum puntuales, presenta una gran diversidad de tipos biologicos. Existen especies de bases de tronco reducido y subterraneo (ex. A. acau/e) , otras con un tronco tandem (Hé unico de dimensiones moderada a grande, y finalmente, especies relaciones con tallos multiples de dimension diversa (Kahn & de Granville, no son suf;( 1992). En el piano ecol6gico, Astrocaryum es también muy diverso, relaciones incluyendo especies selvaticas de soto bosque y de canopea, afines. COI especies savanfcolas, y palustres. Las especies de Astrocaryum son hemos utili .. 250 -,----r- r1 polinizadas por insectos, principalmente por pequenos cole6pteros ~ocoeae, (Listrabath 1992), y los frutos son dispersados principalmente por mamfferos, en particular por roedores (Sist, 1989) 0 inclusive por 31ar con peces en el caso de especies anfibias (A. jauart). l carpelo. sub-tribu El género Astrocaryum ha sido dividido en dos sub-géneros ~ncia de por Burret (1934), en base a la estructura de la inflorescencia. El 6rganos sub-género Pleiogynanthus se caracteriza por la presencia de varias rutos). El o Bactris flores femeninas en la base de cada raqueola, rnientras que en el nferior de sub-género Monogynanthus, las flores femeninas son solitarias en la . base de las raqueolas. Burret divide el sub-género Monogynanthus en dos secciones, Munbaca, que incluye las especies cuyo fruto a la familia présenta un epicarpio dehiscente en la madurez, y Ayri, que incluye 1987. las especies con epicarpio indehiscente. AI interior de la secci6n Ayri, Kahn y Millan (1992) distinguen 4 grupos de especies (1 a 4). El analisis con los marcadores AFLP en Astrocaryum (Kahn & Second 1999), muestra que en efecto el género se estructura en cuatro grupos de especies bien distintas. El primer grupo corresponde al sub-género Pleiogynanthus, el segundo a la secci6n Munbaca de Monogynanthus; el tercero, al grupo 1 de Ayri que incluye tres especies de las Guyanas y de Amazonia centra', y finalmente el ultimo corresponde a los grupos 2-3-4 de Ayri que incluye principalmente a especies dei oeste-amazoniano. La individualizaci6n deI sub-género Monogynanthus no aparece a nivel dei analisis de AFLP, y las relaciones entre estos cuatro grupos y al especies interior de cada unD no han sido resueltas. A fin de precisar las lexicanum) , relaciones filogenéticas entre especies, hemos utilizado otros lterandinos marcadores moleculares. Por una parte hemos secuenciado Pacffico de espaciadores c1oroplasticos intergénicos, trnD-trnT, trnQ-rps16 y U/antica dei trnS-trnfM. Se trata de regiones no codificantes, que presentan una s y galerfas de las tasas de evoluci6n molecular mas elevada que haya sido . gratum, A. registrada al interior de la molécula de ADN c1oroplastico. Las 3S elcentro principales mutaciones observadas son substituciones nucleotfdicas 4strocaryum puntuales, deleciones de dimensi6n variable (desde algunos pares m especies de bases hasta 1kb), .y repeticiones directas de secuencias en on un tronco tandem (Hahn, 2002). Estos marcadores son l.Jtiles para establecer e, especies relaciones filogenéticas entre grupos principales de especies, pero je Granville, no son suficientemente variables para proveer informaci6n sobre las muy diverso, relaciones existentes al interior de complejos de especies muy de canopea, afines. Con el objetivo de acceder a esta escala de diferenciaci6n, "Ocaryum so n 1' hemos utilizado marcadores microsatélites, altamente polim6rficos. 251 l; t En primera instancia, se estudi6 la transferabilidad de loci aislados en gel dE de Elaeis guineensis (palma africana) y de Phoenix dactylifera purificadc (datil). Se tiene igualmente planificado probar loci de Bactris gasipaes (palmito) y luego pasar a marcadores especfficos de Secuenc Astrocaryum. L MATERIALES y MÉTODOS placas de purificadc Material vegetal utilizado - Las especies de Astrocaryum terminato fueron colectadas en la natura.leza 0 en jardines botanicos. Se secuencie recogieron foliolos, idealmente provenientes de una hoja aun no amplificac abierta 0 ligeramente abierta (poco esclarificada y desprovista de palmeras parasitos y epifilos). Posteriormente fueron cortadas en pedazos e en los le inmediatamente puestas a secar en una boisa ZIPLOC con gel de France. sflice anhidro (100 9 de gel de silice por 10 9 de tejido fresco). ", Analisis c Extracci6n de ADN Los pedazos de hojas secas fueron homogeneizados hasta Lo convertirse en polvo fine con la ayuda de un triturador de analisis ensamblac DNASTAF (IKA A10), provisto de una cuchilla en cruz, durante un minuta aproximadamente. El triturador fue inmediatamente limpiado con el progran programa una soluci6n de hipoclorito de sodio a 12% y luego con etanol a comparad< 90%, para evitar todo vestigio de contaminaci6n entre las muestras. Cocoeae ( El ADN total fue enseguida extraido a partir de 20-30 mg de polvo con la ayuda dei kit DNeasy Plant Minikit, siguiendo el protocolo dei Amplificac fabricante (Qiagen). Amplificaci6n para secuenciamiento 10 amplificacie Astrocaryu Los espaciadores c1oroplasticos fueron amplificados 2001), dei mediante la utilizaci6n de primers universales para espermatofitas ined) fuero: descritas por Demesure et al. (1995) y Hahn (2002). Cerca de 25 ng diferentes ' de ADN total son amplifica.dos mediante PCR en las siguientes scophilum, condiciones : mezcla reaccional : 25 !JI ; concentraciones finales: amplificacié primers Forward y Reverse 0,2 IJM, premix E 1X Y mix enzimatico reducido (1 0,625 U (Failsafe PCR kit, Epicentre). Las condiciones de PCR son Las amplifie las siguientes : denaturaci6n inicial, 2 min. a 95°C, luego 35 ciclos a positivo (E 95°C (30 s), annealing a 52-65°C de acuerdo a los primers (30 s), contra/ados extensi6n a 72°C (2,5 min.) y extensi6n final 72°C durante 7 positivos, e minutos. Los praductos de amplificaci6n son enseguida contrai ados fin de idel 252 '1- , . j lislados