Caracterización citotaxonómica de tres especies del subgénero Astrophea (DC.) Mast (Passifloraceae) Yuri Marcela Garzón Bautista GIRFIN Facultad de Ciencias Agropecuarias Maestría en Ciencias Biológicas Línea de Investigación Recursos Fitogenéticos Neotropicales Agosto, 2017 Caracterización citotaxonómica de tres especies del subgénero Astrophea (DC.) Mast (Passifloraceae) Yuri Marcela Garzón Bautista Tesis de investigación presentada como requisito parcial para optar al título de: Magister en Ciencias Biológicas Director (a): DSc. Creucí Maria Caetano Jurados: Ph.D. John A. Ocampo MSc. Martha Lucia Escandón Facultad de Ciencias Agropecuarias Maestría en Ciencias Biológicas Agosto, 2017 Agradecimientos Agradezco a Dios por siempre estar a mi lado, por enfocarme y guiarme en este camino, por nunca abandonarme, por las decisiones que tome y las decisiones que deje atrás. A mi familia por su apoyo incondicional por siempre estar allí cuando los necesito. A mi novio Oscar por su amor y sus palabras que siempre me dan ánimo para seguir. A mis amigos por sus cafés eternos y su compañía en los buenos y malos momentos. A Fabricio por siempre estar allí y gracias a Dios por estar conmigo en otro logro más. A la profesora Creuci por enseñarme durante todos estos años todo sobre la Citogenética y también sobre la vida, el amor y la pasión de las cosas. A Terezie Mandacoka por su guía en este proceso y su respaldo en todo momento Resumen y Abstract 4 Resumen El género Passiflora L., comprende alrededor de 573 especies con características principalmente perennes o lianas que trepan por medio de zarcillos. La mayoría de las especies presentan un x=6 o x=12. El subgénero Astrophea (DC.) Mast. es el segundo más pequeño de los cuatro subgéneros con 57 especies ampliamente distribuidas desde Sur América hasta América Central. Los estudios citogenéticos desarrollados en el subgénero Astrophea han sido muy escasos y los números cromosómicos encontrados hasta ahora, considerándose su tamaño, son mínimos. Con la finalidad de contribuir al análisis de los procesos cromosómicos ocurridos durante la evolución de este subgénero, en el presente trabajo, se analizaron plantas pertenecientes a tres especies, Passiflora arborea, Passiflora emarginata y Passiflora sphaerocarpa, donde se realizaron análisis citogenéticos moleculares tales como medición cromosómica y distribución de los sitios de ADNr 5S y 45S y de ADN telomérico mediante la técnica de hibridación in situ fluorescente (FISH). El número cromosómico fue de 2n=24 para las tres especies, con una longitud del complemento cromosómico de 38,29 µm a 45,83 µm. Se encontraron de 1 a 2 sitios de ADNr 5S en las diferentes especies y en el caso de sitios ADNr 45S fue observado 4 sitios en todas las especies. Esta diferencia en el número de sitios podría estar debida a la presencia de elementos transponibles o a rearreglos cromosómicos. No se encontraron repeticiones teloméricas intersticiales en las especies. La variación en el número y posición de los sitios de ADNr fue importante como marcador citogenético para diferenciar especies dentro del subgénero Astrophea. Además con base en los patrones de distribución de los sitios de ADNr 5S y 45S P. arborea y P. emarginata son más cercanas en comparación a P. sphaerocarpa. Palabras clave: Citogenética, mitosis, Passiflora. Resumen y Abstract 5 Abstract The genus Passiflora L., comprises about 573 species with mainly perennial or liana traits that climb through tendrils. Most species have a x = 6 or x = 12. The subgenus Astrophea (DC.) Mast. it is the second smallest of the four subgenera with 57 species widely distributed from South America to Central America. Cytogenetic studies developed in the subgenus Astrophea have been very scarce and chromosome numbers found so far, considering their size, are minimal. In order to contribute to the analysis of the chromosomal processes that occurred during the evolution of this subgenus, in the present work, plants belonging to three species of the same were analyzed and molecular cytogenetic analyzes such as chromosome measurement and distribution of sites 5S and 45S DNAr and telomeric DNA by fluorescence in situ hybridization (FISH). The chromosomal number was 2n = 24 for all three species with a chromosomal complement length of 38.29 μm to 45.83 μm. We found 1 to 2 DNAr 5S sites in the different species and in the case of DNAr 45S sites was observed from 4 sites in all species. This difference in the number of sites could be due to the presence of transposable elements or chromosomal rearrangements. No interstitial telomeric repeats were found in the species. The variation in number and position of the DNAr sites was important as a cytogenetic marker to differentiate species within the subgenus Astrophea, in addition based on the distribution patterns of DNAr 5S and 45S sites P. arborea and P. emarginata are closer in comparison to P. sphaerocarpa. Key words: Cytogenetics, mitosis, Passiflora. Contenido 6 Contenido Pág. Resumen .......................................................................................................................... V Lista de figuras ............................................................................................................. VIII Lista de tablas ................................................................................................................ IX Introducción ..................................................................................................................... 0 1. Capítulo 1. Introducción ......................................................................................... 10 1.1 Propósito general de la investigación. ............................................................ 10 1.2 Aspectos generales de las pasifloras ................................................................... 12 1.2.2 Subgénero Astrophea…………………………………………………..…12 1.2.3 Morfología…………………………………………………………………..13 1.2.4 Distribución………………………………………………………………….14 1.2.5 Hábitat……………………………………………………………………...15 1.2.6 Conservación……………………………………………………………...15 1.3 Citogenética molecular ..................................................................................... 17 1.3.1 Hibridación in situ: Principios Básicos ........................................................ 17 1.3.2 Tipos de sondas ........................................................................................ 18 1.3.3 Marcación de Sondas ................................................................................ 18 1.3.4 Métodos de marcación de sondas………….……..…..…...……………..19 1.4 Contribución de FISH para la Citotaxonomía……….…….……………..……...20 1.4.1 Evolución cromosómica……………………………………………………21 1.5 Hipótesis…………………………………………………………………………….22 1.6 Objetivos.……………………………………………………………………....……23 2. Capítulo 2. .............................................................................................................. 24 2.1 Materiales y métodos ..................................................................................... 24 2.1.2 Recolección y tratamiento previo de las puntas de las raíces…………24 2.1.3 Hibridación in situ…………………………………………………………24 2.1.4 Morfometria cromosomica.…………………………………………........26 2.1.5 Análisis estadístico………………………………………………………….26 2.3 Resultados ........................................................................................................... 27 2.4 Discusión……………………………...……………………………………………...33 3. Conclusiones .......................................................................................................... 41 Bibliografía ..................................................................................................................... 42 Contenido 7 Lista de figuras Pág. Figura 3. A. Flor de P. arborea. B. Polen de P.arborea. C. Distribución de los sitios de ADNr y ADN telomérico en cromosomas metafásicos de P. arborea. D. Cariotipo de P. arborea…………………………………………………………….. ………………….…….31 Figura 4. A. Flor de P. emarginata. B. Polen de P.emarginata C.Distribución de los sitios de ADNr y ADN telomérico en cromosomas metafásicos de P. emarginata. D. Cariotipo de P. emarginata………………………………………………………………….32 Figura 5. A. Flor de P. sphaerocarpa. Foto de Escobar (1989). B. Polen de P. sphaerocarpa C. Distribución de los sitios de ADNr y ADN telomérico en cromosomas metafásicos de P. sphaerocarpa. D. Cariotipo de P. sphaerocarpa……………….33 Figura 6: Idiogramas de las especies de Passiflora subgénero Astrophea sección Astrophea. En rojo se visualizan los sitios de ADNr 5S y en amarillo lo sitios de ADNr 45S. A. Idiograma de P. arborea. B. P. emarginata. C. P. shaerocarpa…………….34 Contenido 8 Lista de tablas Pág. Tabla 1: Número diploide, posición de los sitios de ADNr, fórmula cariotípica y la longitud del complemento haploide de P. arborea, P. emarginata y P. sphaerocarpa.…………………………………….……………………………………………...27 Tabla 2: Longitud promedio y estadísticas representativas del cariotipo de P. arborea…………………………………………………………………………………………....28 Tabla 3: Longitud promedio y estadísticas representativas del cariotipo de P. emarginata…………………………………………………………………………………….29 Tabla 4. Longitud promedio y estadísticas representativas del cariotipo de P. sphaerocarpa…………………………………………………………..………………..…..30 Bibliografia Adams, S. P., Leitch, I. J., Bennett, M. D., Chase, M. W., & Leitch, A. R. (2000). Ribosomal DNA evolution and phylogeny in Aloe (Asphodelaceae). American Journal of Botany, 87(11), 1578–1583. Aguirre-morales, A. C., Bonilla-Morales, M. M., & Caetano, C. M. (2016). Passiflora