520 |
|
|
|a RESUMEN La sección Rhizomatosae del género Arachis es definida exclusivamente en base a caracteres morfológicos, principalmente debido a que todas sus especies presentan rizomas como medio de propagación vegetativa. Dicha sección incluye tres especies tetraploides (2n=4^=40) -A glabrata, A. pseudoviílosa y A. nítida- y sólo una entidad diploide (2n=2A=20) -A. burkartii-. Desde el punto de vista fílogenético, esta sección constituye un modelo biológico interesante, ya que posee el mayor porcentaje de especies poliploides del género y sólo una entidad diploide. Diferentes investigaciones realizadas en el contexto del género, han evidenciado un alto grado de aislamiento genético entre la única especie diploide incluida en esta sección y las entidades tetraploides; sin embargo, se ha sugerido que existe cierta similitud genética entre los tetraploides y diploides pertenecientes a las secciones Arachis, Erectoides y Procumbentes. Este hecho ha llevado a cuestionar ei origen de los tetraploides a partir de A. burkartii y a su vez plantear la hipótesis del origen múltiple de los tetraploides de la sección Rhizomatosae incluyendo especies de otras secciones. Por otra pane, esta sección posee un interés particular debido a la presencia de una especie con alto valor forrajero, A. glabrata. Diversos cultivares han sido liberados al mercado, sin embargo, su difusión masiva se halla limitada por la baja a nula producción de semillas que presenta. Sobre la base de los antecedentes expuestos, en esta tesis se realizó: 1) la caracterización meiótica, cariotípica y genómica, mediante técnicas de citogenética clásica y molecular, de las cuatro especies incluidas en la sección Rhizomatosae, 2) el análisis cariotípico comparativo entre las especies tetraploides rizomatosas y entidades diploides afines de las secciones Rhizomatosae, Erectoides y Procumbentes y 3) el análisis de las afinidades genómicas entre el tetraploide A. glabrata y diversas entidades diploides mediante la técnica de hibridación in situ genómica; con los objetivos de analizar la correlación entre las irregularidades meióticas y la baja producción de semillas en los tetraploides rizomatosos, la naturaleza de la poliploidía de los tetraploides y las afinidades genómicas entre los tetraploides y diploides a fin de esclarecer las relaciones evolutivas dentro de la sección Rhizomatosae e inferir el origen genético de los tetraploides. El análisis meiótico detallado desde metafase I hasta el estadio de esperada y la evaluación de la morfología y la viabilidad del polen en las especies poliploides de la sección Rhizomatosae, permitió detectar la presencia de diferentes irregularidades a lo largo del proceso meiótico, inferir las posibles causas de su origen y postular cuáles serian los mecanismos meióticos involucrados en la disminución de la viabilidad del polen y la variación morfológica de los granos de polen en las especies analizadas. Sin embargo, las irregularidades meióticas sólo representaron un promedio menor al 6 % de las CMPs analizadas. En concordancia, el índice meiótico fue superior al 94% y la viabilidad del polen de las tres especies tetraploides varió entre 81,44% y 97,56%. Por lo tanto, los resultados obtenidos en esta tesis indican que las anormalidades meióticas halladas en la microsporogénesis no contribuyen significativamente en la reducción de la producción de las semillas. El análisis comparativo de los marcadores cromosómicos revelados por bandeo fluorescente y FISH junto con el de las asociaciones meióticas en diacinesis-metafase I permitió realizar inferencias sobre la naturaleza de los tetraploides de la sección. Los resultados hallados en esta tesis permitieron evidenciar que A. nítida probablemente se originó a partir de la hibridación entre dos entidades que difieren en el número de loci ADNr 45S. Sin embargo, el hallazgo de hasta cuatro asociaciones multivalentes (trivalentes y tetravalentes) en la meiosis y el patrón de distribución similar de la heterocromatina C-DAPF detectado en los cuatro sets cromosómicos indican que los genomios constituyentes de A. nítida poseen homología parcial. Por lo tanto, esta especie puede ser considerada como un alopoliploide segmenta!. Por otra parte, A. pseudovillosa y A. glabrata presentan un alto grado de homología entre sus genomios, debido al patrón de distribución de la heterocromatina C-DAPT y al número y la similitud de los cromosomas portadores de ambos tipos de loci ADNr puede sugerirse que dichas especies son autopoliploides o alopoliploides segméntales originadas a partir de especies con el mismo tipo genómico. El análisis morfométrico de los cromosomas, la localización de los diferentes tipos de heterocromatina (CMA+/DAPI~, DAPf/CMA", C-DAPf) y el mapeo de los loci ribosomales, mediante la aplicación simultánea de técnicas de citogenética clásica y molecular, permitieron construir un cariotipo para cada una de las 10 especies analizadas de las secciones Rhizomatosae, Erectoides y Procumbentes. El análisis cariotípico comparativo permitió establecer marcadores específicos para cada una de las especies tetraploides, las cuales pueden diferenciarse por el número y posición de los loci ADNr 45S. Sin embargo, las características cariotípicas compartidas entre ellas indican que las mismas constituyen un grupo natural. Asimismo, la suma de los marcadores cromosómicos hallados permitió caracterizar por primera vez al genomio R y determinar que el mismo únicamente está presente en la entidad diploide de la sección Rhizomatosae, evidenciando que esta sección no constituye un grupo monofílético. El patrón de distribución de la heterocromatina C-DAPIT y el número de cromosomas con loci ribosomales evidenció que las especies tetraploides presentan mayor afinidad genómica con los diploides de las secciones Erectoides y Procumbentcs. Estos resultados, sustentados por filogenias moleculares, permitieron sugerir que las especies tetraploides podrían poseer una constitución genómica EEEE y que los progenitores de los mismos deben ser buscados en dichas secciones. Asimismo, se identificó el grupo de especies diploides más cercano a los tetraploides. Los experimentos de GISH simple evidenciaron que existe un alto grado de homología genómica entre el tetraploide A. glabrata y las especies diploides con genomios A, E2 y E3, siendo mayor con las especies con genomio E. Los experimentos de GISH doble revelaron que las sondas correspondientes a las especies con genomios A, E2 y E3 hibridaron sobre la totalidad del complemento cromosómico de A. glabrata, sin embargo ninguna de ellas lo hizo uniformemente sobre toda la longitud de los cromosomas. Asimismo, aquellas sondas correspondientes al genomio E, y en particular A. paraguariensis subsp. capibariensis presentaron un mayor grado de hibridación, evidenciando un mayor grado de homología genómica con A. glabrata. Sin embargo, el patrón de hibridación diferencial observado permite sugerir la hipótesis de la presencia de un genomio ancestral común para las especies diploides de las secciones Arachis, Erectoides, Procumbentes y los tetraploides rizomatosos. A partir de estos resultados se proponen hipótesis acerca de la constitución genómica de A. glabrata.
|