Caracterización morfológica y molecular de Panicum coloratum var. makarikariense Goossens

Abstract

Panicum coloratum es una especie C4 perenne originaria del Sur de África, que fue introducida a nuestro país en la década del 90´a partir de pocos eventos no debidamente registrados. A pesar de sus buenos atributos como forrajera ha sido escasamente difundida en los sistemas ganaderos. Sin embargo, existe hoy una tendencia a aumentar su uso debido a su potencial y a su adaptación a condiciones marginales que es donde se sitúa predominantemente la actividad ganadera en la actualidad. En los últimos años se han dado a conocer varios trabajos que estudian diversos aspectos del crecimiento y de la adaptación de la especie a estreses abióticos, a la vez que se han instituido planes de mejoramiento con el fin de obtener nuevos cultivares para afrontar la creciente demanda de esta especie. P. coloratum está constituida principalmente por dos variedades botánicas, var. makarikariense y var. coloratum. En esta tesis en particular se describe detalladamente las características morfo-fisiológicas de la var. makarikariense de una colección del INTA EEA Rafaela, y se la compara con una accesión de la var. coloratum de la misma colección. Esta información sumada a la caracterización de la variación molecular presente en la colección son de suma importancia para la conservación de los recursos genéticos presentes en la colección a la vez que resultan muy informativos para el planteo de estrategias a seguir en el programa de mejoramiento que se está siguiendo en INTA. En el desarrollo de esta tesis se trabajó con cinco accesiones, 15 materiales clonales y un material comercial de la var. makarikariense y una accesión de la var. coloratum que se estudiaron utilizando descriptores fenotípicos asociados a producción de forraje y semillas y marcadores moleculares ISSR y SSR. Se identificaron accesiones superiores en cuanto a su potencial forrajero y de producción de semillas, con rendimientos en algunos casos por encima del material comercializado en el país. La variabilidad genética encontrada por medio del uso de marcadores ISSR y SSR tanto dentro como entre accesiones, se visualizó a través de bandas y alelos únicos por accesión. Con respecto al material actualmente comercializado en el país, la variabilidad genética existente, nos indicaría que se trata de una población estabilizada que no ha sido objeto de procesos de selección definidos. La accesión de la var. coloratum fue diferenciada morfológica y genéticamente de la var. makarikariense, detectándose loci y alelos que diferencian ambas variedades. La baja correlación entre la distancia morfológica y molecular indicaría que cada set de datos provee información diferente y complementaria para la caracterización y evaluación de los materiales. Dentro de la var. makarikariense, se encontraron accesiones que difieren entre sí y en sus niveles de diversidad, pudiéndose tratar de materiales que han sufrido algún proceso de diferenciación. La evaluación del número cromosómico y modo reproductivo de los materiales, mostró que se trataría de accesiones tetraploides. Por otra parte, la diferenciación en cuanto a la producción de mayor número de semillas llenas con respecto a vanas y la supervivencia diferencial de las plántulas cuando las semillas se obtienen bajo polinización libre en comparación a la autofecundación, asegura que se trata de una especie cuyo modo reproductivo preferencial es la alogamia. El análisis de test de progenie con marcadores SSR mostró que el 100% de la progenie presenta recombinación genética y el 83% presenta alelos paternos, lo que refuerza las evidencias sobre la naturaleza principalmente alógama de la especie. Las estimaciones de los componentes de varianza sobre familias de medias hermanas mostraron que más del 80% de la variación reside dentro de familias mientras que sólo una baja proporción de la variación estaría entre familias. Asimismo fue posible diferenciar entre familias de medias hermanas para varios de los caracteres evaluados. Se lograron hacer estimaciones de heredabilidad, aunque las mismas resultaron en general con valores moderados a bajos. Estas estimaciones se utilizaron para predecir ganancias genéticas a obtenerse después de un ciclo de selección con una presión del 15% en caracteres morfo-fisiológicos asociados a producción de forraje y semillas. Los métodos utilizados para estimar heredabilidad mostraron similar tendencia entre variables y una concordancia entre ellos, lo que nos indicaría que cualquiera de ellos sería un método apropiado para la estimación de estos parámetros. Se estudiaron relaciones entre caracteres, coheredabilidades y ganancias por selección indirecta entre rasgos relacionados que pudieran ser útiles en programas de selección. Estos resultados adicionan nuevos conocimientos sobre la diversidad genética, biología reproductiva y niveles de ploidía en materiales disponibles de P. coloratum, brindan información pertinente a la vez que abren nuevas perspectivas para el programa de mejoramiento de la especie lo que permitirá la planificación y desarrollo de metodologías de cruzamientos y de utilización de los materiales para ser manipulados de forma práctica y eficiente.