Caracterización y aptitud biológica de híbridos entre girasol cultivado y la especie silvestre Helianthus petiolaris

Helianthus petiolaris (Asteráceas) es una especie nativa de América del Norte que se ha naturalizado en la región central de Argentina. Su área de dispersión se superpone extensivamente con la región de cultivo del girasol, H. annuus var. macrocarpus. La coincidencia en el período de floración y la...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor principal: Gutiérrez, Agustina
Otros Autores: Poverene, María Mónica
Formato: tesis doctoral
Lenguaje:Español
Publicado: 2010
Materias:
híbridos
cultivos
girasol
Acceso en línea:http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2050
Aporte de:
Repositorio Institucional Universidad Nacional del Sur (UNS) de Universidad Nacional del Sur
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description Helianthus petiolaris (Asteráceas) es una especie nativa de América del Norte que se ha naturalizado en la región central de Argentina. Su área de dispersión se superpone extensivamente con la región de cultivo del girasol, H. annuus var. macrocarpus. La coincidencia en el período de floración y la existencia de polinizadores comunes facilita los cruzamientos interespecíficos. La finalidad de esta tesis fue estudiar la posibilidad de flujo génico entre H. petiolaris y el girasol domesticado y comprobado eso, analizar las descendencias híbridas interespecíficas para determinar la tasa de hibridación, la persistencia de alelos del cultivo en las poblaciones silvestres y las consecuencias del flujo génico en la aptitud biológica de las plantas silvestres y en sus relaciones con otros componentes del ecosistema. En un estudio previo a esta tesis se estimó la ocurrencia de cruzamientos interespecíficos en ambas direcciones de flujo génico: cultivo silvestre y silvestre cultivo. Se encontraron plantas fuera de tipo entre las progenies de ambas especies puras, con frecuencias de 0,5% y 0,3% respectivamente. Esas plantas atípicas mostraron valores de caracteres morfológicos intermedios entre ambas especies parentales y baja fertilidad. Frente a la evidencia de presuntos híbridos en las progenies de las poblaciones puras de ambas especies que florecían en coincidencia, se identificaron molecularmente híbridos interespecíficos entre el girasol cultivado y H. petiolaris y se detectó la presencia de alelos del cultivo en poblaciones silvestres. Se utilizaron marcadores RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) y los resultados mostraron que la frecuencia de introgresión de marcadores específicos del cultivo en las poblaciones silvestres era muy baja (0,02). Algunos híbridos de primera generación fueron parcialmente fértiles y produjeron descendencias identificables en base a caracteres morfológicos y moleculares, que permitieron evaluar la persistencia de los alelos del cultivo en las poblaciones silvestres. Se realizaron tres ensayos para evaluar las generaciones avanzadas de híbridos, utilizando plantas de H. petiolaris y girasol cultivado como testigos: a) descendientes de cruzas controladas en jardín común, con retrocruzas controladas con plantas de la respectiva población silvestre (R) y cruzamientos semicontrolados por polinización abierta con la comunidad polínica del campo experimental (PA); b) descendientes de cruzas en condiciones naturales; y c) descendientes de cruzas naturales en jardín común. Se registraron variables morfológicas métricas y categóricas y marcadores moleculares en el primer ensayo. Los descendientes de híbridos se diferenciaron de las especies parentales, mostrando morfología intermedia y mayor similitud con H. petiolaris en algunos rasgos. Se encontraron asimismo marcadores específicos de girasol en descendientes de híbridos interespecíficos, demostrando que los alelos del girasol cultivado pueden persistir en las poblaciones de H. petiolaris por generaciones luego de la hibridación. El flujo génico entre cultivos y parientes silvestres puede originar híbridos con una aptitud biológica reducida comparada con sus progenitores silvestres. Se estudió la aptitud biológica en generaciones avanzadas de cruzas H. petiolaris x girasol cultivado comparando descendencias de cruzas silvestre - cultivo por polinización abierta de primera generación, de segunda generación, retrocruzas con plantas de la respectiva población silvestre y plantas de H. petiolaris. Las variables estudiadas fueron germinación y dormición, viabilidad de polen, fenología reproductiva, número de capítulos, producción de semillas y biomasa seca. Los resultados mostraron que la introgresión de genes de girasol cultivado en las poblaciones silvestres disminuyó la aptitud biológica de los descendientes. Los descendientes de primera y segunda generación tuvieron una aptitud menor que H. petiolaris en tanto las retrocruzas tuvieron valores intermedios. Todos los parámetros de aptitud tendieron a recuperase en las generaciones posteriores a la hibridación. Las características aportadas por el genoma cultivado podrían alterar las interacciones bióticas de un genotipo silvestre en su ambiente. Para investigar esta hipótesis se evaluaron descendencias de cruzas silvestre cultivo de primera generación por polinización abierta y plantas de H. petiolaris frente a enfermedades fúngicas y el ataque de isoca medidora (Rachiplusia nu). Los resultados mostraron que las poblaciones silvestres fueron muy poco afectadas por el ataque del insecto y las enfermedades fúngicas, comparadas con las descendencias híbridas, encontrándose diferencias altamente significativas para cuatro de las cinco adversidades monitoreadas. El flujo génico del girasol cultivado en H. petiolaris afectó las interacciones bióticas entre las plantas y sus predadores, demostrando que los genes del cultivo alteran las relaciones ecológicas en las poblaciones silvestres. Los resultados obtenidos señalan que características agronómicas incorporadas a nuevas variedades de girasol por mutación genética o biotecnología (transgenes) muy probablemente alterarán las poblaciones de la especie silvestre H. petiolaris, que constituye una valiosa fuente de germoplasma para el mejoramiento genético de ese cultivo. Asimismo podrían exacerbar características de maleza invasora en esas poblaciones.

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