Flujo génico entre girasol cultivado y silvestre en la Argentina

El girasol (Helianthus annuus L.) es uno de los cultivos más importantes de Argentina. La superficie sembrada se ha reducido en los últimos diez años, con el advenimiento de los cultivos genéticamente modificados como la soja, más rentables para los productores agrícolas. Desde entonces se han reali...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Ureta, María Soledad
Otros Autores: Poverene, María Mónica
Formato: tesis doctoral
Lenguaje:Español
Publicado: 2010
Materias:
genes
girasol cultivados y silvestre
Acceso en línea:http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2070
Aporte de:
Repositorio Institucional Universidad Nacional del Sur (UNS) de Universidad Nacional del Sur
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description El girasol (Helianthus annuus L.) es uno de los cultivos más importantes de Argentina. La superficie sembrada se ha reducido en los últimos diez años, con el advenimiento de los cultivos genéticamente modificados como la soja, más rentables para los productores agrícolas. Desde entonces se han realizado grandes esfuerzos para recuperar el nivel de producción del cultivo de girasol. Una limitante para la introducción de nuevas tecnologías en este cultivo tradicional es la presencia de parientes silvestres sexualmente compatibles, potenciales receptores de polen, en el área dedicada al cultivo de girasol. Helianthus annuus y H. petiolaris, especies silvestres anuales, diploides y autoincompatibles se han establecido en Argentina en los últimos 60 años. La primera fue introducida intencionalmente como forrajera mientras que la segunda entró probablemente como un contaminante de semillas. Más tarde fueron importadas desde EEUU como fuente de germoplasma para conferir resistencia a patógenos en el mejoramiento de variedades de girasol. Actualmente, ambas especies se encuentran naturalizadas en la región central de Argentina, superponiéndose ampliamente con el área del cultivo. Los objetivos generales de esta tesis fueron obtener información acerca del rango de dispersión de las poblaciones silvestres de girasol en Argentina, estudiar la hibridación y potencial flujo génico entre ellas y el girasol cultivado; en ese caso, estimar la probabilidad de modificación de la aptitud biológica de las poblaciones silvestres que pudiera producir el flujo génico proveniente de las nuevas variedades de girasol. Para ello se realizaron exploraciones y actividades experimentales que permitieran: describir la morfología y distribución de las poblaciones de ambas especies silvestres; comparar la variabilidad genética de marcadores moleculares en poblaciones silvestres procedentes de distintas regiones; identificar caracteres morfológicos intermedios y analizar la fertilidad en plantas presuntamente híbridas; estimar la frecuencia de cruzamientos y tasa de flujo génico desde el girasol domesticado hacia H. annuus silvestre mediante análisis de marcadores moleculares; estudiar la transferencia del carácter resistencia a imidazolinonas desde el cultivo de girasol a H. annuus silvestre y evaluar su efecto sobre la supervivencia y la fecundidad. Se encontraron numerosas poblaciones de Helianthus annuus en las provincias de Córdoba, La Pampa, Buenos Aires, Entre Ríos, Mendoza, San Luis y San Juan. En tanto H. petiolaris fue hallada principalmente en las provincias de La Pampa, San Luis y el oeste de Buenos Aires, sobre suelos arenosos. Ambas especies pueden hibridar con el girasol domesticado y se hallaron plantas con morfología intermedia en 15 departamentos provinciales. Las especies silvestres también son simpátricas en numerosas localidades de la región central del país. La variación genética en 20 poblaciones silvestres y en comparación con el girasol domesticado se investigó mediante marcadores isoenzimáticos y microsatélites (SSR). Los valores de diversidad hallados en este estudio para H. annuus fueron A=1,6, P=0,43 y H=0,17, levemente menores a los informados en su centro de origen y similares a los encontrados en Australia donde H. annuus silvestre fue introducido con fines ornamentales. La progenie de 33 plantas atípicas coleccionadas en 14 sitios representativos del área de difusión fue estudiada para confirmar su origen híbrido. Supervivencia, germinación, rasgos morfológicos y días a floración confirmaron la hibridación entre el cultivo y ambas especies silvestres cuando las familias fueron comparadas con ocho entradas silvestres. Algunas plantas se identificaron como presuntos híbridos entre H. annuus domesticado y ambas especies silvestres, otras como generaciones avanzadas de un genotipo cultivado. A partir del análisis de progenies se determinaron cuatro clases de híbridos de acuerdo a su grado de fertilidad, demostrando que la hibridación y el flujo génico son fenómenos recurrentes entre estas especies en la región central de Argentina. Con el propósito de cuantificar el flujo génico entre el girasol cultivado y silvestre se sembró un campo experimental de girasol circundado por parcelas de girasol silvestre a distancias crecientes. La tasa de hibridación se estimó utilizando un marcador isoenzimático específico de la variedad cultivada. El promedio de híbridos silvestre-cultivo hallado entre la progenie fue de 7%. Las frecuencias más altas de flujo génico (18%) se encontraron en las parcelas más cercanas al cultivo (3m) y decrecieron gradualmente hasta los 500m. La tecnología Clearfield (resistencia a herbicidas de la familia imidazolinonas) ha sido incorporada en los ultimos años en los híbridos comerciales argentinos. Este rasgo resultó adecuado para estudiar los cambios en la aptitud biológica y el posible impacto ambiental que generaría la transferencia de genes desde el cultivo a sus parientes silvestres. Se utilizaron cinco poblaciones de H. annuus silvestre que comprendían el rango de distribución de la especie. Se registró un promedio de 2% de sobrevivientes en 301 plantas de girasol silvestre evaluadas, mientras que la supervivencia de F1 aumentó a 38% sobre un total de 350 plantas. Las retrocruzas con ambos parentales mostraron valores de resistencia al herbicida superiores a 80%. La aptitud biológica medida en todas las generaciones demostró que si bien los híbridos F1 poseían baja fertilidad (estimada mediante la producción de semilla), en las siguientes generaciones se recuperaba la producción de semillas viables.

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