Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Variación genética en materiales cultivados de yerba mate (Ilex paraguariensis) |
| Título alternativo: | Genetic variation of cultivated materials of “yerba mate” (Ilex paraguariensis) |
| Autor: | Paiva, Daniela Ivana |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Estación Experimental Agropecuaria Montecarlo
|
| Fecha de defensa: | 2020-09-22 |
| Fecha en portada: | junio 2020 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Ecología, Genética y Evolución |
| Director: | Gottlieb, Alexandra Marina |
| Consejero: | Confalonieri, Viviana Andrea |
| Jurado: | Bessega, Cecilia Fabiana; Sansberro, Pedro A.; Martínez, María Carolina |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | POBLACION DE SELECCION; VARIACION GENETICA; VARIACION FENOTIPICA; MORFOTIPOS; IDEOTIPOS; VARIABLES CORRELACIONADASSELECTION POPULATION; GENETIC VARIATION; PHENOTYPIC VARIATION; MORPHOTYPES; IDEOTYPES; CORRELATED VARIABLES |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7206_Paiva |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7206_Paiva.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7206_Paiva |
| Ubicación: | BIO 007206 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Paiva, Daniela Ivana. (2020). Variación genética en materiales cultivados de yerba mate (Ilex paraguariensis). (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7206_Paiva |
Resumen:
La yerba mate es la materia prima que da sustento a una de las tradiciones más arraigadas en nuestro país: tomar mate. La actividad yerbatera es una importante fuente de trabajo, ubicando a la Argentina como primer productor y exportador mundial de yerba mate elaborada. El presente trabajo de Tesis estuvo abocado al estudio integral de la variación genética de plantas de I. paraguariensis que conforman la población seleccionada de un programa de mejoramiento vigente. Además, incluyó una investigación acerca de la existencia de asociación entre la variación genética y la variación de caracteres fenotípicos (morfológicos y fitoquímicos) de interés agronómico. En este contexto, se llevó a cabo la evaluación de una base de datos fenotípica preexistente y de las clasificaciones basadas en categorías de morfotipos e ideotipos. Tales clasificaciones, nunca puestas a prueba con anterioridad, responden a demandas y necesidades de los productores y consumidores. Se estudiaron 155 individuos provenientes de cuatro plantaciones comerciales en las que se distribuye la población seleccionada. Para la caracterización genética se emplearon 5 marcadores ISSR y 5 microsatélites de cloroplastos (cpSSR) especie-específicos. Los datos obtenidos se evaluaron mediante la estimación de índices de diversidad, análisis multivariados y de agrupamiento, pruebas comparativas y de correlación. Los datos fenotípicos consistieron en 10 cuantitativos y 27 cualitativos; sobre éstos se aplicaron métodos de estadística descriptiva y de asociación. La validación de morfotipos e ideotipos se realizó a partir de sus caracteres descriptores, mediante análisis discriminantes. Las asociaciones entre los distintos conjuntos de rasgos fenotípicos y los datos genéticos se evaluaron mediante análisis multivariados. Así, la genotipificación puso en evidencia gran diversidad genética (ISSR: 0,569 y cpSSR: 0,505) y que la estructura genética de estas plantas estaría organizada en cuatro clusters independientes de las plantaciones de origen. Se detectó que estas plantaciones se habrían establecido con plantas derivadas de, al menos, 63 linajes maternos. Para ciertos caracteres fenotípicos se observó variación asociada al sitio de origen de las plantas y/o al grupo genético al que éstas fueron asignadas. Las categorías morfotípicas mostraron abundante superposición y escaso sustento genético. Aún así, ciertos marcadores genéticos (por ejemplo, el alelo cpSSR N450-pb y el locus Loc108) se relacionaron -en sentido directo o indirecto- con caracteres descriptores de morfotipo (por ejemplo, ramificación secundaria y tamaño de hojas). Para las categorías ideotípicas, se estableció una delimitación estadística lo que posibilitó distinguir cuatro ideotipos adicionales, aunque sólo las categorías clásicas pudieron ser validadas. Por otra parte, fue posible detectar que los loci Loc669 y Loc627 y el alelo E351-pb, estarían asociados directamente con una abundante expresión del contenido de cafeína o de teobromina. En cambio, no se halló ningún marcador fuertemente asociado al contenido de saponinas. El análisis integrado determinó que si bien 9 rasgos fenotípicos, 6 loci ISSR y 6 alelos cpSSR estarían correlacionados con los ideotipos clásicos, la mayoría resultaron en asociaciones negativas. El proceso de establecimiento de cada plantación, asi como el manejo silvícola inherente a cada una, darían cuenta de estructura genética y de la dependencia de ciertos caracteres fenotípicos. La población de selección estudiada aquí, mostró albergar una base genética suficientemente variable como para asegurar la continuidad del programa en curso, así como para implementar cruzamientos novedosos. Futuros genotipados de I. paraguariensis podrían beneficiarse del uso del marcador más descriptivo, es decir YM6. Este es el primer relevamiento de la variación cloroplastidial de un número considerable de materiales de yerba mate en cultivo. En otro orden, si bien los morfotipos no se consolidaron como entidades para hacer selecciones sin riesgos, la delimitación estadística de los ideotipos representa una contribución a la mejora de las clasificaciones utilitarias originales. Los resultados obtenidos resultan prometedores en cuanto a la identificación de marcadores moleculares relacionados a caracteres de vínculo directo con la productividad del cultivo. Además, servirán de referencia para el seguimiento de las próximas etapas del programa de mejora de la calidad de la yerba mate.
Abstract:
“Yerba mate” is the raw material of one of the most deeply-rooted traditions in our country: drinking “mate”. The economic activity related to this crop is an important source of employment, locating Argentina as the world's leading producer and exporter of processed “yerba mate”. The present Thesis was devoted to the comprehensive study of the genetic variation of plants of I. paraguariensis that form the selected population of a current breeding program. In addition, this work included an investigation about the existence of association between genetic variation and the variation of phenotypic (morphological and phytochemical) characters of agronomic interest. In this context, the evaluations of a pre-existing phenotypic database and of the classifications based on morphotype and ideotype categories, were carried out. Such classifications, never tested before, respond to demands and needs of producers and consumers. One hundred and fifty-five individuals from four commercial plantations, in which the selected population is distributed, were studied. For genetic characterization, five ISSR markers and five species-specific chloroplast microsatellites (cpSSR) were used. The data obtained was evaluated by estimating diversity indices, multivariate and grouping analyzes, and comparative and correlation tests. Phenotypic data, consisting of ten quantitative and twenty seven qualitative characters, were analyzed through descriptive and association statistical methods. The validation of morphotypes and ideotypes was carried out based on their descriptor characters, using discriminant analyzes. Associations between different sets of phenotypic traits and genetic data were assessed by multivariate analysis. Thus, genotyping revealed great genetic diversity (ISSR: 0.569 and cpSSR: 0.505) and that the genetic structure of these plants would be organized in four clusters, independent of the original plantations. These plantations were found to have been established with plants derived from at least 63 maternal lineages. For certain phenotypic characters, variation associated with the site of origin of the plants and / or the genetic group to which they were assigned, was observed. The morphotype categories showed abundant overlap and little genetic support. Even so, certain genetic markers (for example, the cpSSR N450-pb allele and the locus Loc108) were related - in a direct or indirect sense – to descriptive morphotype characters (for example, secondary branching and leaf size). For the ideotypic categories, a statistical delimitation was established, which made it possible to distinguish four additional ideotypes, although only the classic categories could be validated. On the other hand, it was possible to detect that the loci Loc669 and Loc627, and the E351-pb allele, were directly associated with an abundant expression of the content of caffeine or theobromine. In contrast, no marker strongly associated with the content of saponins was found. The integrated analysis determined that although nine phenotypic traits, six ISSR loci, and six cpSSR alleles would be correlated with classical ideotypes, most resulted in negative associations. The establishment process of each plantation, as well as the inherent silvicultural management of each one, would account for the genetic structure evidenced and the non- independence on certain phenotypic characters. The selection population studied here, showed to harbor a genetic base sufficiently variable to ensure the continuity of the ongoing program, as well as to implement novel crosses. Future genotyping of I. paraguariensis could benefit from the use of the most descriptive marker, YM6. This is the first survey of the chloroplastidial variation of a considerable number of “yerba mate” materials in cultivation. Besides, although the morphotypes were not consolidated as entities useful to make selections without risks, the statistical delimitation of the ideotypes represents a contribution to the improvement of the original utilitarian classifications. The results obtained here are promising in terms of the identification of molecular markers related to characters that are directly linked to crop productivity. In addition, they will serve as a reference for monitoring the next stages of the “yerba mate” quality improvement program.
Citación:
---------- APA ----------
Paiva, Daniela Ivana. (2020). Variación genética en materiales cultivados de yerba mate (Ilex paraguariensis). (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7206_Paiva
---------- CHICAGO ----------
Paiva, Daniela Ivana. "Variación genética en materiales cultivados de yerba mate (Ilex paraguariensis)". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2020.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7206_Paiva
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