Caracterización e identificación agronómica, morfológica citoembriológica y molecular de híbridos interespecíficos de Brachiaria

Abstract

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Se realizó un trabajo enfocado a la caracterización de híbridos y progenitores del género Brachiaria, se dividió en tres etapas. En la primera se evaluaron características morfológicas y citológicas en 200 híbridos interespecíficos de este género, obtenidos a partir de 10 cruzas entre cinco híbridos elite sexuales provenientes de Brachiaria ruziziensis, y tres híbridos apomícticos originados de Brachiaria brizantha. Los resultados indicaron que las variables producción de semilla, diámetro de tallo, longitud de lámina foliar, sin pubescencia en lámina foliar, calificación de planta baja, ausencia de estolones, y sin pubescencia en vaina, presentaron la mayor variación; producto de una prueba citoembriológica se obtuvieron segregaciones del tipo reproductivo en proporción 1:1 en comportamiento apomíctico y sexual. En otra etapa del trabajo se establecieron y caracterizaron morfológicamente 135 progenies de 10 cruzas de Brachiaria, donde hubo tres progenitores masculinos 18, 94 y 71 y cinco progenitores femeninos 41, 29, 100, 110 y 143A; se midieron 13 variables cuantitativas y 12 cualitativas y el resultado fue que los progenitores masculinos 18 y 94 produjeron más progenies apomícticas; se realizó un análisis de componentes principales utilizando las variables cuantitativas y cualitativas, en el cual las variables que contribuyeron a explicar gran parte de la variación total observada fueron, longitud del eje de la inflorescencia (LEI), altura de la planta (ADP) y longitud del primer racimo (LPR). En el análisis de conglomerados de variables cuantitativas se formaron varios grupos, siendo los más importantes los tres primeros; el primero y tercero fueron conformados en su mayoría por híbridos del progenitor masculino 18; el segundo se conformó en mayor proporción por progenie derivada del progenitor masculino 94; en el análisis de componentes con las variables cualitativas, se formaron cuatro grupos, en el primero y segundo proliferó progenie del progenitor 18; en el cuarto grupo los ocho híbridos fueron progenie del progenitor masculino 94. En la tercera etapa del trabajo se realizó un análisis con los marcadores moleculares AFLPs y CAPS, se utilizaron 30 genotipos: ocho progenitores y 22 híbridos. La diversidad genética (DG) encontrada en la muestra de 30 genotipos evaluados mediante análisis de AFLPs fue amplia, con alto grado de polimorfismos (90.05 %). Un dendrograma sugirió que existen dos grupos principales: el primero y más numeroso está integrado por los híbridos derivados en su mayoría del progenitor masculino 94, y en menor cantidad de los progenitores masculinos 18, y 71 y los femeninos 29, y 110; el segundo grupo lo integran los híbridos procedentes de los progenitores femeninos 41, 100 y 143A; en el análisis de CAPS de 4 bases hubo buena amplificación generándose un gran polimorfismo (79.76 %). Se observó la formación de dos grupos, siendo el grupo I el más grande con 27 genotipos, mientras que el segundo agrupó los tres restantes; En el análisis factorial de correspondencia simple de AFLPs, algunas bandas se asociaron con el progenitor masculino 18, el cual se relacionó con la banda AF8-14, mientras los progenitores femeninos 29 y 110 se relacionaron con la banda AF8-10 y el progenitor femenino 41 con la banda AF3-34. En la prueba de CAPS el progenitor masculino 18 se relacionó con la banda C6-26, mientras el progenitor femenino 143A con la banda C15-20; todos los progenitores femeninos o sexuales se asociaron con la banda C15-8, lo que indica una asociación con la sexualidad o con algún gen otorgado por Brachiaria ruziziensis. En general con las técnicas utilizadas se pudo caracterizar e identificar de manera más completa los materiales genéticos utilizados en la investigación._____xiv

This research was focused on characterization of hybrids and parents of Brachiaria genus, which was divided into three stages. During the first stage morphologic and cytologic characteristics were evaluated in 200 interspecific hybrids of this genus, that were obtained from 10 crosses between five elite sexual hybrids of Brachiaria ruziziensis and three apomictic hybrids originated from Brachiaria brizantha. The results indicated that production of seed variables, stem thickness, leaf length, leaf without pubescence, ground floor qualification, no runners and pods without pubescence showed the highest variation. These results came out in an citoembriologic test with a segregation of reproductive rate in 1:1 ratio in apomictic and sexual behavior. In another stage, 135 progeny of 10 crosses of Brachiaria were morphologically established and characterized, where the outcome was three male parents, 18, 94 and 71 and five female parents: 41, 29, 100, 110 y 143A; 13 quantitative variables and 12 qualitative variables, from which, much of the variation observed was explained by the axis of inflorescence length (AIL), plant height (PH) and first cluster length (FCL); from the cluster analysis of the quantitative variables, several groups resulted but only three were the most important; the first and third were composed mostly by male hybrid parent 18; the second mainly by progeny of male parent 94. Using qualitative variables in a cluster analysis, four groups were obtained; the first and second one grouped progeny of the male parent 18; the fourth group included eight hybrids derived from male parent 94. With the data of a third stage, an analysis was carried out using AFLPs and CAPS molecular markers, in 30 genotypes (8 parents and 22 hybrids). Wide genetic diversity was found from the AFLPs analysis, showing high degree of polymorphisms (90.05%). A dendrogram suggested the existence of two main groups: the first and largest contained hybrids derived from male parents 29 and 110. The second group included hybrids from female parents 41, 100 and 143A. The analysis of CAPS using 4 bases, indicated good amplification, generating great polymorphism (79.76%); two groups were obtained too, group 1 being the largest with 27 genotypes and group 2 with the remaining three genotypes. From a correspondence simple factor analysis of AFLPs data we found that some bands were associated with male parent 18 (band AF8-14), female parent 29 and 110 (band AF8-10), and female parent 41 (band AF3-34). The CAPS analysis indicated that male parent 143A with band (C15-20); all female or sexual parents were associated in some way with the sexuality of a gen given by Brachiaria ruziziensis. Overall, with the techniques described above, was feasible to characterize and identify in a better extent, the genotypes used in this research.