Diferencias genéticas y reconstrucción filogenética de especies nativas de alstroemerias de la Cordillera de Los Andes y variedades comerciales

Abstract

El presente estudio tiene como objetivo evaluar la diferenciación genética y las relaciones filogenéticas entre especies nativas de alstroemerias de la Cordillera de los Andes y variedades comerciales. La investigación cobra relevancia por la importancia ornamental de las alstroemerias a nivel mundial y por el potencial genético aún no explorado de las especies nativas, que podrían ser clave en programas de mejoramiento genético. Se analizaron siete especies nativas de la Cordillera de los Andes y ocho variedades comerciales. El ADN se extrajo a partir de hojas jóvenes y se aplicaron dos enfoques complementarios. En primer lugar, se evaluó la diferenciación genética mediante marcadores RAPD, una técnica basada en PCR que generó perfiles de bandas dominantes, los cuales fueron analizados mediante dendrogramas construidos a partir de una matriz de distancia euclidiana. En segundo lugar, se realizaron análisis filogenéticos empleando secuencias de genes conservados de las regiones: Espaciadores Transcritos Internos (ITS-1, 5.8S y ITS-2) y maturasa K (matK), cuyos alineamientos fueron utilizados para la construcción de árboles filogenéticos bajo el método de máxima verosimilitud (ML). Los resultados mostraron que los RAPD, pese a su naturaleza como marcadores dominantes, permitieron una clara separación entre especies nativas y variedades comerciales, revelando una mayor diferenciación genética relativa en las especies silvestres. En contraste, los análisis filogenéticos con genes conservados presentaron menor capacidad de resolución, ya que no lograron diferenciar completamente a algunas especies, como A. pseudospathulata, ni distinguir de manera clara el origen de las variedades comerciales analizadas. En conclusión, las especies nativas de la Cordillera de los Andes exhibieron una diferenciación genética significativa respecto a las variedades comerciales evaluadas, constituyéndose como una fuente potencial de germoplasma para el desarrollo de nuevas variedades ornamentales. Además, los RAPD demostraron ser útiles para detectar agrupamientos entre especies, aunque su carácter dominante limita la estimación directa de diversidad genética, en comparación con los análisis basados en secuencias conservadas.

The present study aims to evaluate the genetic differentiation and phylogenetic relationships between native Alstroemeria species from the Andes Mountains and commercial varieties. This research is relevant due to the ornamental importance of alstroemerias worldwide and the unexplored genetic potential of native species, which could be key in genetic improvement programs. Seven native species from the Andes Mountains and eight commercial varieties were analyzed. DNA was extracted from young leaves, and two complementary approaches were applied. First, genetic differentiation was assessed using RAPD markers, a PCR-based technique that amplified DNA sequences, generating dominant band profiles, which were analyzed using dendrograms constructed from a Euclidean distance matrix. Second, phylogenetic analyses were performed using conserved genes from the regions: Internal Transcribed Spacers (ITS-1, 5.8S, and ITS-2) and maturase K (matK), whose alignments were used to construct phylogenetic trees under the Maximum Likelihood (ML) method. The results showed that RAPD markers, despite their nature as dominant markers, allowed a clear separation between native species and commercial varieties, revealing greater genetic differentiation in wild species. In contrast, phylogenetic analyses with conserved genes showed lower resolution, as they did not completely differentiate some species, such as A. pseudospathulata, nor clearly distinguish the origin of the commercial varieties analyzed. In conclusion, the native species from the Andes Mountains presented genetic differentiation compared to the commercial Alstroemeria varieties evaluated. This suggests that native species represent a valuable source of germplasm for the development of new ornamental varieties. Furthermore, RAPDs proved useful for detecting clustering between species, although their dominance limits direct estimation of genetic diversity, compared to analyses based on conserved sequences.