Detección de mutantes espontáneos en cultivares de arándano (Vaccinium corymbosum L.) Mediante marcadores moleculares de microsatélites

Abstract

El cultivo del arándano (Vaccinium corymbosum L.) en Chile ha crecido notablemente en los últimos años, lo que ha llevado al país a ser el mayor exportador de arándano el hemisferio sur. Muchas de las variedades cultivadas fueron introducidas en la década del 80, habiéndose reportado mutaciones espontáneas en diversos genotipos y habiendo muy pocos o ningún estudio sobre este fenómeno. En este trabajo se presenta la caracterización de mutaciones espontáneas en algunos de los cultivares de arándano más comúnmente cultivados en Chile. Para este propósito, primeramente, se usó un conjunto de 12 marcadores de microsatélites (SSR) para analizar la diversidad genética de plantas de arándano propagadas en huertos y viveros de Chile. De esos 12 marcadores inicialmente ensayados, tres (CA-344, CA-421 y NA-1040) resultaron adecuados para el presente estudio debido a su alta capacidad de diferenciación de variedades con un alto contenido de información polimórfica (promedio de 0,878) y los valores de heterocigosidad observada y esperada promedio de (Ho y He) de 0,890 y 0,886 respectivamente, evaluada sobre un total de 143 variedades y líneas de arándano. Con estos tres marcadores SSR se identificaron 14 genotipos que presentaron algún tipo de variación en sus patrones alélicos, es decir cerca de 10% de frecuencia, lo que se considera muy alta. Solo se identificaron cambios de un alelo, que correspondieron ya sea a pérdida o ganancia de un alelo o bien un cambio de su tamaño. El marcador CA-421 presentó la mayor frecuencia de mutaciones, correspondientes a los 12 genotipos (87%) del total. Este trabajo corresponde al primer reporte de variaciones alélicas en los patrones genéticos de SSR de cultivares de arándano. Estos cambios del genoma pueden o no ir acompañados de cambios de una o más características agro-morfológicas, tales como rendimiento, calidad de la fruta, época de cosecha, arquitectura de la planta, etc. Considerando estos resultados, en etapas posteriores, se debería caracterizar con precisión las mutaciones de cada locus SSR, secuenciando los fragmentos amplificados de tamaño variable para confirmar las mutaciones detectadas.

The cultivation of blueberry (Vaccinium corymbosum L.) in Chile has grown considerably in recent years, making the country the largest exporter of blueberries in the southern hemisphere. Many of the cultivated varieties were introduced in the 1980s, and spontaneous mutations have been reported in several genotypes and there have been little or no studies on this phenomenon. In this thesis we present the characterization of spontaneous mutations in some of the most cultivated blueberry cultivars in Chile. For this purpose, first, a set of 12 microsatellite markers (SSR) was used to analyses the genetic diversity of blueberry plants propagated in orchards and nurseries in Chile. Of these 12 markers initially tested, three (CA-344, CA-421 and NA-1040) were suitable for the present study due to their high varietal differentiation capacity with a high polymorphic information content (average of 0.878) and average observed and expected heterozygosity values (Ho and He) of 0.890 and 0.886 respectively, evaluated on a total of 143 blueberry varieties and lines. With these three SSR markers, 14 genotypes were identified that showed some variation in their allelic patterns, about 10% frequency, which is considered very high. Only one allele change was identified, which corresponded to either loss or gain of an allele or a change in allele size. The CA-421 marker had the highest frequency of mutations, corresponding to 12 genotypes (87%) of the total. This work corresponds to the first report of allelic variations in the SSR genetic patterns of blueberry cultivars. These genome changes may or may not be accompanied by changes in one or more agro-morphological traits, such as yield, fruit quality, harvest time, plant architecture, etc. Considering these results, in subsequent steps, the mutations of each SSR locus should be accurately characterized by sequencing the amplified fragments of variable size to confirm the detected mutations.