Chapingo Repository :: Browsing Maestría en Ciencias en Biotecnología Agrícola by Issue Date

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Transformación genética de tomate (Solanum lycopersicum L.) con genes de biosíntesis de threhalosa

(Universidad Autónoma Chapingo, 0017-06) Romero Escobedo, Silvia Yazareth ; Mascorro Gallardo, José Óscar ; Rodríguez Pérez, Juan Enrique ; Rodríguez de la O, José Luis

La transformación de plantas cultivadas como el tomate con genes de biosíntesis de trehalosa permite obtener plantas tolerantes a sequía, frío y patógenos. El objetivo en esta investigación fue desarrollar los protocolos de: 1) regeneración por organogénesis directa a partir de explantes de hoja y 2) transformación por agroinfección con la finalidad de incorporar genes de biosíntesis de trehalosa, ambos para una línea experimental (L3) de tomate. Después de 30 días, se obtuvieron 7 brotes por explante de lámina foliar provenientes de plántulas cultivadas in vitro, en medio de cultivo MS suplementado con vitaminas Gamborg (MSG) más 1.0 mg·L-1 BA y 0.2 mg·L-1 AIA (MR). Los brotes se enraizaron en medio MSG más 0.2 mg·L-1 de AIB (ME) y se obtuvo una eficiencia del 100 % en la aclimatación. Para la transformación se utilizó la cepa de Agrobacterium C58C1 con vectores que contienen genes de selección para resistencia a kanamicina (pBIN19) ó fosfinotricina (pTF101.1) con los genes quiméricos 35S::ScTPS1TPS2::NOS ó Rd29A::ScTPS1TPS2::NOS. La densidad del cultivo fue de A600= 0.1 en medio de infección con 100 µM de acetosiringona. El cocultivo fue de 48 horas en MR no selectivo y la selección se realizó en MR selectivo con 20 mg·L-1 de kanamicina ó 0.3 mg·L-1 de fosfinotricina. Se obtuvieron 50 plantas resistentes a kanamicina y 59 a fosfinotricina. En las primeras se identificaron mediante PCR, 9 plantas con el gen Rd29A::ScTPS1TPS2::NOS y 2 con 35S::ScTPS1TPS2::NOS, con una eficiencia de transformación promedio de 2.75 %.

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Diversidad genética en poblaciones de agaves pulqueros del Nororiente del Estado de México

(Universidad Autónoma Chapingo, 2006-01) Rojas Alfaro, Guillermo ; Legaria Solano, Juan Porfirio ; Rodríguez de la O, José Luis ; Peña Ortega, Margarita Gisela

Esta Investigación se realizó en parcelas de maguey, del Nororiente del Estado de México y el Laboratorio de Biotecnología Agrícola, ubicado en el Campo Experimental del Valle de México. Se muestrearon y analizaron seis poblaciones de magueyes pulqueros (Manso, Ayoteco, Verde, Carrizo, Negro y Xilometl), para estimar la diversidad genética entre y dentro de las mismas, obtener las huellas genéticas correspondientes, asi como realizar comparaciones para diferenciar las variantes de maguey pulquero. Se utilizaron marcadores tipo RAPD (Polimorfismos en el ADN Amplificados al Azar) y algunas variables morfológicas. En el estudio se evaluaron 20 iniciadores de los que 13 rindieron productos de amplificación: OPA01, OPA02, OPA03, OPA04, OPA05, OPA07, OPA09, OPA10, OPA13, OPA14, OPA15, OPA19 y OPA20, de Operan Technologies®. Los productos amplificados mediante PCR se separaron en geles de agarosa al 1.2 %, se tiñeron con bromuro de etidio, se fotografiaron y finalmente se documentaron. Se encontró una correlación positiva entre el número de hojas y la altura de planta, altura de planta y largo de hojas, altura de planta y el número de espinas laterales, así como entre el número de hojas y largo de hojas. El análisis de varianza, mostró diferencias significativas (a 0.01) entre poblaciones para las variables: altura de planta, número de hojas, largo de hojas, ancho de hojas, número de espinas laterales y longitud de espina principal. Los discriminantes morfológicos que permitieron separar a las poblaciones en cuatro grupos fueron la longitud de espina principal y el número de espinas laterales, las cuales en conjunto explicaron el 94 % de la variación. El porcentaje de loci polimórficos entre las poblaciones fue de 73.17 %; mientras que dentro de las poblaciones para maguey Manso se detectó un polimorfismo de 32.52 %; para Ayoteco, 32.52 %; Verde Temazcalapa, 12.20 %; Xilometl 22.78 %; Negro, 24.39 % y para Carrizo, 26.02 %; indicando reducida variabilidad genética dentro de las poblaciones, lo que podría colocarlas en un futuro en serio peligro de extinción. El coeficiente de diversidad de Nei (H) para todos los loci estudiados en las seis poblaciones de magueyes fue de 0.2757 ± 0.1971, mientras que para maguey Manso fue de 0.1211 ± 0.1918, Ayoteco 0.1191 ± 0.1878, Verde Temazcalapa 0.0384 ± 0.1126, Negro 0.0855 ± 0.1682, Xilometl 0.0820 + 0.1695 y Carrizo 0.0860 ± 0.1656, confirmándose la reducida diversidad entre las poblaciones. El grado de flujo genético (Nm= 0.2394) fue bajo, y las cruzas entre las poblaciones son raras, indicando que existe menos de un migrante entre las seis poblaciones por generación. El número de alelos por locus (A) y el número efectivo de alelos (Ae) fue semejante para las seis poblaciones. Con base en la distancia genética de Nei, los marcadores RAPD permitieron separar a las poblaciones de maguey en dos grandes grupos, cada uno de los cuales incluyó tres variantes relacionadas. Las poblaciones que se asociaron de manera más estrecha en un grupo fueron la especie Agave mapisaga Trel (maguey Carrizo) y la variante Verde Temazcalapa con un valor de identidad de 0.9098, mismos que se relacionaron con maguey Xilometl con una similitud de 0.8224; por el otro lado, en un segundo grupo hubo una asociación muy cercana entre maguey Manso (Agave salmiana var. Salmiana) y maguey Negro (0.8927), seguida de maguey Manso con maguey Ayoteco con un valor de identidad de 0.8333. Los marcadores RAPD fueron altamente eficientes para diferenciar y agrupar a cada variante de manera inequívoca.

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Variabilidad genética en cultivares de guayabo (Psidium guajava L.)

(Universidad Autónoma Chapingo, 2006-09) Tapia Pérez, Deysi ; Legaria Solano, Juan Porfirio ; Peña Ortega, Margarita Gisela ; Rodríguez de la O, José Luis ; Domínguez Álvarez, José Luis

Se evaluó la variabilidad genética y morfológica de 17 y 15 genotipos de guayabo (Psidium guajava L.) respectivamente, provenientes de los estados de Nayarit, Chiapas, Morelos, Zacatecas, Michoacán, Tamaulipas, Veracruz y del Brasil. Los genotipos se estudiaron mediante la obtención de patrones RAPD (Polimorfismos en el ADN Amplificados al Azar). De un total de 226 bandas evaluadas, el 84.07 % fueron polimórficas. El análisis de conglomerados de RAPD detectó una similitud genética máxima de 91.3 % entre los genotipos MOR9 y MOR10 procedentes de Morelos y una similitud mínima del 41 % entre los genotipos JROS22 y PAL8 de Michoacán y Brasil, respectivamente. El análisis de componentes principales (ACP) permitió corroborar los agrupamientos de genotipos obtenidos con el análisis de conglomerados. De las 40 variables morfológicas medidas, se seleccionaron diez variables: longitud de pecíolo hoja chica (LPCH), longitud de pecíolo hoja grande (LPGR), ángulo de la 3a nervadura de hoja chica (A3NCH), ángulo de la 3a nervadura de hoja grande (A3NGR), ángulo de la 5a nervadura de hoja chica (A5NCH), ángulo de la 5a nervadura de hoja grande (A5NGR), forma de hoja chica (FORCH), forma de hoja grande (FORGR), curvatura de la sección transversal de hoja chica (CUSTCH) y curvatura de la sección transversal de hoja grande (CUSTGR), que hacen una fuerte contribución a la variación de los genotipos. El análisis de componentes principales (ACP) para las 40 variables morfológicas indicó que son 13 CP los que explican el 81 % de la variabilidad de los datos. El dendrograma generado de los 15 genotipos de guayabo a partir de caracteres morfológicos construido con el método de agrupamiento de Ward y distancias euclidianas, indicó que son siete los grupos que se forman y que los genotipos tienden a agrupar con los de su mismo lugar de origen, lo que coincidió con los grupos del dendrogama construido según los patrones de bandeo tipo RAPD.

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Caracterización de dos sistemas de expresión en levadura (Saccharomyces cerevisiae) mediante fusiones transcripcionales con el gen reportero lacZ

(Universidad Autónoma Chapingo, 2006-10) González Trinidad, Lydia ; Mascorro Gallardo, José Oscar ; Rodríguez de la O, José Luis ; García Hernández, Edith del Rocío

En este trabajo se caracterizó y comparó la regulación transcripcional de dos sistemas de expresión para levaduras: el CUP1 que es inducidle y de expresión moderada y el PMA1 que es constitutivo y de expresión fuerte. Para lograr esto, se construyeron las fusiones transcripcionales CUP1::lacZ y PMA1::lacZ en los vectores monocopia pSAL5 y pRS5, que fueron introducidos en la levadura W303-1A que luego se sometió a diferentes tratamientos para registrar el comportamiento de ambos promotores mediante ensayos de p-galactosidasa. Se corroboró que el promotor CUP1 es titulable por cobre y su máxima expresión se logró al adicionar 200 pM de CuS04 y la inducción se detectó desde los 15 minutos. En experimentos de inducción a una y dos horas, CUP::lacZ redujo la expresión en medio con galactosa y glicerol, comparado con el medio con glucosa. Al mantener a los cultivos por todo el ciclo de crecimiento, el resultado fue a la inversa, ya que la mayor expresión se obtuvo en glicerol, luego en galactosa y en glucosa ocurrió una represión parcial. Diversos estreses en general redujeron la expresión del gen reportero a las dos horas de aplicado el tratamiento,pero el efecto fue más drástico en medio con LiCI o con H202. Al crecer por todo el ciclo a la levadura con o sin NaCI , se observó un efecto de represión sobre la expresión del gen que se acentuó al transcurrir el ciclo de crecimiento. En la fusión PMA1::lacZ, al aplicar como fuente de carbono a glucosa, galactosa o glicerol, en cultivos en fase exponencial creciendo en glucosa, no se observó un descenso en la expresión. En experimentos con las mismas fuentes de carbono por todo ei ciclo de cultivo, se obtuvo mayor expresión en glicerol, luego en galactosa y finalmente en glucosa, lo cual no concuerda con reportes de la literatura. Al aplicar diferentes tipos de estrés como choque térmico, frío, estrés osmótico y oxidativo, el efecto fue muy leve hasta las dos horas

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Inferencia filogenética en Persea basada en secuencias de la región TrnLTrnF de cpDNA

(Universidad Autónoma Chapingo, 2008-05) Cabrera Hernández, Cecilia ; Valadez Moctezuma, Ernestina ; Barrientos Priego, Alejandro F. ; Serrato Cruz, Miguel Angel ; Reyes Alemán, Juan Carlos

El género Persea esta conformado por los subgéneros, Persea y Eriodaphne. El aguacate pertenece al subgénero Persea y presenta tres razas: Antillana, Guatemalteca y Mexicana. Actualmente existe controversia sobre la taxonomía de variedades cultivadas y especies estrechamente relacionadas. Debido a sus complejos patrones evolutivos, el subgénero Persea contiene genotipos con afinidades taxonómicas inciertas. En este estudio, se secuenció y comparó la región TrnL-F del cpDNA en 23 materiales de género con el objetivo de inferir sus posibles relaciones. El análisis filogenético fue congruente con la clasificación actual, porque se separararon sin dificultad los subgéneros, Persea y Eriodaphne a través de sus respectivos representantes. Algunos materiales del subgénero Persea se agruparon de manera intermedia, lo que supone un origen compartido entre las razas de aguacate. Se intentó amplificar la región ITS del DNA ribosomal nuclear, sin obtener el fragmento de interés en la mayoría de los materiales considerados en el estudio.

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Estudios de Crioconservación Mediante Encapsuiación-Deshidratación y Vitrificación de Laelia speciosa (H.B.K.) Schltr)

(Universidad Autónoma Chapingo, 2008-09) Medina Mendoza, Carmen ; Rodríguez de la O, José Luis ; Martínez Solís, Juan ; Legaria Solano, Juan Porfirio

Dentro de la diversidad que México posee, se encuentran las orquídeas, de las cuales el 44 % son endémicas. Los bancos de germoplasma son una alternativa para el rescate y preservación de innumerables recursos. Por ello la importancia de establecer condiciones in vitro que permitan rescatar, multiplicar y preservar a la orquídea Laelia speciosa. Se evaluaron medios de cultivo in vitro para la micropropagación, y crioconservación mediante encapsulación-deshidratación y vitrificación de protocormos. Las mejores condiciones de micropropagación incluyo el medio básico de Murashige y Skoog (1962) con extracto de malta (500 mg l'1), el mejor sustrato para la aclimatación fue Tezontle rojo + peat most. La encapsulación de protocormos con 3 % de alginato de sodio y 0.75 M de cloruro de calcio fue útil para la crioconservación mediante un pre-tratamiento de 0.75 M durante 24 h, expuestas a silica gel por 5 h obteniendo un contenido de humedad de 25 %, lo que produjo sobrevivencias del 100 % y 80 % de regeneración. Mediante un pre-cultivo de 0.3 M de sacarosa durante 3 d, 20 min en tratamiento de carga y deshidratación con PVS2 por 60 min se obtuvo 100 % de sobrevivencia y regeneración.

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Respuestas in vitro y evaluación enzimática de L-fenilalanina amonio liasa (PAL) en Myroxylon balsamum (L.) Harms. lehuminosas arbórea tropical

(Universidad Autónoma Chapingo, 2008-10) Idrovo Espín, Fabio Marcelo ; Rodríguez de la O, José Luis ; Legaria Solano, Juan Porfirio ; Ramírez Maldonado, Hugo

Explantes de la leguminosa arbórea Myroxylon Balsamum (L.) Harms fueron cultivados en medios MS (1962) suplementados con diferentes promotores de crecimiento. Los resultados de todos los ensayos se sometieron a análisis de varianza y comparación de medias (Tukey a=0.05), usando el programa estadístico SAS. A partir de segmentos nodales se obtuvieron los mayores diámetros promedios de callos con medios suplementados con 0.0 mg -L"1 TDZ sin BA y 0.132 mg-L'1 TDZ + 1.1 mg-L'1 BA, ambos expuestos a intensidad de luz de 10 pmol-m'V1. Los menores diámetros se obtuvieron con 0.088 mg -L 1 TDZ sin BA y 0.0 mg-L'1 TDZ + 1.1 mg -L'1 BA en oscuridad. Los callos se necrosaron. La longitud mayor de yemas axilares se obtuvo con 2.5 mg -L'1 TDZ + 1.1 mg-L'1 BA en oscuridad y las menores con 0.088 mg -L 1 TDZ + 1.1 mg -L'1 BA que no respondieron. Con intensidad de luz de 10 pmol-m'V1, 1 mg-L BA , 0.5 mg L'1 KIN y 0.2 mg-L'1 2,4-D produjo un mayor diámetro de callos y 3 mg-L'1 BA, 3 mg -L'1 KIN y 0.5 mg-L'1 2,4-D el menor diámetro. Los foliólos y raquis a diferentes concentraciones de 2 ,4-D y ANA no respondieron. No se encontró diferencia significativa en la germinación de semilla en medios suplementado con diferentes concentraciones de BA y AG3. El mayor porcentaje de germinación (30 %) se obtuvo con 1 mg-L'1 BA y 3 mg-L'1 AG3. La evaluación enzimática de PAL en tres niveles de intensidad de luz se hizo con un espectrofotómetro midiendo, la variación de concentración de trans cinamato cada 30 minutos. Segmentos nodales de M. balsamum fueron cultivados en 1 mg-L'1 BA, 0.5 mg-L'1 KIN y 0.2 mg-L'1 2,4-D y se obtuvo la mayor actividad (-75. 648 pkat-g'1 peso fresco) en oscuridad y la menor (-12.487 pkat-g'1 peso fresco) con intensidad de luz de 49 pmol -m'V1.

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Caracterización agronómica y molecular de maíces azules para los valles altos centrales de México

(Universidad Autónoma Chapingo, 2008-11) Guillén Ayala, Oscar Horacio ; López Reynoso, José de Jesús ; Valadez Moctezuma, Ernestina ; Peña Ortega, Margarita Gisela

México tiene amplia variabilidad genética de maíz azul (Zea mays L.) que se aprovecha para el consumo humano como tortillas y otros productos, además tiene potencial para la extracción de pigmentos que se emplean como antioxidantes en la industria farmacéutica. A pesar del valor alimenticio y nutraceútico que tiene este tipo de maíz, muy poco se ha hecho para desarrollar variedades mejoradas. El objetivo del presente trabajo fue realizar la caracterización agronómica y molecular de 173 variedades nativas de maíz azul de los Valles Altos Centrales de México y dos testigos, evaluando 15 variables agronómicas y 10 marcadores moleculares microsatélites (SSR). Los datos agronómicos obtenidos fueron sometidos a un análisis de varianza y la prueba de comparación de medias de Tukey (a = 0.05), así como un análisis multivariado. Los análisis estadísticos fueron realizados con el programa estadístico SAS. Con los datos de SSR se hizo el análisis estadístico con el programa Sistema de Análisis Multivariado y Taxonomía Numérica (NTSYS). Los resultados no mostraron superioridad agronómica en ninguna de las variables evaluadas, lo que hubiera representado un buen ajuste de su condición genotípica y fenotípica en respuesta a las condiciones ambientales del sitio de evaluación. Los testigos mostraron un comportamiento intermedio y fueron superados por una gran parte de las variedades nativas en todas las variables evaluadas. La técnica de microsatélites resultó rápida y simple para caracterizar variedades nativas, permitiendo su identificación y agrupamiento con base en su similitud genética y detectaron polimorfismo de alelos en 10 loci específicos para cada una de las muestras evaluadas. La caracterización molecular y la agronómica deben funcionar como complemento una de la otra, para establecer programas de mejoramiento genético con variedades nativas de maíz azul.

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Caracterización morfológica y molecular de jamaica (Hibiscus sabdariffa L.) del Estado de Guerrero, México

(Universidad Autónoma Chapingo, 2009-06) Alarcón Cruz, Noé ; Legaria Solano, Juan Porfirio ; Rodríguez de la O, José Luis ; Luna Morales, César del Carmen

El presente estudio se realizó en las instalaciones de la Universidad Autónoma Chapingo durante el periodo de 2007 - 2008 y tuvo como objetivo caracterizar morfológica y molecularmente a 47 colectas de jamaica ( Hibiscus sabdariffa L.) que representaron a poblaciones del Estado de Guerrero. En la caracterización morfológica se evaluaron 50 variables, mismas que se separaron en 40 cuantitativas y 10 cualitativas. De las cuantitativas se seleccionaron 25 variables y de las cualitativas emeo con alta variabilidad ( p < 0.04). En la caracterización molecular se utilizaron 12 iniciadores de las series A y B de Operon a fin de obtener patrones de bandeo tipo RAPDs. Tanto para caracterizar con datos morfológicos como con RAPDs para el análisis de los resultados se utilizaron además de correlaciones, e! análisis de correspondencia y de agrupamiento. Los caracteres morfológicos cuantitativos que más aportaron a la diferenciación de los genotipos de jamaica fueron: longitud en la base del lóbulo principal de la hoja, longitud promedio del fruto, perímetro promedio del fruto, longitud vertical de ¡a hoja, ángulo del lóbulo izquierdo de la hoja, croma (t) de la flor y color de hoja cuantifícado con colorímetro ( L). Los caracteres cualitativos que influenciaron la diferenciación de los grupos de jamaica estuvieron asociados con color visual de la hoja, precocidad, color aparente del tallo, color de brácteas y ausencia o presencia de glándulas melíferas. Los RAPD's que más contribuyeron a la caracterización molecular fueron los generados con los iniciadores OPAO10. OPAO17. OPA18 OPA020. A partir del análisis de los RAPD se obtuvo la formación de cinco grupos de colectas. El análisis de poblaciones de jamaica indicó que la población Arcelia presentó el mayor polimorfismo (62.50 %) y la menos polimórfica fue Chilpancingo con valor de 13.54 %. Las poblaciones de jamaica en el Estado de Guerrero se encuentran medianamente diferenciadas (GSTi 0.42 ) debido a que existe un porcentaje importante de flujo genético (Nm= 0.67).

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Regeneración in vitro y ensayos de transformación genética a partir de embriones inmaduros de líneas de maíz de Valles Altos de México

(Universidad Autónoma Chapingo, 2009-10) Martínez Cruz, Esbeydi ; Mascorro Gallardo, José Oscar ; López Reynoso, José de Jesús ; Rodríguez de la O, José Luis

Un requisito indispensable para la aplicación de las técnicas de transformación genética, es la disponibilidad de un procedimiento de regeneración in vitro eficiente y reproducible. El objetivo de la presente investigación fue determinar dichos protocolos en 10 líneas de maíz azul y 20 líneas de maíz blanco provenientes del Programa de Mejoramiento Genético de Maíz del Departamento de fitotecnia de la Universidad Autónoma Chapingo, en términos de capacidad de regeneración por embriogénesis somática de embriones inmaduros y eficiencia de transformación. Para ello se probaron dos medios de cultivo para la inducción de embriogénesis el N6C1SN y el MSE3, y la inducción de brotes se hizo en medio MS suplementado con AIA (0.5 mg.L-1) y BAP (1 mg.L'1) . Adicionalmente fueron hechos algunos ensayos de transformación por el método de agroinfección. Los componentes del medio no influyeron en la formación de callo embriogénico, en las características físicas de los callos ni en la regeneración de plantas. Se identificaron dos líneas de maíz (ChAzE5 y ChB1103) que dieron resultados aceptables de regeneración aunque no tuvo asociación con la producción de callo embriogénico. No hubo éxito en la obtención transformantes verdaderos bajo selección con fosfonitricina y kanamicina comprobado mediante PCR. El potencial de formación de callo embriogénico y la regeneración in vitro tuvo una respuesta favorable y diferencial dependiendo de los genotipos evaluados. Es necesario determinar la presión de selección con el agente selectivo y aumentar la eficiencia de la agroinfección usando el gen reportero GUSint antes de llevar a cabo nuevos ensayos para obtener transformantes estables verdaderos. Key words: Embryogenesis, regeneration maize, transformation.

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Crioconservación y estabilidad genética de ápices de plantas transgénicas de crisantemo (Dendranthema grandiflorum Kitam.) que acumulan trehalosa

(Universidad Autónoma Chapingo, 2010-05) Osorio Saenz, Antelmo ; Mascorro Gallardo, José Oscar ; Rodríguez de la O, José Luis ; González Arnao, María Teresa

Se puede incrementar la acumulación endógena de trehalosa y la tolerancia al congelamiento al sobre expresar los genes de biosíntesis de este azúcar en plantas genéticamente modificadas. Este trabajo muestra la mayor tolerancia a la crioconservación por vitrificación de dos líneas de plantas transgénicas de crisantemo (Dendranthema grandiflorum Kitam) que acumulan trehalosa, en comparación con plantas no transformadas de la misma variedad Indianapolis. Para la crioconservación se extrajeron ápices de plantas cultivadas in vitro y se precultivaron por 1-7 días en medio MS con sacarosa 0.3 M, trehalosa 0.3 M o la combinación de ambas (0.15 M c/u), seguido por tratamiento con una solución de sacarosa 0.4 M + glicerol 2 M por 20 min y después expuestos por 0-60 minutos a soluciones de verificación PVS2 PVS3 a temperatura ambiente para finalmente sumergir los tejidos en nitrógeno líquido. La regeneración más alta después de la crioconservación se obtuvo con el material transgénico precultivado en sacarosa 0.15 M por + trehalosa 0.15 M durante 4 días, seguido por el tratamiento en cualquier solución PVS por 40 minutos. Los ápices crioconservados de las dos líneas transgénicas probadas produjeron 63 % y 71 % de regenerantes con PVS3 por 40 minutos, mientras que la no transgénica mostró 45 % de regeneración con PVS3 y 38 % con PVS2 por 40 minutos De las plantas regenerantes se analizó su estabilidad genética mediante RAPD. No se detectaron locus polimórficos en las plantas + trehalosa 0.15 M durante 4 días, seguido por el tratamiento en cualquier solución PVS crioconservadas usando 8 iniciadores con los que se amplificaron un total de 98 loci. Estos resultados muestran que la crioconservación usando vitrificación estable, y que la acumulación endógena de trehalosa en células y tejidos vegetales puede mejorar la tolerancia a la temperatura ultra-baja del nitrógeno líquido.

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Cultivo in vitro y transformación genética por agroinfección de frijol (Phaseolus vulgaris L.) var. Flor de Mayo Anita

(Universidad Autónoma Chapingo, 2010-06) Lorenzo Felipe, Israel ; Rodríguez de la O, José Luis ; Jacinto Hernández, Carmen

Se optimizó un protocolo de regeneración para Phaseolus vulgaris variedad Flor de Mayo Anita, y se determino que es más factible trabajar con ejes embrionarios obtenidos de plántulas germinadas en un medio con 1 mg·l-1 de BA y 1 mg·l-1 de tiamina por 5 días. Los niveles de oxidación se redujeron y se mantuvo el porcentaje de formación de callo en el nudo cotiledonar, con 10 mg/l de BA y 40 mg/l de sulfato de adenina en el medio de inducción de callo. Con estas condiciones se logró que a los 45 días 73.6 % de los ejes formaran brotes, con un promedio de tres por eje embrionario. Las plantas germinadas en oscuridad fueron más sensibles a tratamientos de ultrasonido (91.67 % de mortalidad), mientras que las germinadas en luz solo presentaron problemas de oxidación. Los tratamientos prolongados (10 minutos) redujeron la capacidad de regeneración in vitro, mientras que tiempos cortos (90 segundos) incrementaron la capacidad de formación de callo en el nudo cotiledonar y los brotes fueron de mayor calidad. Cinco minutos de ultrasonido afectaron la capacidad de formación de callo, generando la brotación de yemas adventicias. Estos resultados fueron satisfactorios para incursionar en el proceso de trasformación genética.

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Caracterización de progenitores potenciales de híbridos de jitomate (Lycopersicon esculentum Mill.) utilizando marcadores RAPDs

(Universidad Autónoma Chapingo, 2010-12) López Díaz, Ismael ; Peña Ortega, Margarita Gisela ; Legaria Solano, Juan Porfirio ; Rodríguez Pérez, Juan Enrique ; Martínez Solís, Juan

En el presente trabajo se evaluaron 87 materiales comerciales de jitomate para estimar la diversidad genética entre y dentro de los mismos y obtener las huellas genéticas correspondientes, mediante marcadores moleculares tipo RAPDs (Polimorfismos de ADN Amplificados al Azar). El cultivo del jitomate es una especie autógama que ha sido sometida a un intenso proceso de mejoramiento genético, por lo que estudios previos realizados con isoenzimas, RFLPs y RAPDs han mostrado una reducida variabilidad genética, lo cual se refleja en niveles bajos de polimorfismo. Los resultados obtenidos en el presente estudio siguieron esta misma tendencia, ya que de los 50 iniciadores de secuencia aleatoria evaluados, únicamente 22 de ellos produjeron bandas amplificadas registrables. De las 158 bandas amplificadas, sólo 82 permitieron encontrar diferencias en al menos una variedad, lo que representa una eficiencia del 51.9 % en la detección de polimorfismos. Para efectos de análisis de patrones RAPDs sólo se seleccionaron las 48 bandas que reunieron el criterio de Lynch y Milligan (1994). En general la diversidad genética intrapoblacional presentó valores muy bajos para los cuatro grupos de materiales evaluados, sugiriendo un alto grado de homocigosis dentro de poblaciones. No obstante las distancias genéticas de Nei (1978) estimadas entre poblaciones permitieron identificar pares de progenitores que se espera potencialmente produzcan descendencia con un buen comportamiento heterótico dentro de un programa de mejoramiento para este cultivo.

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Análisis filogenético de los subgéneros persea y eriodaphne (persea; lauraceae) mediante secuencias de adn nuclear, mitocondrial y de cloroplasto

(Universidad Autónoma Chapingo, 2011-06) Cruz Maya, María Edith ; Barrientos Priego, Alejandro F. ; Rodríguez de la O, José Luis ; Reyes Alemán, Juan Carlos

Persea es uno de los géneros más controversiales dentro de la familia Lauraceae, por las relaciones complejas entre sus dos subgéneros; sugiriendo el origen no monofilético de Persea. Se realizó el análisis filogenético de 33 materiales (cinco del subgénero Eriodaphne, 28 del subgénero Persea), utilizando los genes de cloroplasto ndhF, rbcL, matK y rpoC y el espaciador intergénico trnH-psbA; el gen nuclear 18s y los genes mitocondriales atp4 y Cox3. Los análisis del gen matK y el de los ocho genes concatenados mostraron la separación de ambos subgéneros de Persea en clados independientes, confirmando el origen no monofilético de Persea y apoyando la separación de ambos subgéneros en géneros independientes. Dentro de los genes de cloroplasto, el espacio intergénico trnH-psbA fue el más variable. Sin embargo, presenta una zona sujeta a frecuente inversión dentro de la región psbA- 3’ UTR en múltiples linajes de angiospermas. Se analizaron 131 secuencias de 33 géneros de la familia Lauraceae para evaluar el efecto de la zona de inversión de la región trnH-psbA en las relaciones filogenéticas de la familia Lauraceae y en el género Persea. Se observó que las relaciones filogenéticas estuvieron determinadas en gran medida por la configuración que presenta la zona de inversión, ya que al modificarla se obtuvo mejor resolución filogenética en ambos casos.

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Propiedades entomotóxicas de los extractos vegetales de Azadirachta indica, Piper auritum y Petiveria alliacea para el control de spodoptera exigua

(Universidad Autónoma Chapingo, 2011-06) Delgado Barreto, Erika ; García Mateos, María del Rosario ; Ybarra Moncada, Ma. Carmen ; Martínez Damián, Ma. Teresa ; Del Carmen Luna Morales, Cesar

Se evaluó el efecto antialimentario y la toxicidad de los extractos de Azadirachta indica, Piper auritum y Petiveria alliacea en larvas de S. exigua en condiciones de laboratorio y en un cultivo orgánico de tomate uva var. Santa a campo abierto. El trabajo se realizó con los extractos hexánico y metanólico de semillas de A. indica y hojas de P. auritum y P. alliacea aplicados en diferentes concentraciones en larvas 4to instar de S. exigua. Las variables que se evaluaron fueron índice disuasión alimentaria (FDI), porcentaje de mortalidad y CL50. Se realizo un análisis de varianza (ANOVA) y una prueba de comparación de medias de LSD Fisher. El mayor efecto disuasivo alimentario se encontró en el extracto metanólico de neem, seguido por el de P. auritum y el menor efecto en el extracto de P.alliacea. Los porcentajes de mortalidad para A. indica, P. auritum y P. alliacea fueron 38.88, 28.8, 21.22 %, respectivamente, en condiciones de laboratorio, la misma tendencia se encontró en campo. La CL50 mostró que el extracto metanólico de A. indica fue el más tóxico (4.03 ppm), le siguió en efectividad el de P. auritum (42.08 ppm). En campo, la CL50 de los extractos metanólico de A. indica, P. auritum y P. alliacea fueron 9.61, 21.21 y 104.1 ppm, respectivamente. En el presente estudio se encontró que son marcadas las diferencias que existen entre las variaciones de toxicidad por especie y el tipo de extracto.

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Estudio de la diversidad genética en colecciones de amaranto empleado RAPD e ISSR

(Universidad Autónoma Chapingo, 2012-01-12) Leal Alvarado, Daniel Alfredo ; Legaria Solano, Juan Porfirio ; Rodríguez de la O, José Luis ; Sahagún Castellanos, Jaime

Con el objetivo de conocer la variabilidad genética existente en colecciones de amaranto (Amaranthus spp); así como determinar relaciones de parentesco entre diferentes especies y razas, se evaluaron 14 genotipos de amaranto. Para la caracterización se utilizaron 7 iniciadores RAPD y 10 ISSR. Los patrones de bandas obtenidos se analizaron por separado y en conjunto formando un consenso (RADP + ISSR). De este análisis se concluyó que los marcadores ISSR son mejores discriminantes que los RAPD para la formación de agrupamientos de las especies, corroborando que los A. hypochondriacus y A. caudatus están más relacionados entre sí, mientras que A. cruentus se encuentra más alejado de las otras 2 especies. Para el análisis de poblaciones se utilizaron 15 genotipos, analizados con 6 iniciadores RAPD y 6 iniciadores ISSR y se concluyo que los materiales con mayor variación genética intra poblacion fueron A. hypochondriacus ‘Nepal’ 80 seguido de los materiales A. caudatus ‘Sudamericana’ 91, A. hypochondriacus ‘Nepal’ 58 y A. caudatus ‘Sudamericana’ 27.

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Caracterización morfologica y molecular de 34 colectas nativas de jitomate (Solanum lycopersicum L.)

(Universidad Autónoma Chapingo, 2012-06) García Neria, Luz del Carmen ; Peña Ortega, Margarita Gisela ; Rodríguez Pérez, Juan Enrique ; Mascorro Gallardo, José Oscar ; Martínez Solís, Juan

En el presente trabajo se evaluaron 34 genotipos nativos de jitomate colectados en los estados de Puebla, Hidalgo, Veracruz, Chiapas y Guerrero durante 2005-2009 para estimar la variabilidad genética entre ellos y obtener sus huellas genéticas mediante marcadores ISSR (Inter Simple Sequence Repeat). El jitomate es una especie que ha sido sometido a un intenso proceso de mejoramiento derivando en una reducida variabilidad genética que puede ser recuperada mediante los parientes silvestres, que han desarrollado resistencia a los factores adversos de la naturaleza. Los resultados obtenidos en la caracterización morfológica generaron seis grupos con base en las características de hojas, flores, tallo y fruto. En la caracterización molecular se obtuvieron cuatro grupos; inicialmente se emplearon 21 iniciadores inter-microsatélite, únicamente 12 de ellos produjeron bandas amplificadas registrables. De 85 bandas amplificadas, sólo 60 permitieron encontrar diferencias entre genotipos generando un porcentaje de polimorfismo de 71. La agrupación obtenida estuvo altamente relacionada con el lugar de origen de los materiales evaluados y tipo de fruto, presentando un 65 % de concordancia entre los agrupamientos realizados a partir de caracteres morfológicos y perfiles moleculares. El presente trabajo describe morfológica y molecularmente 34 colectas aportando datos para evaluar su utilidad como accesiones en un banco de germoplasma o como posibles progenitores en un programa de mejoramiento genético.

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Respuestas morfogéneticas in vitro y diversidad genética en cuatro razas de cacahuate (Arachis hypogaea L.)

(Universidad Autónoma Chapingo, 2013-04) Oliveros González, María Teresa ; Legaria Solano, Juan Porfirio ; Rodríguez de la O, José Luis ; Sánchez Domínguez, Samuel

La especie Arachis hypogaea L. es una oleaginosa de importancia mundial que posee una amplia variabilidad genética poco estudiada y con gran potencial de uso en programas de conservación y fitomejoramento. En el presente estudio se evaluaron 12 variedades de A. hypogaea L., provenientes de cuatro razas de cacahuate cultivadas en México. El objetivo fue evaluar la diversidad genética (intra e interpoblacional) presente en esta colecta, utilizando marcadores morfológicos y moleculares tipo RAPD e ISSR. Además de realizar una evaluación in vitro para establecer un protocolo de regeneración. Los resultados indican que los marcadores moleculares discriminan mejor que los morfológicos a los genotipos evaluados, al igual que los ISSR los agruparon mejor que los RAPDs. Las razas más relacionadas fueron A. hypogaea raza Español y A. hypogaea raza Valencia, mientras que las variedades con mayor diversidad genética fueron A. hypogaea ´NC17-UACH´, A. hypogaea ´Criollo de Ocozocuautla´ y A. hypogaea ´Rojo de Huazulco´. También, un 53.5 % de la variabilidad genética observada es posible atribuirla a diferencias dentro de las poblaciones y el resto (46.5 %) se debe a diferencias entre ellas. Por otro lado, la investigación in vitro reveló que las mejores respuestas morfogénicas se obtuvieron con los explantes yema y hoja, con las variedades ´Rojo de Huazulco´ (raza Valencia) y ´Tersal´ (raza Español) y con las concentraciones hormonales de 4 mgL-1 de 2,4-D y 2.5 mgL-1 BA para formación de callos y la regeneración de brotes, respectivamente.

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Caracterización morfológica y búsqueda de genes de resistencia en jitomate (Solanum lycopersicum L.) nativo de México

(Universidad Autónoma Chapingo, 2013-05) Godínez Aguilar, Julio César ; Rodríguez Pérez, Juan Enrique ; Sahagún Castellanos, Jaime ; Peña Ortega, Margarita Gisela ; Martínez Solís, Juan

En México, la colecta, caracterización, conservación y aprovechamiento de los recursos fitogenéticos es de gran importancia en especies de jitomate, debido a esto, el objetivo de esta investigación fue caracterizar morfológicamente 101 colectas de jitomate nativo, con base en 68 descriptores la guía UPOV y detectar genes de resistencia por medio de marcadores genéticos moleculares a cuatro fitopatógenos de este cultivo: Meloidogyne incognita, Virus del mosaico del tomate, Verticillium dahliae y Fusarium oxysporum. Los resultados moleculares solo detectaron genes de resistencia a F. oxysporum razas 0 y 1, en 13 colectas nativas procedentes de diferentes lugares de México, estas colectas presentaron una banda polimórfica de 130 pb, generado por la amplificación de los iniciadores dominantes At2-F3 y At2-R3. La poca disponibilidad de resistencia genética en esta población, se puede deber a que los genes buscados, es decir, patógenos específicos presentes en cultivos que no necesariamente habitan en condiciones naturales ya que comúnmente se asocian a explotaciones comerciales. Respecto a la caracterización morfológica, se determinó que existe variabilidad genética por la clara separación de tres grupos debido principalmente a las características de fruto, forma, color y tamaño. Estos resultados son de interés para un programa de mejoramiento, ya que las colectas poseen un potencial de diversidad morfológico y al menos se detectó un gen de resistencia al patógeno F. oxysporum razas 0 y 1.

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Fenología y valor nutracéutico de diversas variedades pigmentadas de tuna (Opuntia sp)

(Universidad Autónoma Chapingo, 2013-06) Ramírez Ramos, José Marcos ; García Mateos, Ma. del Rosario ; Corrales García, Joel E. ; Ybarra Moncada, Ma. Carmen ; Castillo González, Ana María

México es el primer productor de tuna (Opuntia sp.) a nivel mundial, donde se localiza el mayor número de variedades que producen frutos pigmentados, sin embargo, se desconoce los índices de cosecha de algunas variedades; su alta estacionalidad de la producción, impacta en bajos precios para su comercialización, de ahí surge la necesidad de estudiar la velocidad de crecimiento y el índice de cosecha comercial con la finalidad de una producción en todo el año y aprovechar eficientemente su potencial agroindustrial. Asimismo, pocos son los estudios realizados de la calidad nutracéutica de los frutos de tuna pigmentados, pero se desconoce su variación durante el proceso de maduración del fruto y su alteración en poscosecha. Los nutracéuticos son importantes porque se asocian a la capacidad antioxidante y además previenen algunas enfermedades crónico-degenerativas. Los resultados de la presente investigación se presentan en tres capítulos. Los objetivos de la investigación fueron: I) Evaluar la dinámica de crecimiento de catorce variedades de tuna pigmentadas para identificar variedades precoces y tardías mediante el registro semanal del crecimiento de cinco plantas sanas por variedad cultivadas en la nopalera experimental Dr. Facundo Barrientos Pérez de la Universidad Autónoma Chapingo, Estado de México. La aparición de las yemas florales de las catorce variedades fue asincrónica y sus frutos presentaron un comportamiento de crecimiento sigmoide en la curva de crecimiento (longitud y diámetro); la variedad más precoz fue Roja Villanueva y la más tardía Texas RF. Copena V1, Larreyi y Solferino fueron ligeramente precoces. Castilla Sonora y Sangre de Toro resultaron variedades ligeramente tardías y las siete variedades restantes presentaron maduración común. II) Determinar la variación del contenido de nutracéuticos (betalaínas, compuestos fenólicos, flavonoides y ácido ascórbico) en el proceso de maduración del fruto. Los contenidos de betalaínas y compuestos fenólicos totales aumentaron en la madurez hortícola. III) Evaluar el valor nutracéutico y el color del fruto mediante la cuantificación de fenoles totales, flavonoides, betalaínas totales, betacianinas, betaxantinas, ácido ascórbico (vitamina C) y actividad antioxidante de once variedades de tuna pigmentadas. Los valores de Hue (color) en la cáscara permitieron formar tres grupos de variedades: tunas amarillas, anaranjadas y rojas. Las variedades rojas presentaron las mayores concentraciones de betalaínas totales en la pulpa, en contraste la tunas amarillas presentaron los niveles más altos de compuestos fenólicos. En todas las variedades, la cáscara presentó el mayor contenido de compuestos fenólicos totales y flavonoides, la cual puede ser una fuente interesante de fitoquímicos. La actividad antioxidante observada en las variedades de tuna pígmentadas (0.08 – 0.460 mg ml-1 ) puede deberse a la presencia de betalaínas, compuestos fenólicos totales y flavonoides. La variación del contenido de estos metabolitos podría permitir la selección de algunas variedades para un aprovechamiento agroindustrial.

Maestría en Ciencias en Biotecnología Agrícola

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