Ysabel C. Montoya Piedra, PhD

Directora de Innovación, Investigación y Desarrollo

Análisis de la biodiversidad genética de

68 accesiones de algodón Pima y Tanguis con SSRs

Asociación de

Agricultores de

Cañete

Instituto

Peruano del

Algodón

Optimización de 2 Bancos de Germoplasma de Algodón

de la Asociación de Agricultores de Cañete y del Instituto Peruano del

Algodón usando estrategias moleculares y morfológicas con fines de

Mejoramiento Genético

CONTRATO N

: 062-PITEA-FINCyT-08

Ysabel C. Montoya Piedra, PhD

Coordinadora General

Asociación de

Agricultores de

Cañete

Instituto

Peruano del

Algodón

Biolinks

(1995-presente)

Ysabel Montoya

Doctor en Ciencias

Martin Gavilan Lic. en Biología

Ricardo Balarezo Ingeniero Agrónomo

Oswaldo Lescano Master en Fitogenetica

Felizardo Fabián Ingeniero Agrónomo

Roberto Basilio Técnico Agrario

Juan Lazo Doctor en Ciencias Agrarias

Asociación de Agricultores de

Cañete

(1926-presente)

Instituto Peruano del Algodón

(2002-presente)

Participantes

1. Estudios de mejoramiento genético de algodón han sido limitados en

el Perú por la falta de conocimiento entre la relación genética de

plantas parentales.

2. No disponen de fuente de variabilidad genética para realizar estudios

de Mejoramiento Genético y evitar el desgaste genético del algodón

3. No podían restituir a los agricultores de algodones libres de

patógenos así como de variedades que ya no poseen

4. No existía un panel de SSRs para la evaluación genética de

Gossypium barbadense.

Problemas

Siembra de las 120 accesiones de

algodón elegidas por la AACñ y el IPA Evaluación de 200 SSRs con 10 algodones

Tangüis, pima y otros

Selección de panel de SSRs

polimórficos

Evaluación de 68 accesiones de algodón

Tangüis y Pima con panel de marcadores

SSRs

Patrones genéticos correspondiente a

cada una de las 68 accesiones de

algodón

Análisis de la biodiversidad de las 68

accesiones de algodón

Distancia genética de accesiones

de algodón Tangüis y Pima

120 plantas de algodón germinados

120 accesiones de algodón

caracterizados agronómicamente

Caracterización morfológica de las

120 accesiones de algodón

I

II

III

1 Altura de planta

Planta

2 Numero de nudos

3 Longitud entre nudos

4 Posicion nudal en numero

5 Numero ramas vegetativas

6 Numero ramas fruteras

7 Numero doble simpodio

8 Numero capsula

9 Numero motas

10 Long de la mayor rama vegetativa

11 Longitud de la menor rama frutera

12 Forma de la planta

13 Pubescencia en el enves

Color

14 Nectarios

15 Numero de lobulos

16 Indice de hoja en porcentaje

17 Color

18 Color del petalo Flores

19 Numero de dientes de la bráctea

20 Forma capsula

Capsula 21 Numero de loculos

22 Prominencia de la punta

23 Longitud del pedúnculo

24 Inicio de floracion

Fenología

25 Plena floracion

26 Inicio de apertura de capsula

27 Ciclo vegetativo plena apertura de capsulas

28 Precocidad relativa (%)

29 Algodón en rama (kg./ha)

Productividad

30 Fibra (kg./ha)

31 Porcentaje de fibra (%)

32 Peso de algodón en rama por mota

33 Peso en de 100 semillas (indice de semillas)

34 Longitud de fibra (mm)

Calidad de

Fibra

35 Micronaire o finura (ug/inch)

36 Resistencia (grs/tex)

37 Uniformidad (%)

38 Elongación (%)

39 Rd. Reflexion de la luz (%)

40 '+b grado de amarillamiento (%)

41 Hilabilidad

1. Descriptores Morfológicos

2

Selección de 10 accesiones de algodón

Nombre Especie

1 Cñ cpr 208 G. barbadense

2 ICA 805-63 G. barbadense

3 LMG 1- 72 Mazaro G. barbadense

4 CH 118-74 G. barbadense

5 Pima S5 G. barbadense

6 Fundeal 8 G. barbadense

7 AG 90 G. barbadense

8 Color G. barbadense

9 G. arboreum G. arboreum

10 G. herbaceum G. herbaceum

Accesión: Cuando tiene información sobre el Origen de semilla e Identificación

Son secuencias de ADN en las que un fragmento (cuyo tamaño va desde uno hasta seis

nucleótidos se repite de manera consecutiva. La variación en el número de repeticiones

crea diferentes alelos.

El polimorfismo se basa en la variabilidad del número de repeticiones en tándem y

consecuentemente del tamaño del microsatélite amplificado en individuos de una

especie.

Marcadores Moleculares: SSRs

…ACGACGACGACG…

+ 200 SSRs fueron evaluados con

10 accesiones de algodon

1. SSRs reportados

2. SSRs del Dr Mauricio Ulloa. USA

3. SSRs del Dr. Christopher Viot. CIRAD, FRANCIA

4. BNLs del Banco de SSRs

5. SSRs diseñados por Biolinks

1.- Semillas de algodón fueron entregadas por la

Asociación de Agricultores de Cañete y el Instituto

Peruano del Algodón

2.- Semillas fueron sembradas y después de 10

días (almacigo de cuarzo)

3.- Preparación de ADN

3. Selección de un panel de marcadores SSRs polimorficos

con 10 accesiones de algodón

Extracción de ADN de 10 accesiones de algodón

Evaluación de + 200 SSRs con 10 accesiones de algodón

PCR

Selección de Panel de 34 SSRs polimórficos

Nivel de polimorfismo determinada por la tasa de mutaciones en los loci: numero

de repeticiones de os microsatélites, mutaciones (sustituciones, inserciones) etc.

SSR Monomórfico (No informativo)

Mas del 50% de los SSRs evaluados

SSR Polimórfico

Un panel de 34 marcadores informativos

seleccionado después de evaluar mas de 200 SSRs

4. Análisis de la biodiversidad de accesiones de algodón

con el panel de marcadores SSRs

Extracción de ADN de 68 accesiones de algodón

Evaluación de 68 accesiones de algodón con Panel de 34

SSRs (PCR)

Distancia Genética 68 accesiones de algodones

Se realizó un análisis de distancia genética usando

El coeficiente de similaridad genética de Nei y Li 1979, y

El sistema de agrupamiento de Neighbor Joining, en el software de

Numerical Taxonomy Multivariate Analysis System (NTSYS-pc)

Análisis de Datos moleculares

Tangüis Pima

Tangüis Pima

43 algodones Tanguis evaluados

25 algodones Pima evaluados

Distancias genéticas de

Accesiones de algodón

Tangüis

T100 T91 T46 T43 T42 T49 T98 T88 T92 T61 T62 T96 T94 T93 T103 T104 T101 T105 T102 T106 T108 T107 T97 T90 T38 T60 T51 T52 T53 T54 T55 T56 T39 T40 T99 T44 T45 T47 T48 T50 T41 T59 T57 T58 T95

T100 0.00

T91 0.30 0.00

T46 0.43 0.38 0.00

T43 0.36 0.46 0.39 0.00

T42 0.42 0.38 0.49 0.46 0.00

T49 0.19 0.25 0.36 0.49 0.36 0.00

T98 0.22 0.39 0.47 0.43 0.46 0.39 0.00

T88 0.30 0.21 0.25 0.40 0.38 0.28 0.28 0.00

T92 0.34 0.40 0.43 0.49 0.37 0.30 0.43 0.35 0.00

T61 0.35 0.33 0.40 0.53 0.35 0.32 0.39 0.36 0.38 0.00

T62 0.29 0.33 0.34 0.40 0.39 0.30 0.38 0.31 0.39 0.38 0.00

T96 0.36 0.39 0.27 0.38 0.48 0.32 0.39 0.28 0.45 0.42 0.30 0.00

T94 0.29 0.30 0.26 0.45 0.37 0.22 0.35 0.26 0.31 0.28 0.28 0.38 0.00

T93 0.17 0.43 0.42 0.48 0.48 0.34 0.28 0.30 0.45 0.43 0.39 0.38 0.40 0.00

T103 0.24 0.33 0.29 0.39 0.45 0.36 0.25 0.28 0.37 0.46 0.25 0.30 0.25 0.37 0.00

T101 0.19 0.27 0.30 0.32 0.33 0.33 0.22 0.22 0.36 0.37 0.31 0.27 0.31 0.24 0.21 0.00

T104 0.20 0.21 0.27 0.40 0.46 0.28 0.31 0.22 0.38 0.31 0.29 0.26 0.28 0.28 0.26 0.12 0.00

T105 0.19 0.42 0.35 0.35 0.48 0.26 0.25 0.31 0.38 0.49 0.37 0.28 0.32 0.32 0.27 0.26 0.33 0.00

T102 0.30 0.31 0.24 0.37 0.46 0.37 0.33 0.21 0.40 0.36 0.38 0.37 0.28 0.28 0.23 0.22 0.24 0.39 0.00

T106 0.17 0.37 0.36 0.45 0.51 0.32 0.16 0.28 0.39 0.46 0.43 0.29 0.36 0.23 0.20 0.19 0.26 0.15 0.34 0.00

T108 0.24 0.33 0.26 0.42 0.45 0.29 0.33 0.23 0.34 0.35 0.35 0.30 0.27 0.29 0.22 0.21 0.23 0.32 0.20 0.25 0.00

T107 0.18 0.29 0.37 0.46 0.43 0.30 0.38 0.27 0.31 0.29 0.36 0.36 0.29 0.34 0.34 0.25 0.25 0.32 0.32 0.33 0.24 0.00

T97 0.33 0.37 0.33 0.32 0.48 0.35 0.34 0.28 0.42 0.34 0.33 0.32 0.30 0.36 0.44 0.32 0.28 0.37 0.28 0.37 0.25 0.33 0.00

T90 0.42 0.42 0.42 0.35 0.51 0.49 0.34 0.37 0.48 0.42 0.36 0.57 0.39 0.50 0.33 0.38 0.40 0.44 0.37 0.41 0.44 0.45 0.44 0.00

T38 0.26 0.32 0.41 0.43 0.39 0.33 0.29 0.28 0.44 0.29 0.30 0.32 0.31 0.36 0.34 0.26 0.25 0.40 0.34 0.35 0.34 0.26 0.32 0.38 0.00

T60 0.32 0.36 0.48 0.38 0.38 0.37 0.45 0.36 0.29 0.33 0.40 0.47 0.35 0.41 0.44 0.37 0.31 0.47 0.36 0.47 0.35 0.35 0.37 0.40 0.45 0.00

T51 0.34 0.43 0.45 0.42 0.51 0.34 0.33 0.38 0.42 0.41 0.30 0.25 0.34 0.37 0.32 0.39 0.35 0.38 0.43 0.33 0.37 0.37 0.38 0.47 0.34 0.38 0.00

T52 0.38 0.47 0.38 0.55 0.46 0.36 0.42 0.40 0.46 0.34 0.37 0.32 0.34 0.39 0.34 0.40 0.35 0.45 0.39 0.40 0.44 0.41 0.48 0.51 0.41 0.51 0.25 0.00

T53 0.30 0.28 0.29 0.28 0.38 0.27 0.28 0.26 0.38 0.33 0.30 0.34 0.28 0.38 0.25 0.24 0.28 0.36 0.23 0.34 0.25 0.38 0.28 0.40 0.32 0.39 0.30 0.32 0.00

T54 0.37 0.33 0.41 0.51 0.43 0.36 0.44 0.27 0.37 0.48 0.34 0.31 0.35 0.43 0.40 0.26 0.30 0.39 0.38 0.39 0.35 0.34 0.36 0.56 0.36 0.46 0.43 0.39 0.35 0.00

T55 0.27 0.31 0.27 0.34 0.43 0.28 0.36 0.26 0.38 0.36 0.26 0.23 0.28 0.30 0.30 0.20 0.24 0.33 0.28 0.34 0.23 0.30 0.23 0.40 0.25 0.39 0.23 0.32 0.21 0.27 0.00

T56 0.47 0.39 0.32 0.62 0.53 0.34 0.57 0.33 0.44 0.39 0.40 0.40 0.20 0.49 0.40 0.42 0.33 0.49 0.39 0.49 0.38 0.38 0.40 0.46 0.31 0.49 0.40 0.47 0.48 0.38 0.33 0.00

T39 0.25 0.42 0.48 0.42 0.54 0.35 0.39 0.39 0.51 0.39 0.43 0.32 0.38 0.41 0.33 0.37 0.36 0.28 0.39 0.32 0.36 0.33 0.44 0.57 0.29 0.51 0.36 0.34 0.37 0.39 0.36 0.56 0.00

T40 0.35 0.42 0.21 0.32 0.35 0.42 0.45 0.33 0.42 0.39 0.32 0.37 0.32 0.35 0.35 0.29 0.39 0.41 0.25 0.47 0.30 0.38 0.34 0.37 0.42 0.41 0.41 0.42 0.28 0.39 0.23 0.39 0.54 0.00

T99 0.33 0.29 0.57 0.47 0.33 0.38 0.29 0.35 0.47 0.37 0.36 0.49 0.36 0.47 0.36 0.30 0.37 0.43 0.42 0.35 0.44 0.47 0.43 0.40 0.24 0.56 0.47 0.40 0.34 0.42 0.37 0.45 0.40 0.49 0.00

T44 0.33 0.32 0.26 0.46 0.47 0.24 0.42 0.30 0.50 0.29 0.37 0.35 0.31 0.34 0.39 0.35 0.30 0.45 0.29 0.37 0.34 0.38 0.37 0.40 0.27 0.45 0.31 0.33 0.29 0.45 0.23 0.34 0.29 0.34 0.38 0.00

T45 0.38 0.42 0.42 0.56 0.48 0.43 0.42 0.36 0.51 0.34 0.38 0.37 0.36 0.38 0.38 0.32 0.34 0.54 0.28 0.41 0.41 0.42 0.41 0.50 0.29 0.47 0.51 0.48 0.49 0.33 0.34 0.40 0.47 0.40 0.40 0.37 0.00

T47 0.34 0.33 0.34 0.38 0.37 0.32 0.40 0.28 0.42 0.43 0.35 0.47 0.27 0.42 0.30 0.31 0.33 0.41 0.28 0.44 0.40 0.37 0.47 0.33 0.32 0.44 0.40 0.41 0.25 0.43 0.31 0.25 0.47 0.27 0.36 0.34 0.44 0.00

T48 0.27 0.43 0.37 0.59 0.37 0.24 0.38 0.30 0.39 0.43 0.39 0.36 0.27 0.27 0.34 0.33 0.35 0.30 0.33 0.28 0.29 0.37 0.44 0.47 0.47 0.41 0.37 0.34 0.38 0.37 0.38 0.38 0.44 0.35 0.53 0.39 0.41 0.37 0.00

T50 0.21 0.35 0.37 0.42 0.40 0.31 0.35 0.32 0.31 0.35 0.34 0.38 0.29 0.24 0.34 0.28 0.27 0.35 0.30 0.33 0.27 0.31 0.36 0.33 0.39 0.30 0.40 0.46 0.38 0.40 0.27 0.38 0.54 0.27 0.47 0.41 0.38 0.37 0.24 0.00

T41 0.17 0.30 0.43 0.42 0.42 0.22 0.35 0.27 0.40 0.32 0.39 0.38 0.29 0.27 0.40 0.31 0.27 0.30 0.32 0.33 0.20 0.23 0.25 0.51 0.31 0.32 0.40 0.41 0.30 0.32 0.30 0.47 0.27 0.35 0.44 0.31 0.45 0.45 0.32 0.31 0.00

T59 0.27 0.30 0.32 0.31 0.44 0.34 0.36 0.26 0.50 0.39 0.35 0.34 0.27 0.38 0.27 0.24 0.23 0.36 0.25 0.40 0.27 0.35 0.31 0.40 0.34 0.36 0.38 0.31 0.20 0.38 0.26 0.42 0.37 0.30 0.39 0.37 0.46 0.32 0.38 0.38 0.27 0.00

T57 0.28 0.32 0.20 0.30 0.36 0.32 0.34 0.24 0.36 0.40 0.30 0.29 0.20 0.33 0.20 0.20 0.26 0.29 0.16 0.29 0.23 0.36 0.29 0.41 0.44 0.32 0.39 0.37 0.24 0.28 0.24 0.34 0.38 0.18 0.41 0.38 0.32 0.28 0.31 0.28 0.33 0.26 0.00

T58 0.23 0.29 0.36 0.32 0.39 0.30 0.29 0.27 0.30 0.29 0.25 0.32 0.26 0.33 0.28 0.28 0.22 0.29 0.32 0.32 0.28 0.30 0.22 0.30 0.30 0.16 0.33 0.43 0.29 0.36 0.27 0.34 0.40 0.34 0.38 0.38 0.40 0.31 0.33 0.26 0.31 0.24 0.30 0.00

T95 0.22 0.28 0.35 0.43 0.32 0.25 0.36 0.31 0.35 0.28 0.30 0.34 0.30 0.30 0.25 0.24 0.26 0.36 0.28 0.31 0.30 0.29 0.37 0.37 0.32 0.33 0.35 0.39 0.28 0.30 0.26 0.33 0.46 0.28 0.34 0.37 0.28 0.30 0.28 0.22 0.32 0.36 0.21 0.29 0.00

T100 T91 T46 T43 T42 T49 T98 T88 T92 T61 T62 T96 T94 T93 T103 T104 T101 T105 T102 T106 T108 T107 T97 T90 T38 T60 T51 T52 T53 T54 T55 T56 T39 T40 T99 T44 T45 T47 T48 T50 T41 T59 T57 T58 T95

Distancias Genéticas de

algodones Tangüis

Coeficiente de Distancia Genética de Nei 72

IPA

-1-

IPA

-2-

IPA

- 3

IPA

-4-

IPA

-5-

IPA

-6

IPA

-7

IPA

-8-

IPA

-9-

IPA

-10-

IPA

-11-

IPA

-12-

P. F

orta

leza

P. C

ampe

ón

P. B

lanc

o

A-2

3-39

Sup

ima

Pim

a S

-4

Fun

deal

San

Joaq

uín

Pim

a S

-5

Fun

deal

Pim

a S

-3-

LM

A-2

3-27

Sup

S.P

-75-

LM

1,97

4

P109 P110 P111 P112 P113 P114 P115 P116 P117 P118 P119 P120 P9 P21 P22 P27 P33 P8 P23 P20 P28 P11 P35

P109 0

P110 0.25 0

P111 0.26 0.39 0

P112 0.22 0.33 0.29 0

P113 0.25 0.34 0.26 0.39 0

P114 0.26 0.27 0.26 0.34 0.26 0

P115 0.39 0.41 0.33 0.36 0.24 0.36 0

P116 0.38 0.37 0.38 0.41 0.33 0.38 0.46 0

P117 0.19 0.32 0.25 0.28 0.23 0.17 0.25 0.43 0

P118 0.22 0.24 0.38 0.25 0.35 0.32 0.40 0.37 0.29 0

P119 0.28 0.30 0.26 0.27 0.21 0.21 0.29 0.36 0.24 0.29 0

P120 0.41 0.56 0.30 0.44 0.28 0.38 0.40 0.51 0.27 0.37 0.26 0

P9 0.34 0.42 0.20 0.37 0.28 0.34 0.39 0.41 0.33 0.53 0.32 0.44 0

P21 0.33 0.53 0.37 0.34 0.28 0.37 0.41 0.57 0.31 0.36 0.40 0.38 0.45 0

P22 0.62 0.78 0.79 0.53 0.6 0.60 0.69 0.64 0.59 0.45 0.53 0.51 0.75 0.37 0

P27 0.34 0.57 0.31 0.34 0.31 0.33 0.30 0.49 0.30 0.43 0.34 0.37 0.31 0.37 0.55 0

P33 0.36 0.55 0.30 0.33 0.32 0.27 0.38 0.49 0.32 0.4 0.33 0.43 0.39 0.44 0.59 0.35 0

P8 0.50 0.53 0.41 0.35 0.45 0.48 0.49 0.58 0.46 0.48 0.44 0.61 0.44 0.52 0.58 0.40 0.57 0

P23 0.37 0.49 0.44 0.37 0.37 0.42 0.44 0.57 0.31 0.34 0.37 0.33 0.47 0.23 0.37 0.37 0.46 0.40 0

P20 0.30 0.37 0.30 0.26 0.32 0.30 0.43 0.45 0.30 0.31 0.26 0.37 0.33 0.24 0.34 0.38 0.42 0.36 0.19 0

P28 0.39 0.57 0.39 0.34 0.35 0.55 0.30 0.43 0.41 0.55 0.51 0.46 0.31 0.47 0.59 0.28 0.44 0.53 0.44 0.43 0

P11 0.37 0.47 0.33 0.39 0.31 0.33 0.53 0.55 0.38 0.37 0.42 0.40 0.33 0.23 0.52 0.33 0.44 0.37 0.30 0.25 0.44 0

P35 0.36 0.51 0.36 0.33 0.38 0.39 0.30 0.49 0.32 0.49 0.36 0.49 0.39 0.47 0.73 0.35 0.24 0.64 0.46 0.45 0.35 0.53 0

Distancias Genéticas de

algodones Pima

Coeficiente de Distancia Genética de Nei 72

Y

Fenograma de las distancias

Genéticas de accesiones Tangüis

La diversidad Genética de las 45

accesiones de algodón Tangüis es limitada

Diversidad Genética de las 23

accesiones de algodón Pima es mas variable

Dos Bancos de Germoplasma de algodón cuentan con 120 accesiones de

algodón caracterizados morfológicamente para fines de mejoramiento

genético

Dos Bancos de Germoplasma de algodón cuentan con 68 accesiones de

algodón caracterizados genéticamente para fines de mejoramiento genético

Un catalogo con los 120 algodones caracterizados morfológicamente y con

la información de distancias geneticas

Los fitomejoradores contaran con una nueva estrategia a considerar para

los cruces de algodones para fines de mejoramiento

Resultados del proyecto

Conclusiones

1. La diversidad Genética del algodón Tangüis es muy limitada y

tiene un alto grado de similaridad genética.

2. La diversidad Genética del algodón Pima genética es un poco

mayor debido al cruce con otras especies en los procesos de

mejoramiento genético realizado.

3. Se identifico a 5 marcadores moleculares SSRs que se

encuentran asociados significativamente con características

morfológicas.

Es importante realizar estudios de mejoramiento

genético en algodón Tangüis y Pima