Genetic characterization of Japanese plum cultivars (Prunus salicina) using SSR and ISSR molecular markers

• Autores: Basilio Carrasco, Carole Díaz, Mario Moya, Marlene Gebauer, Rolando García Gonzáles
• Localización: Ciencia e investigación agraria: revista latinoamericana de ciencias de la agricultura, ISSN-e 0718-1620, Vol. 39, Nº. 3, 2012, págs. 533-543
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Caracterización genética de cultivares de ciruelo japonés (Prunus salicina) mediante marcadores moleculares SSR y ISSR
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    La caracterización genética de 29 cultivares de ciruelo japonés (Prunus salicina) y cuatro cultivares de otras especies de Prunus, fue llevada a cabo mediante 97 alelos codominantes SSR y 232 loci binarios ISSR. Un elevado nivel de variabilidad genética fue encontrado en comparación a otras especies del género Prunus. En promedio para los loci SSR se obtuvo Na = 12,1, Ne = 5,2, Ho = 0,9, He = 0,8 y F= -0,127; y para los loci ISSR se obtuvo h = 0,15 e I = 0,27. Las relaciones genéticas entre cultivares fue estimada usando análisis de coordenadas principales (ACP) y análisis de cluster bayesiano (Structure). Este último permitió identificar dos subgrupos (k=2). El primer grupo incluyó a los cultivares de las cuatro especies de Prunus: P. salicina, P. armeniaca, P.domestica y P. ceracifera cuya membrecia varió entre 0,74 y 1,0. El segundo grupo incluyó a 19 cultivares de ciruelo japonés y un cultivar Plumcot con membrecias entre 0,57 y 0,99. Con algunas excepciones, el ACP mostró relaciones genéticas similares al análisis de cluster bayesiano. El nivel de diferenciación genética entre los dos grupos fue bajo (Gst =0,055 and Φst =0,04). Adicionalmente, se apreció un escaso desequilibrio de ligamiento (LD). Se sugiere que el alto nivel de variabilidad genética, el escaso nivel de LD y diferenciación entre grupos, puede ser explicado por los mecanismos de autoincompatibilidad que favorecen la hibridación entre cultivares genéticamente distantes, tanto a nivel intraespecífico como interespecífico. Estas estrategias son frecuentemente usadas en los programas de mejoramiento genético de ciruelo japonés.

  • English

    The genetic characterization of 29 elite Japanese plum cultivars (Prunus salicina) and 4 Prunus cultivars was carried out by analyzing 97 Simple Sequence Repeat (SSR) alleles and 232 binary Inter Simple Sequence Repeat (ISSR) loci. A high level of genetic variability was found for these two molecular markers among the Japanese plum cultivars compared to other Prunus species. On average, the variability found by analyzing the SSR alleles were Na = 12.1, Ne = 5.2, Ho = 0.9, He = 0.8 and F= -0.127, whereas ISSR yielded values of h = 0.15 and I = 0.27. The genetic relationship among cultivars was estimated with Principal Coordinate Analysis (PCA) and a Bayesian clustering approach using the software program Structure. This program identified two subgroups (k=2). The first group included cultivars of four Prunus species: P. salicina, P. armeniaca, P. domestica and P. ceracifera, whose memberships ranged between 0.74 and 1.0. The second group included 19 Japanese plum cultivars and one plumcot cultivar, with memberships between 0.57 and 0.99. With some exceptions, similar relationships among cultivars were foundPCA. The level of genetic differentiation between two groups was low (Gst =0.055 and ΦST =0.04), and a low level of linkage disequilibrium (LD) was observed for all allele combinations. These results suggest that the high level of genetic variability, the low level of LD and the scarce degree of differentiation detected by Structure between the two genetic groups can be explained by the self-incompatibility mechanism that favors the exchange between genetically distant Prunus cultivars and by the intra- and interspecific hybridization strategies frequently used in plum breeding programs.