Avances en la caracterización citogenética de las secciones Caulorhizae y Rhyzomatosae

LAVIA, G.; SEIJO, J.G

Río Cuarto

Conferencia; V Reunión Internacional de Especialistas en Arachis; 2006

Este género es exclusivamente sudamericano y presenta 80 especies reconocidas (Krapovickas y Gregory 1994, Valls & Simpson 2006). Entre ellas, A. pintoi Krapov. & W.C. Gregory (Secc. Caulorrhizae) y A. glabrata Benth (Secc. Rhyzomatosae) (Valls & al. 1994) son las especies que presentan mayor aptitud forrajera y sobre las cuales se han volcado gran parte de los esfuerzos para desarrollar cultivares comerciales adaptados a los subtrópicos. A. pintoi, n.v. maní forrajero perenne, es una especie estolonífera, tiene una alta producción de semillas y persiste en pasturas consociadas con gramíneas de crecimiento agresivo como Brachiaria y Cynodon. El banco de germoplasma del IBONE posee el cv. maní forrajero perenne CIAT 17434 con citotipo diploide, 2n=2x=20, (Fernández & Krapovickas 1994) derivado de la población original, y otra accesión con citotipo triploide, 2n=3x=30 (Peñaloza & al. 1996). Este último material presenta mejores características forrajeras que el diploide pero debido a su carácter de poliploidía impar no produce semillas. La accesión triploide surgió espontáneamente en Costa Rica en una  parcela diploide, sin embargo se desconoce el fenómeno citogenético implicado en su origen. Debido a su origen espontáneo, se ha considerado que la accesión triploide ha surgido por autopoliploidía, pero aún no se lo ha demostrado. Una de las estrategias para resolver esta problemática es el análisis de las homologías cromosómicas. Sin embargo, los análisis cariotípicos realizados en el diploide no permiten establecer con certeza dichas homologías. La localización de genes ribosomales por hibridación in situ en otras especies de Arachis ha incrementado el número de marcadores cromosómicos  permitiendo establecer las homologías en un mayor número de pares cromosómicos (Raina & Mukai 1999, Seijo & al. 2004). Con el fin de aportar datos sobre la naturaleza (alo o autopoliploide) del triploide, se propone mapear físicamente los genes ribosomales 5S y 45S en las accesiones 2x y 3x de A. pintoi. La especie de mayor interés económico dentro de la sección Rhyzomatosae es A. glabrata, cuyo potencial forrajero se ha puesto de manifiesto con la liberación de dos cultivares en Florida, “Florigraze” y “Arbrook” (Prine & al. 1981, Prine & al. 1986),  y uno en Australia, “Prine”. Además, A. glabrata, raramente es atacada por plagas y enfermedades, siendo inmune a las viruelas de la hoja (Cercospora arachidicola y Cercosporidium personatum) y tolerante a la roya del maní (Puccinia arachidis), razón por la cual es considerada fuente de resistencia a las principales enfermedades foliares del maní. Arachis glabrata crece espontáneamente en un área cuyo límite austral es el norte de la provincia de Corrientes en Argentina, al oeste el río Paraguay, al norte se extiende por los estados de Mato Grosso do Sul y de Mato Grosso hasta 70 km al norte de Cuiabá y al este el estado de San Pablo. Por su parte, A. burkartii, diploide perteneciente a la sección Rhyzomatosae, crece en Rio Grande do Sul (Brasil), en el norte de Uruguay y en la Argentina en zonas cercanas al río Uruguay (Krapovickas & Gregory 1994). Existe un área donde estas dos especies ocurren en forma simpátrica, o al menos están en contacto (parapátricas), situación que no se da con las otras especies tetraploides de la sección Rhyzomatosae, A. pseudovillosa y A. nitida, cuya área de ocurrencia se restringe a la Sierra de Amambay en Paraguay y a la región limítrofe de Mato Grosso do Sul con Paraguay (Krapovickas & Gregory 1994, Valls & Simpson inédito). Como parte de los programas de colección y mantenimiento de recursos genéticos de esta forrajera nuestro grupo de trabajo ha realizado diversas expediciones (entre los años 2002-2004), recorriendo la mayor parte del área de ocurrencia de A. glabrata en Argentina.  Como resultado de estos viajes, en el banco de germoplasma del IBONE se mantienen vivas 20 accesiones, provenientes de las provincias de Corrientes y Misiones. Además, existen 2 accesiones de Paraguay coleccionadas en viajes anteriores. Las accesiones disponibles muestran una gran variabilidad morfológica, incluyendo color y tamaño de las hojas y de las flores. Desde el punto de vista filogenético, aún no se conoce el origen genético de A. glabrata, y debido a su interés como forrajera y fuente de resistencias a plagas y enfermedades, la determinación del mismo contribuiría a la programación de los planes de mejoramiento y a la elección de los materiales a utilizar en dichos programas. En este sentido y teniendo en cuenta que no se han detectado citotipos diploides de A. glabrata, que A. burkartii es la única especie rizomatosa diploide y la distribución geográfica de las cuatro especies rizomatosas se podría hipotetizar que A. glabrata se habría originado de la diploide por algún mecanismo de poliploidización ya sea somática o sexual, pero aún no existen evidencias que lo demuestren. Cruzamientos interespecíficos realizados entre A. burkartii y A. glabrata no han producido híbridos viables (Gregory & Gregory 1979). Más aún, Krapovickas & Gregory (1994) señalan que A. burkartii presenta un marcado aislamiento reproductivo ya que no ha originado híbridos con especies de su misma sección ni con especies de otras secciones.  Por otra parte, en el dendrograma obtenido a partir de marcadores moleculares RAPDs A. burkartii y A. glabrata quedan incluidos en grupos diferentes, y se sugiere que A. burkartii no originó ninguna de las especies tetraploides rizomatosas y que ha ocurrido convergencia morfológica y que la característica de presencia de rizomas ha aparecido dos veces en la evolución del género (Nóbile et al. 2004). Además, Angelici et al. (2004) mediante el análisis de microsatélites  proponen que A. burkartii y A. glabrata presentarían genomas diferentes. El surgimiento del tetraploide A. glabrata puede haber ocurrido por dos mecanismos, alo o autopoliploidía. El primero involucra hibridación entre dos entidades diploides y duplicación del número de cromosomas del híbrido, mientras que el segundo mecanismo implica duplicación cromosómica somática a partir de una especie diploide o poliploidización sexual bilateral por medio de gametos no reducidos. A pesar de que, hasta el momento existe una sola especie diploide rizomatosa, no se puede descartar el surgimiento de A. glabrata por alopoliploidía, ya que la hibridación podría darse con especies de otras secciones, como se ha logrado en forma sintética entre A. glabrata de la sección Rhyzomatosae y A. hypogaea de la sección Arachis (Mallikarjuna & Sastri 2002). El análisis de las configuraciones meióticas en metafase I (apareamiento de cromosomas determinando la formación de mono, bi, tri, tetravalentes, etc.), contribuye al esclarecimiento de la naturaleza auto o alopoliploide de las especies poliploides (Fernández 1987). En este sentido, se propone estudiar el comportamiento meiótico de A. glabrata (4x) mediante el análisis de células madres de granos de polen (CMP) en meiosis I para aportar información sobre la naturaleza auto o alopoliploide de esta especie. En cuanto al segundo mecanismo de origen de poliploides propuesto más arriba, la formación de gametos no reducidos es considerado un proceso dominante en el origen de plantas poliploides (Harlan & De Wet 1975). A pesar de que no contamos con pruebas sobre la formación de gametos no reducidos en la especie, el análisis del comportamiento meiótico, de las esporadas y de los granos de polen ha permitido demostrar la ocurrencia de polen 2x y con esto la posibilidad de que nuevos citotipos surjan por poliploidización sexual en otras especies del género (Lavia et al. inédito) y en otros grupos vegetales (Fernández & Solís Neffa 2004). Una de las estrategias para resolver la problemática del origen genético de esta especie es el análisis de las homologías cromosómicas. Sin embargo, los análisis cromosómicos realizados en algunas accesiones de A. glabrata y A. burkartii (Gregory et al. 1973, Fernández & Krapovickas 1994, Lavia 1996, Lavia et al. inédito) no permiten establecer dichas homologías. Con el fin de aportar datos sobre la naturaleza (alo o autopoliploide) del tetraploide, se propone mapear físicamente los genes ribosomales 5S y 45S en A. burkartii y A. glabrata.