Diversidad genética en poblaciones de Swietenia macrophylla King (Meliaceae) en Costa Rica y Bolivia

Abstract

El presente trabajo se llevó a cabo en CATIE, Turrialba, Costa Rica entre julio de 2005 y octubre de 2006. Se estudió la variabilidad genética de la caoba (Swietenia macrophylla King) en 168 familias de 10 poblaciones de Costa Rica y Bolivia, utilizando descriptores cuantitativos de semillas y plántulas y a través del cálculo de la heredabilidad (h2) y del Coeficiente de Variabilidad Genética Aditiva (CVGA). Asimismo, se calcularon los coeficientes de diferenciación de poblaciones con caracteres cuantitativos (Qst) y con marcadores moleculares (Fst) con lo que se estableció la relación existente entre la información cuantitativa y molecular. En el ensayo se evaluaron cuatro caracteres cuantitativos en cerca de 10.000 semillas, 21 caracteres en 4.595 plántulas y 7 caracteres de materia seca en 465 plántulas. Se encontraron altos valores de h2 para los caracteres peso y ancho (en semillas), altura y diámetro (en plántulas) y la relación peso seco/húmedo raíz y peso seco aéreo (en materia seca), lo que indicaría que son los caracteres con mayor diversidad genética. En función de los CVGA los caracteres con mayor posibilidad de ser heredables son peso y espesor (en semillas), largo del pecíolo y altura (en plántulas) y la relación peso seco/húmedo raíz y el peso seco aéreo (en materia seca). Se encontró mayor varianza entre familias que entre poblaciones, lo que indica altas heredabilidades, existencia de variabilidad genética aditiva y mayor habilidad para responder a la selección natural. Los valores de los coeficientes de diferenciación de poblaciones, Qst y Fst por pares de poblaciones, mostraron distribuciones similares entre las mismas y una alta correlación entre ellos. Los valores de Qst y Fst más bajos, manifestados para las asociaciones de poblaciones de Bolivia, indican menor diferenciación genética entre poblaciones. En la mayoría de los casos los Fst fueron mayores que los Qst, esto indicaría la posibilidad de selección convergente favoreciendo similares fenotipos en poblaciones diferentes o que la deriva genética es la principal responsable de esa diferenciación. Las poblaciones de Costa Rica y Bolivia mostraron agrupamientos en función de características climáticas (cuantitativos) y en función del flujo genético (moleculares). Las poblaciones de Bolivia se diferenciaron claramente de las de Costa Rica, manteniendo estas últimas la mayor variabilidad genética. Existe un alto consenso entre los caracteres cuantitativos evaluados y la información de los marcadores moleculares.

The present work was carried out in CATIE, Turrialba, Costa Rica between July 2005 and October 2006. The genetic variability of the mahogany (Swietenia macrophylla King) was studied in 168 families of 10 populations of Costa Rica and Bolivia, using quantitative descriptors of seeds and seedlings and through calculation of the heritability (h2) and the Coefficient of Additive Genetic Variance (CAGV). Also, with the coefficients of differentiation of populations with quantitative characters (Qst) and molecular markers (Fst), the relationship between these coefficients was established. In the test, four quantitative characters for 10.000 seeds were evaluated, 21 characters for 4.595 seedlings and 7 characters of dry matter in 465 seedlings. We find high values of h2 for the characters weight and wide (in seeds), height and diameter (in seedlings) and the relation root dry weight/humid and aerial dry weight (in dry matter), that would indicate that they are the characters with greater genetic diversity. Based on the CAGV the characters with greater possibility of being heritable are weight and thickness (in seeds), length of petiole and height (in seedlings) and the relation dry /humid root weight and the aerial dry weight (in dry matter). The variance between families was greater than between populations, what indicates height heritability, existence of additive genetic variance and ability to respond to natural selection. The pair wise values of the coefficients of differentiation of population (Qst and Fst), showed similar distributions and a high correlation between them. The low values of Qst and Fst, within populations of Bolivia, indicate minor genetic differentiation between populations. In most of the cases Fst were greater than Qst, this could be interpreted like selection favoring same phenotype in different population, or that genetic drift is mostly responsible for that differentiation. The populations of Costa Rica and Bolivia showed groups based on climatic characteristics (quantitative) and the genetic flow (molecular). The populations of Bolivia were different themselves clearly from those of Costa Rica, maintaining the later greater genetic variability. A high consensus exists between quantitative characters and molecular markers.