Pre-breeding studies in Panicum coloratum var. coloratum: Characterization using agro-morphological traits and molecular markers = Estudios de pre-mejoramiento genético en Panicum coloratum var. coloratum : caracterización usando marcadores moleculares y caracteres agro-morfológicos

Abstract

Panicum coloratum var. coloratum is a native African perennial C4 grass, introduced to Argentina. It is tolerant of salinity and cold and has good forage production. The scarce genotypic and phenotypic information about this grass limits its breeding in order to satisfy market demands. The aim of this study was to evaluate the variability in a collection of Panicum coloratum var. coloratum formed by 8 accessions and grown at EEA INTA Rafaela during the summer of 2011, based on 15 ISSR molecular markers and 17 morphological characters. For all morphological characters, the distribution of variability observed in the collection was high and not homogenous. The characters that showed greater variation were related to forage and seed production. Eight ISSRs, selected according to their reproducibility, showed 127 bands with 100% polymorphism and allowed grouping of populations according to their site of collection. AMOVA study indicated that more than 58% of the molecular variation existed within accessions; this would be consistent with the predominant allogamous form of reproduction. The results showed that the combined use of molecular and morphological markers offer complementary information. The high variability detected in this collection will allow for the initiation of a breeding program to improve important characters like those related to DM yield and seed production.

Panicum coloratum var. coloratum es una gramínea C4 perenne, originaria de África e introducida en Argentina alrededor de 1990. Se destaca por su buena producción de forraje y tolerancia a la salinidad y frío. La escasa información genotípica y fenotípica de este pasto ha limitado su uso en programas de mejoramiento y su demanda en el mercado. El objetivo del estudio fue evaluar la variabilidad en una colección de P. coloratum var. coloratum formada por 8 accesiones establecidas en la Estación Experimental Agropecuaria Rafaela del INTA en Argentina. El trabajo se realizó en la época de verano de 2011, utilizando 15 marcadores moleculares ISSR y 17 marcadores morfológicos. Todos los caracteres morfológicos evaluados presentaron una amplia distribución de la variabilidad, siendo esta no homogénea en la colección. Los caracteres con mayor variación fueron los relacionados con la producción de semilla y de forraje. Ocho ISSRs fueron seleccionados de acuerdo con su grado de reproducibilidad. Estos reprodujeron 127 bandas con 100% de polimorfismo y permitieron agrupar las poblaciones de acuerdo con su sitio de recolección. El análisis AMOVA indicó que más del 58% de la variación se presenta dentro de las accesiones, lo cual sería consecuente con la forma de reproducción alógama predominante en la especie. Estos resultados demuestran que el uso combinado de marcadores moleculares y morfológicos ofrece información complementaria de gran utilidad para evaluar la variabilidad de esta especie. Los resultados del estudio podrían ser utilizados para el comienzo de un programa de mejoramiento de caracteres importantes, entre ellos los relacionados con la producción de materia seca y semilla.