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ACI Avances en Ciencias e Ingenierías

SECCIÓN B: CIENCIAS DE LA VIDA

Vol. 9 Núm. 1 (2017)

Preliminary assessment of the degree of genetic diversity of Ecuadorean Ilex guayusa using inter simple sequence repeat (ISSR) markers

DOI
https://doi.org/10.18272/aci.v9i15.456
Enviado
junio 9, 2016
Publicado
2017-12-30

Resumen

The main objective of this study was to assess the degree of genetic diversity of llex guayusa; a species of ethnobotanic and commercial relevance for indigenous communities of the Ecuadorean Amazon. To this end, 157 individuals collected from small cultivation sites across six provinces were genetically characterized using nine Inter Simple Sequence Repeat (ISSR) markers. A total of 91 polymorphic bands were detected across the complete sample-set, but estimated heterozygosity (He = 0.19) revealed a reduced level of genetic variability for the species. Partitioning of genetic diversity (AMOVA) indicated that 82% of the variation observed for I. guayusa occurred within populations, and only 18% between populations. Accordingly, pairwise-Nei genetic distance indices (0.013 ≤ Ds ≤ 0.086) implied a reduced level of genetic divergence between individuals from different provinces. The low degree of genetic diversity found for I. guayusa could be ascribed to the fact that the species is exclusively cultivated via clonal propagation; a cultural activity which has probably homogenized the species"™ genetic pool across its geographic range. Notwithstanding, PCoA analysis could resolve collected germplasm into three distinct groups displaying a subtle genetic contrast in a directional gradient, from north to south. Certainly, the inclusion of a higher number of samples from underrepresented provinces (i.e. Sucumbíos), and wild populations would help resolve knowledge gaps regarding the genetic diversity and population structure of the species and its cultivation history in the region.

Resumen

Evaluamos el grado de diversidad genética de Ilex guayusa, una especie de importancia etnobotánica y comercial para las comunidades indígenas de la Amazonía ecuatoriana. Caracterizamos genéticamente a 157 individuos, provenientes de chacras ubicadas a lo largo de seis provincias, con nueve marcadores ISSR (Inter Simple Sequence Repeats). Se detectó en total 91 bandas polimórficas, pero el índice de heterocigosidad estimada (He =0.19) de la población reveló un nivel reducido de variabilidad genética para la especie. Los índices de distancias genéticas de Nei (0.013 ≤ Ds ≤ 0.086) revelaron un nivel reducido de divergencia genética entre individuos provenientes de provincias diferentes. De manera similar, el análisis de varianza molecular (AMOVA) demostró que solamente el 18% de la variación observada para I. guayusa ocurre entre poblaciones. El bajo grado de diversidad genética encontrado para I. guayusa puede ser atribuido al hecho de que esta especie es cultivada exclusivamente mediante propagación clonal; una actividad cultural que probablemente ha homogenizado el acervo genético de la especie a lo largo de su rango geográfico de cultivo. El análisis de coordenadas principales (PCoA) demostró que el germoplasma colectado puede estructurarse en tres grupos distintos caracterizados por un leve contraste genético en gradiente direccional, de norte a sur. La inclusión de un mayor número de muestras de provincias sub-representadas (ej. Sucumbíos) y poblaciones silvestres, si existen, ayudaría a esclarecer el nivel de diversidad genética y estructura poblacional de la especie, y la historia de su cultivo en la región.

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Citas

  1. Tropicos. (2016). Ilex guayusa Loes. Missouri Botanical Garden. Retrieved from http://www.tropicos.org/Name/ 2000086
  2. Innerhofer, S., & Bernhardt, K. (2011). Ethnobotanic garden design in the Ecuadorean Amazon. Biodiversity Conservation, 20, 429-439. doi: http://doi.org/10.1007/s10531-010-9984-9
  3. Bennett, C. (1992). Hallucinogenic plants of the Shuar and related indigenous groups in Amazonian Ecuador and Peru. Brittonia, 4, 483-493. doi: http://doi.org/10.2307/2807199
  4. Crown, P. (2012). Ritual Black Drink consumption at Cahokia. Proceedings of the National Academy of Science, 109(35), 13944-13949. doi: http://doi.org/10.1073/pnas.1208404109
  5. Lewis, W., Kennelly, E., Bass, G., Wedner, H., & Fast, D. (1991). Ritualistic use of the holly Ilex guayusa by Amazonian Jivaro Indians. Journal of Ethnopharmacology, 33, 25-30. doi: http://doi.org/10.1016/0378-8741(91)90156-8
  6. Tene, V., Malagón, O., Finzi, P., Vidari, G., Armijos, C., & Zaragoza, T. (2007). An ethnobotanical survey of medicinal plants used in Loja and Zamora-Chinchipe, Ecuador. Journal of Ethnopharmacology, 111, 63-81. doi: http://doi.org/10.1016/j.jep.2006.10.032
  7. Hao, D., Gu, X., Xiao, P., Liang, Z., Xu, L., & Peng, Y. (2013). Research progress in the phytochemistry and biology of Ilex pharmaceutical resources. Acta Pharmaceutica Sinica, 3(1), 8UË 19. doi: http://doi.org/10.1016/j.apsb.2012.12.008
  8. Collen, W., Piñeiro, A., Krause, T., Logan-Hines, E. (2013). Ilex guayusa como motor para el desarrollo sostenible en los sistemas agroforestales en la Amazonía occidental. En: Primer encuentro de bosques, recursos genéticos forestales y agroforestería. Encuentro realizado en el Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias en Quito, Ecuador.
  9. Kieleczawa, J. (2006). DNA sequencing II: optimizing preparation and cleanup. Vol. 2. Ontario: Jones &Bartlett learning.
  10. Zhou, X. (2009). Inter-simple Sequence Repeat Molecular Markers in Ilex and the Tissue Culture System of Ilex cornuta Lindl Ex Paxt (Dissertation Thesis). Henan Agricultural University, Henan
  11. Peakall, R., & Smouse, P. (2012). GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research-an update. Bioinformatics, 28, 2537UË 2539. doi: http://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2005.01155.x
  12. Perrier, X., & Jacquemoud-Collet, J. (2006). DARwin software. Retrieved from http://darwin.cirad.fr/
  13. Winge, H., Wollheim, C., Cavalli-Molina, S., Assmann, E. M., Bassani, K. L. L., Amaral, M. B., & Mariath, J. E. A. (1995). Variabilidade genética em populações nativas de ervamate e a implantação de bancos de germoplasma. Erva-mate: Biologia e Cutura no Cone Sul, 323-345.
  14. Gauer, L., & Cavalli-Molina, S. (2000). Genetic variation in natural populations of maté (Ilex paraguariensis A. St.-Hil., Aquifoliaceae) using RAPD markers. Heredity, 84, 647-656. doi: http://doi.org/10.1046/j.1365-2540.2000.00687.x
  15. Schultes, R. (1979). Discovery of an Ancient Guayusa Plantation in Colombia. Botanical Museum Leaflets, 27(6), 143-153. doi: http://doi.org/10.2307/41762818
  16. Dueñas, J., Jarrett, C., Cummins, I., & Logan-Hines, E. (2016). Amazonian Guayusa (Ilex guayusa Loes): A Historical and Ethnobotanical Overview. Economic Botany, 20(10), 1-7. doi: http://doi.org/10.1007/s12231-016-9334-2
  17. Van Der Hulst, R., Mes, T., Falque, M., Stam, P., Den Nijs, J., & Bachmann, K. (2003). Genetic structure of a population sample of apomictic dandelions. Nature Heredity, 90, 326-335. doi: http://doi.org/10.1038/sj.hdy.6800248
  18. Pluess, A., & Stocklin, J. (2004). Population Genetic Diversity of the Clonal Plant Geum reptans (Rosaceae) in the Swiss Alps. American Journal of Botany, 91(12), 2013-2021. doi: http://doi.org/10.3732/ajb.91.12.2013
  19. Gottlieb, L. (1973). Enzyme differentiation and phylogeny in Clarkia franciscana, C. rubicunda and C. amoena. Evolution, 27, 205-214. doi: http://doi.org/10.2307/2406961
  20. Del Popolo, F., Oyarce, A., Ribotta, B., & Rodriguez, J. (2007). Indigenous peoples and urban settlements: spatial distribution, internal migration and living conditions. Vol. 78. Chile: United Nations Publications. Retrieved from http://repositorio.cepal.org/bitstream/handle/11362/7219/S0700810_en.pdf?sequence=1

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