Author: ANSELMO HERNANDEZ PEREZ

Detección y control de fitopatógenos asociados a la raíz en el cultivo del aguacate persea americana mill y caracterización genética de selecciones de aguacate alternativas a la variedad “hass” en Michoacán, México.

ANSELMO HERNANDEZ PEREZ (2019)

"La República Mexicana es la más importante productora, exportadora y consumidora de aguacate (Persea americana Mill) en el mundo, con una producción de casi 2 millones de toneladas anuales, de las cuales el estado de Michoacán aporta el 77% de la producción nacional (SIAP 2017). El aguacate es el fruto de un árbol originario de México y Centroamérica (Téliz, 2000). Se tiene conocimiento que en México existen al menos 20 diferentes especies, de las cuales el 66 % son endémicas y se distribuyen principalmente en los estados de Puebla, Michoacán, Estado de México, Veracruz, Morelos, Tabasco, Chiapas, Oaxaca, Yucatán y la región de las Huastecas Potosina e Hidalguense (Cadena et al., 2016). No obstante, y a pesar de la gran diversidad que existe entre especies, razas y tipos criollos, existe un limitado número de variedades registradas alternativas al monocultivo “Hass”, por lo anterior es necesario hacer frente a la demanda de los productores, exportadores y consumidores a fin de contar con nuevas variedades que presenten características organolépticas de acuerdo con las necesidades del mercado nacional e internacional. Uno de los factores a esta problemática se atribuye a los esquemas clásicos de mejoramiento genético en frutales, que requieren largos periodos de tiempo para la hibridación, selección y caracterización morfológica. En algunos casos, estos esquemas pueden llevar hasta 45 años, como sucedió en el desarrollo de algunas variedades generadas por el Centro de Investigaciones Científicas y Tecnológicas del Aguacate del Estado de México (CICTAMEX). Este tiempo se explica debido a la problemática que presenta el mejoramiento genético del cultivo del aguacate por las características propias de la especie, la condición altamente heterocigótica y un periodo de juvenilidad extendido (Rogel-Castellanos, 1999). Ante esta problemática, las investigaciones enfocadas en el mejoramiento genético del aguacate podrían generar variedades alternativas siguiendo metodologías que engloben la selección de materiales tipos criollos, variantes de cultivares, evaluación de segregantes, promoción de poliinjertos y generación de híbridos por cruzas controladas, con la finalidad de obtener registro de nuevos materiales alternativos al cultivar ‘Hass’ (Rogel-Castellanos, 1999; Cadena et al., 2016). Una alternativa para fortalecer el proceso de selección de materiales sobresalientes de aguacate, así como para realizar la caracterización (y eventualmente poder llegar a la obtención de registros de nuevas variedades), puede ser la caracterización molecular. Esta metodología permite trabajar en cualquier etapa fenológica del cultivo, generalmente no es afectada por el ambiente, es de rápida implementación y actualmente, los costos de ejecución se han reducido considerablemente (Gutiérrez Díez et al., 2009). El conocimiento de la diversidad genética es fundamental para el desarrollo de cualquier estrategia significativa para la recolección, manejo y conservación del germoplasma, la domesticación y el mejoramiento de los recursos genéticos de las especies (Chiveu et al., 2009). Estudiar la biología molecular de las plantas permite conocer la estructura, propiedades y funciones de los componentes moleculares básicos de las células individuales y cómo actúan en la conducción y regulación de procesos, como lo es la transmisión de información genética (Vitale, 2017). El uso de marcadores moleculares permite estimar parámetros básicos de diversidad genética, cuya información puede ser utilizada con fines de conservación, determinar el tamaño efectivo de la población, identificar cuellos de botella ocasionados por causas naturales o antropogénicas, conocer el origen poblacional, nivel de endogamia y el flujo génico (Hedrick, 2004). Las relaciones genéticas del aguacate han sido estudiadas con diversos marcadores moleculares como: polimorfismos en la longitud de los fragmentos de restricción (RFLPs) (Furier, et al., 1990), minisatélites y microsatélites o secuencias simples repetidas (SSR) (Schnell et al., 2003; Ashworth y Clegg 2003; Ashworth et al., 2004; Alcaraz y Hormaza 2007), polimorfismo de nucleótido único (SNP) (Chen et al., 2008) y ADN polimórfico amplificado al azar (RAPD) (Fielder et al., 1998). Estos estudios han mostrado una complejidad genética, debido a que el aguacate, al ser una especie con polinización abierta, facilita la segregación genética y por ende una gran variabilidad (Sánchez, 1999). El uso de microsatélites (SSR), han demostrado ser eficientes para caracterizar la variabilidad genética de aguacate. Las características que presentan estos marcadores como codominancia y alto grado de polimorfismo son adecuadas para investigar la estructura de la población, la historia de las especies y la diversidad alélica. Adicionalmente, su detección por medio de la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR), alta reproducibilidad y variabilidad, favorecen su implementación y análisis para la identificación de parámetros genéticos como la heterocigosidad, estructura y distancias genéticas entre poblaciones (Litt y Luty, 1989; Smeets et al., 1989; Tautz, 1989; Weber y May, 1989 y Garris et al., 2005). Estas ventajas de los marcadores SSR, evidencia que la caracterización molecular puede ser el inicio y una alternativa fiable para la identificación de nuevas especies o cultivares, inclusive cuando genéticamente sean muy similares. Por lo anterior, el objetivo de la presente investigación fue caracterizar mediante el uso de marcadores microsatélites, cuatro materiales prominentes de aguacate, seleccionados por el INIFAP, Campo Experimental Uruapan con el uso de marcadores moleculares microsatélites y comparar sus perfiles genéticos con la variedad comercial “Hass”.

"Mexico is considered the center of origin of avocado cultivation. However, there is a limited number of alternative varieties to the "Hass" monoculture. An alternative to obtain the registration of new varieties, can be the characterization with molecular markers. Therefore, the objective of this research was to characterize, through the use of microsatellite markers, four prominent avocado materials, selected by the INIFAP, Experimental Field Uruapan with the use of microsatellite molecular markers and to compare their genetic profiles with the commercial variety "Hass ". Foliar samples of 24 avocado trees located in experimental gardens of INIFAP were analyzed; DNA extraction was performed for its amplification with 10 microsatellite markers. The molecular weights of the PCR products were determined for the construction of the codominant data matrix. The data analysis was performed in the Gen Alex v6.5 program and the construction of the dendrograms with the Mega 5.2 program. A total of 90 alleles were detected. The populations under study were polymorphic, allowing their differentiation. The average results for the expected heterozygosity was 0.574. The ten markers detected exclusive alleles for the total populations, highlighting the Gotcha population that is identified with 80% of the markers. The grouping analysis by the method "Neighbor-Joining", identified two main groups, highlighting the Group II by the separation of the populations Gotcha and Jicalán, populations different from the reference material ("Hass") and that can be subject to registration as new avocado varieties for the Mexican Republic."

Doctoral thesis

Aguacate Cultivo Enfermedades Proyecto CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Identificación morfológica y molecular de los fitopatógenos asociados al aguacatero en Michoacán, México

ANSELMO HERNANDEZ PEREZ (2016)

"Michoacán es el principal productor de aguacate en el mundo. Su cultivo se ve afectado por diferentes enfermedades. Por lo anterior el objetivo de este trabajo fue corroborar la presencia de patógenos asociados a la enfermedad de la tristeza del aguacatero. Se muestrearon raíces y suelo de árboles de aguacate con síntomas de la enfermedad en mención y se obtuvieron diferentes aislamientos en medio selectivo PARPH-V8®; la especie se determinó mediante la técnica de PCR. Se determinó la patogenicidad inoculando plántulas de aguacate. Para la evaluación de la tasa de crecimiento se realizó una regresión lineal y un ANOVA, se compararon las medias mediante la prueba Scheffe con el programa estadístico R 3.2. Para el porcentaje de inhibición, los resultados se sometieron a un análisis probit, se sometió a un ANOVA mediante un diseño experimental completamente al azar y se realizó la comparación de medias mediante la prueba de Scheffe, se analizaron los datos en el programa R 3.2. Se obtuvieron diferentes aislados: Phytopythium vexans, Pythium sp. amazonianum, Phytophthora cinnamomi, Mortierella elongata y Fusarium solani. De las pruebas de patogenicidad Phytopythium vexans, Pythium sp. amazonianum, Phytophthora cinnamomi y Mortierella elongata causan la sintomatología de la tristeza del aguacatero. Phytopythium vexans, Pythium sp. amazonianum son más agresivas en tasa de crecimiento y en el medio selectivo PARPH se logra aislar a Phytopythium vexans, Pythium sp. amazonianum. Se concluye que existe un complejo de fitopatógenos asociados a la enfermedad en mención (Phytopythium vexans, Pythium sp. amazonianum, Phytophthora cinnamomi, Mortierella elongata) y se reporta que los Oomicetos aislados son nuevos géneros altamente resistentes al Hymexazol."

Abstract: Michoacan is the main avocado producer state in Mexico and the World. This cultivar undergoes different diseases. The goal of this thesis was to demonstrate the presence of some associated patogens in the sadness disease. Roots and abearing diseasel symptoms avocado trees were samped. Different Isolation were obtained in selective environment named PARPH-V8®; the specie was identified using the PCR technique the pathogenicity was determined by inoculating the avocado seedlings. In order to assess the growth rate a liveal regression an ANOVA were utilized. The different means were compared utilizing the Scheffe test with the statistics program R 3.2. concerning the Inhibition rates, the outcomes were subhected to to a Provit analysis an ANOVA was used by mean of an experiemental design wholly at randon. We compare the different means utilizinga the Sheffe test, and the data coming from program R 3.2 were analyzed. Different isolations were obtained such as Phytopythium vexans, Pythium sp. amazonianum, Phytophthora cinnamomi, Mortierella elongata an Fusarium solani. Deeming the pathogenecity tests we may say that Phytopythium vexans, Pythium sp. amazonianum, Phytophthora cinnamomi and Mortierella elongata cause the symptomology of avocado’s saddness. Phytopythium vexans, Pythium sp. amazonianum are more aggressive koncerning the rate of grounth. In the selective environment PARPh Phytopythium vexans and Pythium sp. amazonianum are isolated. It is concluded that there is a cluster of complex phytopathogens agents linked to the above mentioned illness: Phytopythium vexans, Pythium sp. amazonianum, Phytophthora cinnamomi, Mortierella elongata. His also reported that some isolated Oomicetes are new genders highly resistant to Hymexazol.

Master thesis

Identificación molecular Phytopythium vexans Aguacate CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA