Diversidad genética en el banco de germoplasma de la EEAOC y evaluación de una colección núcleo

Trabajo presentado en el XXXII ISSCT Centennial Congress, 24 al 28 de agosto de 2025, Cali, Colombia, traducido al castellano

Resumen

          El conocimiento de la diversidad genética y la estructura poblacional de los bancos de germoplasma de caña de azúcar proporciona información valiosa para producir progenies con la máxima variabilidad. Para ello, se genotiparon 350 accesiones del banco de germoplasma de la EEAOC con 74.969 loci de SNP bialélicos mediante la tecnología DArT-seq. La diversidad genética y la estructura genética de toda la colección se analizaron mediante un método bayesiano y análisis de coordenadas principales (ACoP), mientras que la variabilidad se estimó mediante análisis de varianza molecular (AMOVA). También, se sugirieron colecciones núcleo de diferentes tamaños. La heterocigosidad media observada (HO) de todos los SNP fue de 0,28 (0 a 1), mientras que su heterocigosidad esperada (HE) varió de 0 a 0,5, con una media de 0,3. El contenido de información polimórfica (PIC) de los SNP varió de 0 a 0,38, con un valor medio de 0,22 y una media del poder discriminante (Dj) de 0,28. El análisis de la estructura genética y el ACoP revelaron que las accesiones se agruparon en tres grupos (I: 71 genotipos; II: 243 genotipos y III: 34 genotipos). El AMOVA sugirió un mayor porcentaje de variación dentro de cada subpoblación (89,75%) que entre ellas (10,25%; p < 0,0001), mientras que el valor de ΦFST del 10% indicó una diferenciación genética moderada entre estos tres grupos. Por otro lado, una colección núcleo de 35 genotipos (10%) capturó casi el 96% de la diversidad, mientras que al incluir 104 genotipos (30%) se capturó más del 98% de la diversidad. Los resultados permitirán la explotación eficiente de la diversidad genética del germoplasma de caña de azúcar y el desarrollo de estrategias para obtener nuevos cultivares con características superiores.

ABSTRACT

Genetic diversity in EEAOC’s germplasm bank and assessment of a core collection

          Understanding the genetic diversity and population structure of sugarcane germplasm banks provides valuable information to produce progenies with maximum variability. To this end, 350 accessions of the EEAOC´s germplasm bank were genotyped at 74,969 biallelic SNP loci using DArT-seq technology. Genotyping data were analyzed to assess the genetic diversity and the genetic structure of all the collection through a Bayesian method and a principal coordinate analysis (PCoA), and its variability through an analysis of molecular variance (AMOVA). Finally, core collections of different sizes were suggested. Across all the accessions, the mean observed heterozygosity (HO) of all SNPs was 0.28 (ranging from 0 to 1) while their expected heterozygosity (HE) ranged from 0 to 0.5, with a mean of 0.3. The polymorphism information content (PIC) of the SNPs varied from 0 to 0.38, with a mean value of 0.22 and a mean of their discrimination power (Dj) of 0.28. Genetic structure analysis and PCoA revealed that accessions clustered in three groups (I: 71 genotypes; II: 243 genotypes and III: 34 genotypes). AMOVA suggested a greater percentage of variation inside each subpopulation (89.75%) than among them (10.25%; p <0.0001), whereas the ΦFST value of 10% indicated a moderate genetic differentiation among these three groups. Different sizes of core collections were tested; a core collection germoof 35 genotypes (10%) captured almost 96% of diversity, while including 104 genotypes (30%) more than 98% of diversity was captured. Results will allow the efficient exploitation of genetic diversity of sugarcane germplasm, and the development of strategies to obtain new cultivars with superior characteristics.