El maíz mexicano y su El maíz mexicano y su diversidad moleculardiversidad molecular

Coordinadores:

Amalio Santacruz VarelaLeobigildo Córdova Téllez

Antecedentes

La clasificación del maíz

Uno de los pioneros en clasificar los tiposde maíces fue E.L. Sturtevant en el sigloXIX En ese tiempo los maíces fueronXIX. En ese tiempo los maíces fueronclasificados en 1) cristalino, 2), harinoso,3) dentado, 4) palomero, 5) dulce.

En la década de 1940s Anderson y Cutlerpropusieron clasificar la variabilidad demaíces en razas, considerando para tal, pagrupación información de la planta entera;espiga y hoja, así como mazorca y grano.

Variabilidad el maíz en México

Gran variabilidad en formas, tamaños,colores áreas de adaptación usos etccolores, áreas de adaptación, usos, etc.

Se ha adoptado la categoría de razapara la clasificación. El primer estudiopara el caso de México es el reportadopor Wellhausen et al. (1951), en el quese describen:se describen:

• 25 razas

• 3 sub-razas

• 7 tipos pobremente definidos.

Reportes posteriores de razas de maíz en México

◦ Hernández y Alanís (1970): 5 razas (Apachito, Azul, Gordo, Bofo y Tablilla de Ocho)

p p

)◦ Ortega (1979): 3 razas (Coscomatepec, Motozinteco y Elotero de

Sinaloa)◦ Ortega (1985): 5 razas (Ratón, Tuxpeño Norteño, Cristalino de

Chihuahua, Onaveño y Palomero de Chihuahua)◦ Benz (1986): 5 razas (Chatino Maizón, Mixeño, Choapaneco, Mixteco

y Serrano Mixe) ◦ Sanchez (1989): 4 razas (Zamorano Amarillo Mushito Dulcillo del◦ Sanchez (1989): 4 razas (Zamorano Amarillo, Mushito, Dulcillo del

Noroeste y Blandito)◦ Sánchez et al. (2000): reporta 59 razas descritas◦ Mijangos-Cortés et al. (2007): 1 raza (Purépecha)Mijangos Cortés et al. (2007): 1 raza (Purépecha)◦ Aragón C., F. (Com. Pers., 2008): 35 razas sólo en Oaxaca

Total: ¿60-70?

2. Objetivos

Documentar la existencia de las razas de mexicanas de maíz descritas enla literatura y su presencia y representatividad en los bancos nacionales de

lgermoplasma.

Establecer una colección de referencia racial que sirva como rectora en ladefinición de nuevas razas.

Generar una matriz el universo de alelos de SSRs y su prevalencia en cadauna de las razas mexicanas.

Realizar un análisis de la diversidad genética a nivel de raza mediantemarcadores de secuencias simples repetidas de ADN.

Generar una función discriminante capaz de ubicar nuevas poblaciones enl d l d it i i di i d l i t i dalguna de las razas descritas y proporcionar indicios de la existencia de

nuevas razas.

Revisión DocumentalRevisión Documental

Razas mexicanas de maíz con alguna mención en la literatura desde 1951 hasta 2009# RAZA ID  # RAZA ID  # RAZA ID  # RAZA ID 1 Apachito 3 21 Dzit-Bacal 2 41 Mushito 2 61 Serrano de Jalisco 82 Arrocillo amarillo 2 22 Elotes Cónicos 2 42 Nal-Tel 2 62 Serrano de Oaxaca 103 Azul 3 23 Elotes Occidentales 2 43 Nal-Tel de Altura 10 63 Serrano Mixe 5

hasta 2009.

4 Bofo 3 24 Coscompatepec 6 44 Negrito 7 64 Palomero Jalisciense 25 Bolita 2 25 Cristalino de Chihuahua 4 45 Negro de Chimaltenango 7 65 Palomero Poblano 26 Cacahuacintle 2 26 Dulce de Jalisco 8 46 Negro de Tierra Fría 10 66 Perla 27 Carmen 11 27 Dulcillo del Noroeste 2 47 Negro Mixteco 10 67 Tablilla de Ocho 38 Celaya 2 28 Elotero de Sinaloa 6 48 Olotillo 2 68 Tabloncillo 29 Chalqueño 2 29 Fasciado 8 49 Olotón 2 69 Tehua 2q10 Chapalote 2 30 Gordo 3 50 Olotón Imbricado 10 70 Tepecintle 211 Chatino Maizón 5 31 Harinoso de ocho 2 51 Onaveño 2 71 Tunicata 812 Chiquito 6 32 Jala 2 52 Palomero de Chihuahua 4 72 Tuxpeño 213 Choapaneco 5 33 Lady Finger 8 53 Palomero Toluqueño 2 73 Tuxpeño Norteño 414 Clavillo 8 34 Maíz Ancho 6 54 Pepitilla 2 74 Uruapeño 715 Comiteco 2 35 Maíz Blando de Sonora 2 55 Purepecha 9 75 Vandeño 215 Comiteco 2 35 Maíz Blando de Sonora 2 55 Purepecha 9 75 Vandeño 216 Complejo Chihuahua Blanco 11 36 Maíz dulce 2 56 Quicheño 6 76 Xmejenal o Xmejen-nal 817 Complejo Serrano de Jalisco 2 37 Mixeño 5 57 Ratón 4 77 Zamora 818 Conejo 2 38 Mixteco 5 58 Reventador 2 78 Zamorano Amarillo 219 Cónico 2 39 Motozinteco 6 59 Salpor 7 79 Zapalote chico 220 Cónico Norteño 2 40 Mountain Yellow 1 60 San Juan 8 80 Zapalote grande 2

1= Anderson (1946) 4= Ortega (1985) 7=Sánchez et al. (2000)* 10= Aragón (2006)*2= Wellhausen et al (1951) 5= Benz (1986) 8= Turrent y Serratos (2004)* 11= CONABIO (2006)*3= Hernández y Alanís (1970) 6= Ortega (1991) 9= Mijangos (2005)

ID = Identificador

R i d í b j áli iRazas mexicanas de maíz bajo análisis1. Apachito 23. Elotes Occidentales 45. Palomero Toluqueño 2. Arrocillo 24. Gordo 46. Pepitilla 3. Azul 25. Harinoso de Ocho 47. Purépecha 4 B f 26 J l 48 R tó4. Bofo 26. Jala 48. Ratón5. Bolita 27. Maíz Ancho 49. Reventador 6. Cacahuacintle 28. Maíz Blando de Sonora 50. Salpor 7. Celaya 29. Maíz Dulce de Jalisco 51. Serrano Mixe 8. Chalqueño 30. Maizón 52. Serrano Tapalpaq p p9. Chapalote 31. Mixeño 53. Tablilla de Ocho 10. Choapaneco 32. Mixteco 54. Tabloncillo 11. Clavillo 33. Motozinteco 55. Tabloncillo Perla 12. Comiteco 34. Mountain Yellow 56. Tehua 13. Complejo Serrano de Jalisco 35. Mushito 57. Tepecintle13. Complejo Serrano de Jalisco 35. Mushito 57. Tepecintle14. Conejo 36. Nal-Tel 58. Tuxpeño 15. Cónico 37. Nal-Tel de Altura 59. Tuxpeño Norteño 16. Cónico Norteño 38. Negrito 60. Uruapeño 17. Coscomatepec 39. Negro de Chimaltenango 61. Vandeño 18 Cristalino de Chihuahua 40 Olotillo 62 Xmehenal18. Cristalino de Chihuahua 40. Olotillo 62. Xmehenal19. Dulcillo del Noroeste 41. Olotón 63. Zamorano Amarillo 20. Dzit-Bacal 42. Onaveño 64. Zapalote Grande 21. Elotero de Sinaloa 43. Palomero de Chihuahua 65. Zapalote Chico 22. Elotes Cónicos 44. Palomero de Jalisco

Accesiones % Accesiones %

Accesiones resguardadas en el Banco de Germoplasma del INIFAP

# RazaAccesiones

INIFAP%

RRTA# Raza

AccesionesINIFAP

%RRTA

1 COCOSMATEPEC 1.00 0.01 29 REVENTADOR 42.00 0.422 CONEJO 1.00 0.01 30 ELOTES OCCIDENTALES 50.00 0.503 ELOTERO DE SINALOA 1.00 0.01 31 VANDEÑO 51.00 0.514 CUBANO AMARILLO 2.00 0.02 32 COMITECO 53.00 0.535 GORDO 2.00 0.02 33 TEPECINTLE 55.00 0.556 HARINOSO DE OCHO 2.00 0.02 34 DZILT-BACAL 58.00 0.587 QUICHEÑO 2.00 0.02 35 MUSHITO 63.00 0.638 TABLILLA DE OCHO 2.00 0.02 36 BOLITA 69.00 0.699 PALOMERO DE CHIHUAHUA 3.00 0.03 37 ANCHO 70.00 0.70

10 NAL TEL DE ALTURA 4 00 0 04 38 NAL TEL 75 00 0 7610 NAL-TEL DE ALTURA 4.00 0.04 38 NAL-TEL 75.00 0.7611 AZUL 6.00 0.06 39 CRISTALINO DE CHIHUAHUA 77.00 0.7812 TABLILLA 11.00 0.11 40 TUXPEÑO NORTEÑO 78.00 0.7913 PALOMERO 15.00 0.15 41 OLOTON 80.00 0.8114 TEHUA 15.00 0.15 42 PEPITILLA 86.00 0.8715 APACHITO 16.00 0.16 43 TABLONCILLO PERLA 104.00 1.0516 ZAMORANO 16.00 0.16 44 ARROCILLO 118.00 1.1917 DULCE 19.00 0.19 45 OLOTILLO 146.00 1.4718 PALOMERO TOLUQUEÑO 19.00 0.19 46 TABLONCILLO 150.00 1.5119 CHAPALOTE 20.00 0.20 47 ELOTES CONICOS 156.00 1.5720 JALA 22.00 0.22 48 CELAYA 348.00 3.5021 ZAPALOTE GRANDE 22 00 0 22 49 CHALQUEÑO 418 00 4 2121 ZAPALOTE GRANDE 22.00 0.22 49 CHALQUEÑO 418.00 4.2122 BLANDITO 27.00 0.27 50 CONICO NORTEÑO 467.00 4.7023 BOFO 30.00 0.30 51 TUXPEÑO 635.00 6.3924 DULCILLO 32.00 0.32 52 CONICO 1,055.00 10.6225 ONAVEÑO 32.00 0.3226 TAMAULIPECO 36.00 0.36 SIN CLASIFICAR 4,996.00 50.3027 CACAHUACINTLE 37.00 0.3728 ZAPALOTE CHICO 38.00 0.38 TOTAL 9,939.00

RRTA: Representatividad respecto al total de accesiones

Accesiones de maíz mexicano en el Banco de Germoplasma del CIMMYT. Elaborado con información de Taba et al. (2003).

# Razas #Accesiones

% RRTA*

# Razas #Accesiones

%RRTA*

1 Maizón 1 0.012 31 Tabloncillo Perla 32 0.3892 Negrito 1 0.012 32 Bofo 36 0.4373 Quicheño 1 0.012 33 Elotes Occidentales 38 0.4624 Complejo Serrano de Jalisco 2 0 024 34 Reventador 46 0 5594 Complejo Serrano de Jalisco 2 0.024 34 Reventador 46 0.5595 Jala 2 0.024 35 Arrocillo 52 0.6326 Lady Finger 2 0.024 36 Ancho 62 0.7537 NAL-TEL amarillo de tierra alta 2 0.024 37 Oloton 68 0.8268 Fasciado 3 0.036 38 Mushito 72 0.8759 Harinoso 3 0.036 39 Pepitilla 73 0.887

10 Dulcillo del Noroeste 4 0.049 40 Zapalote Chico 83 1.00810 Dulcillo del Noroeste 4 0.049 40 Zapalote Chico 83 1.00811 Tehua 4 0.049 41 Dzit-Bacal 90 1.09312 Tuxpeño Norteño 5 0.061 42 Elotes Cónicos 132 1.60313 Tamaulipeco 6 0.073 43 Vandeño 178 2.16214 Chapalote 7 0.085 44 Tepecintle 203 2.46615 Conejo 7 0.085 45 Nal-Tel 211 2.56316 Zamorano Amarillo 7 0.085 46 Tabloncillo 223 2.70917 Azul 8 0.097 47 Bolita 236 2.86718 Ratón 8 0.097 48 Olotillo 303 3.68119 Tablilla de Ocho 9 0.109 49 Chalqueño 463 5.62420 San Juan 10 0.121 50 Cónico Norteño 617 7.49521 Harinoso de Ocho 11 0.134 51 Celaya 785 9.53622 Clavillo 14 0.170 52 Cónico 1,218 14.79623 Comiteco 14 0.170 53 Tuxpeño 2,226 27.04124 Onaveño 18 0.21925 Palomero 18 0.219 SUBTOTAL 7726 93.85326 Cacahuacintle 20 0.24327 Gordo 20 0.243 Otros nombres 157 1.90728 Maíz Dulce 21 0.255 Sin clasificar 349 4.24029 Zapalote Grande 23 0.27930 Apachito 28 0.340 TOTAL 8232 100

* RRTA= Representatividad respecto al total de accesiones

Adquisición de Germoplasmaq p

Una vez definidas las razas se procedió a revisar las bases de d t d l P t LAMP (DBMU 1992) l b d O t t ldatos del Proyecto LAMP (DBMU, 1992) y la obra de Ortega et al.(1991), con la finalidad de identificar 20-25 accesiones tipo para cada una de las razas contempladas en el estudio.

Se realizó la solicitud de semilla a diferentes instituciones

CIMMYTCIMMYTCIRCENTRO INIFAPUniversidad Autónoma ChapingoColegio de Postgraduados

Análisis Fisiológicog

Prueba de germinación estándar en laboratorio (20 semillas por población)

Análisis Fisiológicog

Germinación a través de años

80

100

120

ción

40

60

80

Ger

min

ac

0

20

40

%

0 10 20 30 40 50

Años de almacenamiento

Incremento de SemillaIncremento de Semilla

Cruzas fratrnales PaP

Localidades: Roque, Gto. Tepetates, Ver.Localidades:Texcoco, Edo. de Méx.Huejotzingo, Pue.Tepetates, Ver.

q

Tepic, Nay.Saltillo, Coah.Tepalcingo, Mor.Roque Gto Huejotzingo Pue Texcoco Edo de MéxRoque, Gto.Iguala, Gro.Tuxtla Gutiérrez, ChisEtla, Oax.

Huejotzingo, Pue, Texcoco, Edo. de Méx.

Verificación Racial

Definición de Colección de Referencia Racial

Colección de Referencia RacialArrocillo Amarillo

Hgo-192 Mex-108

Ver-311 Tlax-88

Colección de Referencia RacialCacahuacintle

Mex-7 Mex-212

Pue-709 Tlax-316

Extracción de ADNCaracterización Molecular (Colección de Referencia Racial)

63 razas10 poblaciones “tipo” por raza25 individuos por población

Las muestran se encuentran congeladas a una temperatura de -20 °C.

Cuantificación de ADN

Obtener al menos un microgramo de ADN por individuoRelación de absorbancia 260/280 nm entre 1.0 y 2.0

Amplificación de ADN

Utilizando iniciadores con etiqueta fluorescente para 31 loci.

Desnaturalización inicial de 4 minutos a 95 °C,

25 ciclos de

1 minuto a 95 °C (desnaturalización)1 minuto a 95 C (desnaturalización), 2 minutos a 55 °C (alineación) 2 minutos a 72 °C (extensión) 1 hora de extensión final a 72 °C.

Cuadro 1. Iniciadores a utilizar para la amplificación de Secuencias Simples Repetidas en

poblaciones de razas mexicanas de maízpGrupo Locus BIN # Unidad

Repetitiva Tamaño de fragmento

(bp)

Iniciador adelante// Iniciador en reversa

phi127 2.07 GTGC 105-126 ROX-ATATGCATTGCCTGGAACTGGAAGGA// AATTCAAACACGCCTCCCGAGTGT

phi051 7 06 AGG 136-154 6-FAM-GCGAAAGCGAACGACAACAATCTT// phi051 7.06 AGG 136 154 6 FAM GCGAAAGCGAACGACAACAATCTT// ACATCGTCAGATTATATTGCAGACCA

1 phi115 8.03 ATAC 292-312 HEX-GCTCCGTGTTTCGCCTGAA// ACCATCACCTGAATCCATCACA

phi015 8.08 TTTG 76-113 HEX-GCAACGTACCGTACCTTTCCGA// ACGCTGCATTCAATTACCGGGAAG

phi033 9.02 CCT 224-270 6-FAM-ATCGAAATGCAGGCGATGGTTCTC// ATCGAGATGTTCTACGCCCTGAAGT

phi053 3.05 ATGT 169-213 ROX-CTGCCTCTCAGATTCAGAGATTGAC// AACCCAACGTACTCCGGCAG

phi072 4.01 CAAA 134-163 6-FAM-GTGCATGATTAATTTCTCCAGCCTT// GACAGCGCGCAAATGGATTGAACT

phi093 4.08 CTAG 272-296 ROX-GTGCGTCAGCTTCATCGCCTACAAG// CCATGCATGCTTGCAACAATGGATACA CCATGCATGCTTGCAACAATGGATACA

2 phi024 5.00 CCT 354-376 HEX-CTCCGCTTCCACTGTTCCA// TGTCCGCTGCTTCTACCCA

phi085 5.06 GCGTT 233-266 6-FAM-AGCAGAACGGCAAGGGCTACT// TTTGGCACACCACGACGA

phi034 7.02 CCT 123-160 HEX-TAGCGACAGGATGGCCTCTTCT// GGGGAGCACGCCTTCGTTCT

phi121 8.04 CCG 93-105 6-FAM-AGGAAAATGGAGCCGGTGAACCA// TTGGTCTGGACCAAGCACATACAC

phi056 1.01 GCC 231-278 ROX-ACTTGCTTGCCTGCCGTTAC// CGCACACCACTTCCCAGAA

3 phi064 1.11 ATCC 75-121 HEX-CGAATTGAAATAGCTGCGAGAACCT// ACAATGAACGGTGGTTATCAACACGC

phi050 10 03 AAGC 77-87 ROX-AACATGCCAGACACATACGGACAG// phi050 10.03 AAGC 77 87 ROX AACATGCCAGACACATACGGACAG// ATGGCTCTAGCGAAGCGTAGAG

Cuadro 1. Iniciadores a utilizar para la amplificación de Secuencias Simples Repetidas en

poblaciones de razas mexicanas de maíz Grupo Locus BIN # Unidad

Repetitiva Tamaño de fragmento

(bp)

Iniciador adelante// Iniciador en reversa

phi96100 2.00-

2.01 ACCT 218-300 6-FAM-AGGAGGACCCCAACTCCTG//

TTGCACGAGCCATCGTAT 4 hi101249 ? AGAT 114 161 6 FAM TTCCTCCTCCACTGCCTC//4 phi101249 ? AGAT 114-161 6-FAM-TTCCTCCTCCACTGCCTC//

AAGAACAGCGAAGCAGAGAAGG phi109188 ? AAAG 148-172 HEX-AAGCTCAGAAGCCGGAGC//

GGTCATCAAGCTCTCTGATCG phi029 3.04 AG-AGGG 139-176 ROX-TCTTTCTTCCTCCACAAGCAGCGAA//

TTTCCAGTTGCCACCGACGAAGAACTT 5 phi073 3 05 AGC 186-203 HEX-GTGCGAGAGGCTTGACCAA//5 phi073 3.05 AGC 186 203 HEX GTGCGAGAGGCTTGACCAA//

AAGGGTTGAGGGCGAGGAA phi96342 10.XX ATCC 223-256 6-FAM-GTAATCCCACGTCCTATCAGCC//

TCCAACTTGAACGAACTCCTC phi109275 ? AGCT 121-144 6-FAM-CGGTTCATGCTAGCTCTGC//

GTTGTGGCTGTGGTGGTG phi427913 1.XX ACG 117-207 ROX-CAAAAGCTAGTCGGGGTCA//

ATTGTTCGATGACACACTACGC6 phi265454 1.10-

1.11 AGG 190-240 6-FAM-CAAGCACCTCAACCTCTTCG//

TCCACGCTGCTCACCTTC phi402893 2.00 AGC 205-243 HEX-GCCAAGCTCAGGGTCAAG//

CACGAGCGTTATTCGCTGT phi346482 1.XX AGG 103-141 HEX-GCATCACACTTCACACAACAA//

GTGGAATAGGAGGCGAGAGAGG GTGGAATAGGAGGCGAGAGAGG7 phi308090 4.04-

4.05 AGC 190-226 6-FAM-CAGTCTGCCACGAAGCAA//

CTGTCGGTTTCGGTCTTCTT phi330507 5.02-

5.06 CCG 128-161 ROX-GTAAAGTACGATGCGCCTCCC//

CGGGGTAGAGGAGAGTTGTG phi213398 4.01-

4.04 ACC 287-320 6-FAM-GTGACCTAAACTTGGCAGACCC//

CAAGAGGTACCTGCATGGC 8 phi339017 5.XX AGG 138-159 HEX-ACTGCTGTTGGGGTAGGG//

GCAGCTTGAGCAGGAAGC phi159819 6.00-

6.08 CCG 119-139 6-FAM-GATGGGCCCTAGACCAGCTT//

GCCTCTCCCATCTCTCGGT

Análisis de Fragmentos

Determinación de alelos a nivel de número de nucleótidos.

63 razas x 10 poblaciones x 25 individuos x 31 marcadores = 488,250 muestras

Perfil Alélico

Análisis de diversidadRiqueza AlélicaRiqueza Alélica

¡¡ 863 alelos en 31 loci, 27.8 alelos/locus !!

CHAPALOTE

phi 056phi 402893phi 96100

phi 072

phi 213398

phi 024

phi 034 phi 033 249

149 361

138

248 274214

303

phi 109275

phi 427913phi 96342

120

133

146

241

phi 029

phi 053phi 073

phi 330507

phi 308090

p

phi 159819phi 115

phi 121

phi 033phi 050303

249

19594

86151

190220

135

124phi 339017 146 10

phi 127

phi 093phi 085

phi 051

phi 015

115 134

96289258

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

phi 265454phi 064 95

22251

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Sánchez et al. (2000) Economic Botany 54: 43-59

54 razas (209 poblaciones, 12 individuos por población), 37 loci de ( p , p p ),isoenzimas: 303 alelos, promedio de 8.6 alelos/locus

Reif et al. (2006) Theoretical & Applied Gentics 113: 177-185

24 razas (25 poblaciones, 20 individuos por población), 25 loci de microsatélites: 196 alelos, promedio de 7.8 alelos/locus variando de 4 a 14

Análisis de diversidad

Análisis de diversidad

Análisis de diversidad

Análisis de diversidad

Colaboradores

Dr. Fernando Castillo GonzálezDr. Rafael Ortega PaczkaDr Juan Manuel Hernández Casillas

M.C. César del Angel Hernández G.M.C. Mario Rocandio RodríguezM C Aremi R Contreras ToledoDr. Juan Manuel Hernández Casillas

Dr. Gustavo López RomeroDr. Abel Gil MuñozDr. Higinio López Sánchez

M.C. Aremi R. Contreras ToledoM.C. Braulio Torres MoralesM.C. Miriam Sánchez VegaIng. María José Morales Martínez

Dr. Froylán Rincón SánchezDr. Noel O. Gómez MontielM.C. Flavio Aragón CuevasDra. Claudia Castañeda Saucedo

M.C. Yolanda del Rocío Moreno R.M.C. Emmanuel Ibarra EstradaC. Juan Herrera HernándezC Laura Carrillo ReyesDra. Claudia Castañeda Saucedo

M.C. J. Guadalupe RodríguezDr. Bulmaro Coutiño EstradaDr. Juan Apolinar Aguilar CastilloD Ab l M ñ O

C. Laura Carrillo ReyesM.C. Edgardo Bautista RodríguezM.C. Virgilio Moreno FigueroaC. J. Isabel Vázquez GonzálezC C i ti Sá h RDr. Abel Muñoz Orozco

Dr. Pedro Antonio LópezDr. Paulino Pérez Rodríguez

C. Cristian Sánchez RosasLic. Evelia Méndez VergaraEtc……..

¡¡GRACIAS!!¡¡GRACIAS!!