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REVISTA IMPACTO EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Artículo de investigación
Regiones cloroplásticas como herramientas para la identificación
molecular de Campomanesia xanthocarpa O. Berg. en Paraguay
Liliana Noelia Talavera Stefani
1*
y Cinthia Noemí Burgos Cantoni
1
1
Facultad de Ciencias y Tecnología-Universidad Nacional de Itapúa, Paraguay.
*Autor de correspondencia: Liliana Noelia Talavera Stefani; ltalavera@cyt.uni.edu.py
Recibido: 29/12/2020 Aceptado: 19/10/2022
Resumen
El género Campomanesia (Myrtaceae) tiene varios representantes en Paraguay, entre los que
se encuentran C. xanthocarpa (guavira pytã), especie destacada por su utilización en
medicina tradicional y alimentación, y que junto con otras especies co-genéricas forma parte
de la dieta de comunidades mbya guaraní. El objetivo de este trabajo fue seleccionar regiones
cloroplásticas de C. xanthocarpa que puedan utilizarse para DNA barcoding y como
herramientas para estudios filogeográficos. La búsqueda de secuencias disponibles en el
GenBanK permitió identificar que hay disponibles solo 12 accesiones de regiones
cloroplásticas para esta especie, ninguna correspondiente a especímenes de Paraguay. El
análisis de las mismas permitió identificar cinco sitios polimórficos para C. xanthocarpa en
secuencias del gen matk, pudiendo esta región ser utilizada para estudios filogeográficos. En
las accesiones correspondientes al gen RuBisCO no se encontró ningún sitio polimórfico. El
alineamiento con secuencias de especies cogenéricas identificó sitios que podrían ser
específicos. Este análisis deja en evidencia la utilidad de estas regiones cloroplásticas y la
necesidad de analizar estas y otras, en poblaciones de Paraguay, de manera de identificar
polimorfismos y sitios variables interespecíficos útiles para caracterizar poblaciones de esta
especie, así como en la identificación y trazabilidad de la misma.
Palabras clave: Cloroplasto, Código de barras genético, guavira pytã, Campomanesia
xhantocarpa
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Abstract
The genus Campomanesia (Myrtaceae) has several representatives in Paraguay, among
which are C. xanthocarpa, a species noted for its use in traditional medicine and food, along
with other co-generic species is part of the diet of Mbya Guaraní communities. The aim of this
work is to select chloroplastic regions of C. xanthocarpa that is used for DNA barcoding and
as tools for phylogeographic studies. The search for sequences available in GenBanK
identified that there are only 12 accessions of chloroplastic regions available for this species,
none corresponding to specimens from Paraguay. The analysis of them allowed to identify 5
polymorphic sites for C. xanthocarpa in sequences of the matk gene, being able this region to
be used for phylogeographic studies. In the accessions corresponding to the RuBisCO gene,
no polymorphic sites were found. Alignment with cogeneric species sequences identified sites
that could be specific. This analysis shows the usefulness of these regions and the need to
analyze these and others in populations of Paraguay, in order to identify polymorphisms and
interspecific variable sites useful to characterize populations of this species, as well as in the
identification and traceability of the same.
Keywords: Chloroplast, DNA barcoding, guavira pytã, Campomanesia xhantocarpa.
1. Introducción
El género Campomanesia Ruiz y Pav. (Myrtaceae) está representado por arbustos o árboles,
perennes o caducifolios, con hojas simples, opuestas, membranosas, duras o coriáceas, con
venación usualmente broquidódroma y numerosas venas laterales. Sus flores son
hermafroditas, axilares, pedunculadas, con dos bractéolas pequeñas, no foliáceas, caducas
o persistentes. Su fruto es una baya subglobosa generalmente dulce, con una o cuatro
semillas (1, 2).
En cuanto a las especies que representan a este género en Paraguay se encuentran
discrepancias en la bibliografía, en el Manual de Familias y Géneros de árboles del Paraguay
se menciona que son cuatro (1), en cambio, en el Informe sobre el estado de la biodiversidad
para la alimentación y la agricultura de Paraguay se menciona que son seis las especies
silvestres de este género, C. xanthocarpa O. Berg. (guavira pytã), C. adamantium (Cambess)
O. Berg (guaviroba), C. guazumaefolia (Cambess) O. Berg (ñandu apysa ñu), C. obversa y C.
pubescens (D.C.) Berg (guavira pytã) (3). Entre las especies mencionadas, C. xanthocarpa se
destaca por su utilización en la medicina tradicional y como comestible, dado que sus frutos
poseen alto valor nutricional y son consumidos, por ejemplo, junto a los de C. guazumifolia y
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C. pubescens por las comunidades Mbyá - Guaraní de la Reserva Parque Nacional San Rafael
de Itapúa, aunque en el caso del “guavira pytã” también se consume el tallo (3, 4).
En un relevamiento de la flora de los bosques degradados del Bosque Atlántico del Alto
Paraná (BAAPA), se ha encontrado al “guavira pytã” formando parte de estos relictos (5). El
BAAPA representa el remanente del Bosque Atlántico en Paraguay, un área de gran
diversidad biológica pero que ha perdido por lo menos el 70 % de cobertura vegetal, quedando
hoy en día solo remanentes boscosos (6, 7), entonces, es probable que las poblaciones
naturales de esta especie se encuentren reducidas.
En hábitats degradados, los programas de manejo de poblaciones arbóreas utilizan
marcadores moleculares como herramientas para analizar la variabilidad genética existente,
entender patrones filogeográficos y la historia de las poblaciones (8, 9).
Las plantas poseen, además del genoma nuclear, genoma citoplasmático, tanto en
mitocondrias como en cloroplastos, cada uno de ellos posee genes esenciales para sus
funciones, ambos genomas citoplasmáticos difieren tanto en tamaño como en estructura (10).
La diferencia en la forma de transmisión y en patrones de evolución, hace que el análisis de
genealogías a través de estos dos tipos de ADN refleje diferentes aspectos de la historia y
biología de una población (11, 12). El genoma citoplasmático más utilizado, tanto para análisis
filogenéticos como filogeográficos o estructuración espacial, es el cloroplástico (ADNcp) (12,
13). El ADNcp es haploide, de herencia uniparental, exhibe poca o ninguna recombinación y
presenta una tasa evolutiva diferente a la observada en el ADN nuclear (ADNn) (14). Además,
ciertas regiones cloroplásticas son utilizadas como código de barras genético (DNA barcoding)
en la identificación molecular de plantas (12).
Actualmente, son pocos los estudios que abordan la caracterización de esta especie en la
región, no obstante, la necesidad para el manejo y el uso de la especie (15, 17). En Paraguay
no existen aún estudios enfocados en caracterizar estas poblaciones remanentes, si bien se
está llevando a cabo otro tipo de análisis con el fin de establecer la utilidad de los extractos
de plantas de C. xanthocarpa procedentes de Itapúa (16). Por ello, el objetivo de este trabajo
es seleccionar regiones cloroplásticas de Campomanesia xanthocarpa para ser empleadas
en la identificación de la especie (DNA barcoding) y como posibles herramientas para analizar
la variabilidad genética de las poblaciones de C. xhantocarpa de Paraguay y el
establecimiento de relaciones filogeográficas entre mismas.
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2. Materiales y Métodos
Se realizó una búsqueda en la base de datos GenBank de las accesiones disponibles con
secuencias cloroplásticas de C. xanthocarpa y especies cogenéricas.
Para los análisis subsiguientes se seleccionaron los accesos que poseen el mayor número de
secuencias disponibles para C. xanthocarpa.
Con las secuencias se prepararon archivos multifasta de las regiones a analizar para ser
utilizados como archivos de entrada. El alineamiento múltiple fue realizado utilizando la
herramienta Clustal W dentro del software BioEdit, utilizando los parámetros de alineamiento
múltiple completo con 1000 bootstraps (18), posteriormente fue utilizado el software DnaSP
(19) para la búsqueda de polimorfismos y análisis de las regiones.
3. Resultados y Discusión
3.1. Secuencias cloroplásticas disponibles de C. xanthocarpa en el GenBank.
Existen 12 accesiones de secuencias cloroplásticas de C. xanthocarpa en el Genbank, entre
las que se encuentran:
KY392760, acceso correspondiente al genoma cloroplástico completo, secuenciado a partir
de un espécimen de Brasil (14).
MG973217.1 y MG973216.1, secuencias microsatélites cloroplásticas polimórficas (21).
MG718417.1, KF561906.1, KF561905.1 y KF561904.1, secuencias parciales de la
subunidad larga del gen de la RuBisCO (ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa(18,
19).
MG718927.1, KF555387.1 y KF555386.1, secuencias parciales del gen MatK (Maturasa k
(18, 19).
KF421071.1 y KF421071.1, secuencias parciales del gen PsbA y región intergénica psbA-
trnH (23).
3.2. Secuencias parciales del gen matK
Se obtuvo un alineamiento de 771 pb, con las tres secuencias parciales del gen matk y la
región correspondiente al gen matk obtenida del genoma completo de C. xanthocarpa,
encontrándose cinco sitios polimórficos (Tabla 1).
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Tabla 1. Sitios polimórficos encontrados en el alineamiento de las regiones parciales del gen
matK para C. xanthocarpa.
Posición
1
Número de acceso
652
748
929
942
1019
MG718927.1
G
G
C
A
C
KF555387.1
A
G
C
C
T
KF555386.1
A
A
G
A
C
KY392760.1:c3698-2184v
G
G
C
A
C
1
Las posiciones hacen referencia al acceso KY392760.1:c3698-2184v
Se realizó además un alineamiento con secuencias disponibles para C. guazumifolia
(MG718926.1) y C. guavirova (MG718609.1). Analizando los sitios variables, se identificaron
tres variantes, A/C, A/G y T/G solo en la secuencia correspondiente al C. guazumifolia
(posición 729, 772 y 1177, respectivamente, en referencia a KY392760.1:c3698-2184v), estos
sitios podrían utilizarse para el diseño de cebadores específicos que diferencien entre C.
xanthocarpa y C. guazumifolia, aunque sería necesaria la caracterización de esta región en
poblaciones paraguayas para definir la utilización de estos sitios. Los genes matK, psbA-trnH
y trnL son mencionados como herramientas interesantes para DNA barcoding para estudios
de plantas tropicales, debido a su amplia disponibilidad en las bases de datos (22).
3.3. Secuencias parciales de la RuBisCO
Se alinearon las cuatro secuencias disponibles para C. xanthocarpa de la RuBisCO,
obteniéndose un alineamiento de 537 pb, no encontrándose a lo largo de esta región ni un
solo sitio variante. Del alineamiento obtenido (505 pb) agregando secuencias de C. guaviroba
(MG833623.1 y MG718057.1) y C. guazumifolia (MG718416.1), se observaron tres sitios
polimórficos (Tabla 2).
Tabla 2. Sitios polimórficos encontrados en el alineamiento de las regiones parciales de la
RuBisCO para géneros de Campomanesia identificados en Paraguay y disponibles en el
GenBank.
Posición
1
Número de acceso
73
245
246
MG718417.1, KF561906.1, KF561905.1 y KF561904.1
A
C
C
MG833623.1- C. guaviroba
A
G
G
MG718416.1- C. guazumifolia
C
G
C
MG718057.1- C. guaviroba
A
C
C
1
Las posiciones hacen referencia al acceso KF561906.1
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Considerando la ausencia de variantes en las secuencias correspondientes a C. xanthocarpa,
esta región podría ser utilizada como DNA barcoding. Además, la variante encontrada
únicamente en la secuencia correspondiente a C. guazumifolia podría también servir para el
diseño de cebadores específicos que permitan la identificación de la especie por medio de
amplificación y posterior electroforesis sin necesidad de secuenciación.
La utilización de cebadores universales permite la amplificación de estas regiones
cloroplásticas en casi todas las especies vegetales (24–26), lo que las convierte en
herramientas útiles para ser empleadas como DNA barcoding, y para estudios filogeográficos.
Con relación a C. pubescens, también utilizada en Paraguay, se ha establecido que no posee
accesos para las regiones analizadas, ni tampoco tiene secuenciado el genoma cloroplástico,
de manera que no se pudieron realizar comparaciones.
El análisis del genoma cloroplástico completo de varias especies de la familia Myrtaceae
incluida C. xanthocarpa, señaló a la región ycf2 como prometedora para la identificación de
especies (20), sin embargo, en este trabajo no se pudo evaluar la variación intraespecífica
debido a la falta de otras secuencias disponibles.
4. Conclusiones
La especie C. xanthocarpa tiene disponibles únicamente 12 accesiones de regiones
cloroplásticas en la base de datos del GenBank, ninguna de ellas corresponde a especímenes
de Paraguay. Mediante la comparación de las secuencias disponibles de varios especímenes
de “guavira pytã” para la región RuBisCO y matK, se identificaron regiones polimórficas
únicamente en la región parcial matK, y ningún polimorfismo para RuBisCO, pudiendo ser la
región matk, además de utilizada para identificación molecular de la especie, un marcador
para análisis filogeográficos. En cuanto a sitios variables entre las secuencias disponibles para
especies cogenéricas se encontraron algunas posiciones que podrían ser específicas, aunque
se deben caracterizar estas regiones, así como otras, por ejemplo, las regiones trnL, tanto
para poblaciones paraguayas de C. xanthocarpa como especies cogenéricas de interés y
simpátricas, tanto para búsqueda de sitios polimórficos, como de variaciones específicas de
especie.
Conflicto de interés: Los autores declaran que no existen conflictos de interés en la
información presentada.
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Agradecimientos: A la Facultad de Ciencias y Tecnología por el apoyo y fomento a la
investigación.
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