Revista Peruana de Biología

Agrotransformación y evaluación de la resistencia a Phytophthora infestans en Solanum tuberosum L. variedad Désirée

El Oomiceto Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, agente causal de la enfermedad denominada tizón tardío, es el principal responsable del déficit en rendimiento y producción en el cultivo de papa a nivel mundial; una de las alternativas a considerar en la lucha contra este patógeno es la integración de secuencias completas de genes R en el genoma de la papa a través de Agrotransformación. El gen Rpi-blb2 (gen R) de la especie silvestre Solanum bulbocastanum Dunal, presenta una amplia resistencia a los aislamientos de P. infestans, haciéndolo un importante candidato en los estudios de mejoramiento genético en plantas. En el presente trabajo se describe la introducción del gen Rpi-blb2 por Agrobacterium tumefaciens en el genoma de la papa variedad Désirée, la caracterización molecular de 29 eventos transformados e infección de plantas completas con el aislamiento POX067 de P. infestans obtenido en el Perú. Los eventos Désirée [Rpi-blb2] 4 y Désirée [ Rpi-blb2] 30, presentaron una resistencia considerable frente a la infección de P. infestans, comprobando de esta manera la transferencia del gen Rpi-blb2 de una especie silvestre a una cultivada mediante transformación genética.

The Oomycete Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, the causal agent of the disease known as late blight, is primarily responsible for the decreased in production performance and potato crops worldwide. The integration of the complete R genes sequences in the potato genome using Agro-transformation appears an alternative to be considered in the fight against this pathogen. The Rpi-blb2 gene (R gene) from the wild species Solanum bulbocastanum Dunal shows a broad resistance to isolates of P. infestans, making it an important candidate for plant breeding studies. This paper reports the integration of the Rpi-blb2 gene into potato var. Désirée genome by Agrobacterium tumefaciens - mediated transformation system, the molecular characterization of 29 events transformed and whole plant infection with isolate POX67 of P. infestans from Peru. Désirée events [Rpi-blb2] 4 and Désirée [Rpi-blb2] 30, showed a substantial resistance to P. infestans infection confirming complete transfer of the Rpi-blb2 gene from a wild species to a cultivated species by genetic transformation.

Identificación de genes relacionados a sequía en papas nativas empleando RNA-Seq

El reciente desarrollo del RNA-Seq, un método de secuenciamiento masivo en paralelo para el análisis de transcriptomas permite conocer el perfil de expresión de las plantas en respuesta a estrés de tipo abiótico y biótico. En este estudio, se secuenció el mRNA proveniente de hojas y raíces de dos variedades de papas nativas expuestas a diferentes niveles de sequía. Lecturas o reads de 50 pares de bases provenientes de mRNA se mapearon al genoma de papa: 75 - 82% mapearon a posiciones únicas, 6 - 14% mapearon a múltiples posiciones y 9 - 12% no mapearon a posición alguna del genoma. Comparando los perfiles de expresión, se encontraron entre 887 - 1925 genes inducidos/reprimidos por sequía en la variedad sensible y 998 - 1995 en la tolerante. Este estudio generó información de gran valor que podrá ser utilizada en futuros estudios para comprender mejor los mecanismos moleculares de resistencia a sequía en papa y especies cercanas.

The recent advent RNA sequencing technology (RNA-Seq), a massively parallel sequencing method for transcriptome analysis, provides an opportunity to understand the expression profile of plants in response to biotic and abiotic stress. In this study, the mRNA was sequencing from leaves and roots of two native potato varieties at different levels of drought. Fifty-base-pair reads from whole mRNAs were mapped to the potato genomic sequence: 75 - 82% mapped uniquely to the genome, 6 - 14% mapped to several locations in the genome and 9 - 12% had no match in the genome. Comparing expression profiles, 887 to 1925 genes were found to be induced/repressed by drought in the sensible variety and 998 to 1995 in the tolerant. This research provides valuable information for future studies and deeper understanding of the molecular mechanism of drought resistance in potato and related species.

Diversidad genética de papas nativas ( Solanum spp.) conservadas en cultivares nativos del Perú

El presente trabajo analiza el grado de diversidad genética utilizando 18 marcadores micro-satélites, de una muestra aleatoria de 79 variedades nominales de papa nativa (Solanum spp.) procedentes de cinco regiones políticas del Perú (Ayacucho, Cajamarca, Cusco, Huancavelica y Puno), cultivadas en "chacras" de agricultores que colaboraron con el proyecto "Conservación in situ de los cultivos nativos y sus parientes silvestres". De los 18 marcadores, 17 amplifica-ron un solo locus polimórfico, siendo el promedio de alelos por locus de 8.79. Se obtuvo una similitud media de 0.62 y rangos de agrupamiento que varíaron desde 0.41 a 0.98. Para los 19 loci registrados se obtuvo un total de 166 alelos. La región de Cuzco presentó el mayor número de alelos (130 alelos). De los 166 alelos caracterizados, 72 alelos (43.37%) fueron comunes o compartidos con las 5 regiones de colecta. La región de Puno presento el mayor numero de alelos exclusivos (8 alelos). Las 42 variedades nominales de S. tuberosum subsp. andigena tuvieron una diversidad promedio de 0.74 y las 18 variedades nominales de S. x chaucha una diversidad promedio de 0.70. Los valores de polimorfismo (PIC = 0.55 - 0.85) y los índices de diversidad genética obtenidos indicarían que los microsatélites evaluados logran identificar altos niveles de diversidad genética, pero a la vez no son suficientes para discriminar grupos diferenciados por procedencia o especies. Nuestros análisis indican que existe un alto grado de diversidad genética y corroboran los resultados obtenidos de los inventarios y caracterizaciones morfológicas realizadas in situ; también podemos concluir que existiría un pool de genes común que se encontrarían ampliamente distribuidos entre las regiones estudiadas.

This paper analyzes the genetic diversity of 79 accessions of native potato varieties (Sola-num spp.) using 18 microsatellite markers. A random sample from Ayacucho, Cajamarca, Cusco, Huancavelica and Puno from "chacras" of farmers who collaborated with the "In situ conservation of native crops and wild relatives" were used. 17 markers amplified one single polymorphic locus, the mean number of alleles per locus was 8.79. The mean similarity was 0.62 and clustering indexes varied between 0.41 and 0.98. 19 loci showed a total of 166 alle-les. Cuzco had the highest number of alleles (130 alleles). Of the 166 characterized alleles, 72 alleles (43.37%) were common or shared with 5 sampling sites. Puno had the highest number of exclusive alleles (8 alleles). The 42 varieties of S. tuberosum subsp. andigena showed a mean diversity of 0.74 and 18 varieties of S. x chaucha an average diversity of 0.70. Polymorphism (PIC = 0.55 to 0.85) and genetic diversity indices show that microsatellites evaluated can identify high levels of genetic diversity, but also are not sufficient to discriminate differentiated by origin or species groups. Our analyzes indicate a high genetic diversity and are consistent with inventories and morphological characterizations performed in situ, we can also conclude that there would be a common pool of genes would be found widely distributed among the regions studied.

Efecto de Maytenus macrocarpa “Chuchuhuasi” en el sistema reproductor masculino del ratón (Mus musculus)

Maytenus macrocarpa (Chuchuhuasi) es un árbol nativo de la región Amazónica del Perú utilizado como planta medicinal para el tratamiento de muchas enfermedades, sin embargo su efecto sobre el sistema reproductor masculino aún no ha sido elucidado. El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto del extracto acuoso de M. macrocarpa en dosis diarias durante 7 días sobre los parámetros reproductivos de ratones machos. Se utilizó machos maduros de la cepa C57BL divididos en 2 grupos (n=10), Grupo Control (C): NaCl 0.9% y Grupo Tratamiento (T): Extracto acuoso de Chuchuhuasi, ambos suministrado diariamente vía sonda esofágica y al octavo día fueron eutanizados. Se registraron el peso corporal y de los órganos reproductivos: testículo, epidídimo y conducto deferente, se evaluaron la concentración, movilidad y morfología espermática. En nuestros datos observamos diferencias significativas (Prueba t- Student P=0.05) en el peso de la cabeza y cuerpo del epidídimo (C: 19.25±1.1 vs T: 21.26±2.0), el peso del conducto deferente (C: 10.62±0.7 vs T: 11.75±0.5), movilidad espermática progresiva (C: 42.16±5.2 vs T: 25.82±8.4) e Inmóviles (C: 36.05±4.9 vs T: 48.51±7.2). No se observaron diferencias en el recuento espermático entre ambos grupos. La morfología espermática normal disminuyó con la ingesta de M. macrocarpa (Prueba t-Student p<0.05) (C: 39.72±1.3 vs T: 30.78±4.9). Concluimos que el extracto acuoso de M. macrocarpa presenta un efecto negativo en el sistema reproductivo masculino de ratones.

Maytenus macrocarpa (chuchuhuasi) is native tree of the Peruvian Amazon used as traditional medicine for the treatment of many diseases, but its effect on the male reproductive system has not yet been elucidated. The aim of this study is evaluate the effect of aqueous extract of M. macrocarpa in daily doses for 7 days on reproductive parameters of male mice. We used C57BL mature male mice divided into 2 groups (n= 10), Control Group (C): 0.9% NaCl and Treatment group (T): Aqueous extract of Chuchuhuasi, both supplied daily via oral gavages. At the eight day of treatment the mice were euthanized. The weight of the body and reproductive organs: testis, epididymis and vas deferens, were registered. Concentration, motility and sperm morphology were evaluated. The results showed significantly differences (t- Student test P<0.05) in the weight of the head and body epididymis (C: 19.25±1.1 vs T: 21.26±2.0), vas deferens (C: 10.61±0.7 vs T: 11.75±0.5), progressive sperm motility (C: 42.16±5.2 vs T: 25.82±8.4) and immobile sperm (C: 36.05±4.9 vs T: 48.51±7.2). No difference in sperm count was observed. The sperm normal morphology diminished with ingest of M. macrocarpa (t-Student test p <0.05) (C: 39.72±1.3 vs T: 30.78±4.9). We conclude that the aqueous extract of chuchuhuasi, has a negative effect on the male reproductive system of mice.

Efecto ahorrativo de la proteína usando niveles altos de energía y obtención de la relación optima energía digestible/proteína digestible en dietas para el crecimiento de Oreochromis niloticus (L)

Se evaluó el efecto ahorrativo de la proteína usando dietas altas en energía. Se utilizó un diseño factorial para medir la interacción de dos niveles de proteína (30% y 35%) y dos niveles de energía digestible (3.3 y 3.7 kcal/g de alimento) sobre la ganancia (GP), conversión alimenticia (CA), proteína retenida (PR), energía retenida (ER) y la relación de eficiencia proteica (REP) en la tilapia del Nilo todos machos (Oreochromis niloticus). En la composición de las dietas se emplearon harina de anchoveta y harina de torta de soya como fuentes de proteína y maíz amarillo duro y subproducto de trigo como fuentes de energía. El aceite de pescado fue añadido para ajustar los niveles de energía requeridos en las dietas experimentales. Se encontraron interacciones altamente significativas (P<0.01) entre la proteína y la energía digestible. Cuando se utilizaron las dietas con 30% de proteína, el incremento del nivel de energía digestible afectó significativamente la GP, CA, PR, ER y la REP, donde el nivel de 3.3 kcal/g tuvo el mejor comportamiento. Con 35% de proteína, el nivel de energía digestible no influyó significativamente sobre la GP, CA, PR, ER y la REP, sin embargo el nivel de 3.0 kcal/g tuvo el mayor rendimiento. Cuando se compararon las dos dietas no se observaron diferencias estadísticamente significativas. Considerando el costo de la proteína dietaría se concluyó que la mejor respuesta fue obtenida con la dieta de 30% de proteína y 3.7 kcal/g de energía digestible y una relación optima energía digestible/proteína digestible de 13.75 kcal/g de proteína.

The sparing effect of the dietary protein using diets with high energy levels was evaluated. A factorial design was used to examine the interaction of two levels of protein (30 and 35%) and two levels of digestible energy (3.3 and 3.7 kcal/g) on the weight gain (WG), food conversion FC), retained protein (PR), retained energy (ER) and protein efficiency ratio (PER) in sex reversal Nile tilapia ( Oreochromis niloticus). Diets contained anchovy and soybean meal as protein sources and yellow corn and wheat bran as energy sources. The fish oil was used to adjust the energy levels. There were highly significant interactions (P<0.01) between the experimental diets. In diets with 30% proteins, the increase of digestible energy significantly enhances WG, FC, PR, ER and PER, where the level of 3.7 kcal/g had the best performance. With 35% protein, the increase of digestible energy had not significant influence on the GP, CA, PR, ER and PER, however the growth of sex reversal Nile Tilapia was improved with the level of 3.3 kcal/g. When were compared both diets, were not find significant differences. Considering the protein cost, it can be concluded that best response was obtained with a diet containing 30 % of protein and 3.7 kcal/g of digestible energy and optimum digestible energy/digestible protein ratio of 13.75 kcal/g protein.

Desarrollo reproductivo de Krapfia weberbaueri (Ranunculaceae) en condiciones controladas de luz y temperatura

Krapfia weberbaueri Standl. & J. F. Macbr. es una especie endémica del Perú, categorizada como vulnerable y distribuida en los departamentos de Ancash, Huánuco, Junín y San Martín. El presente trabajo reporta las observaciones sobre el desarrollo reproductivo de esta especie bajo condiciones controladas de luz y temperatura (12 horas de luz/12 horas de oscuridad y 12 °C día y 8 °C noche). Plantas completas en estado reproductivo fueron recolectadas en la Cordillera Blanca (Ancash) donde forma parches entre los 4200 y 4800 m de altitud. Los datos morfométricos de los órganos florales fueron registrados cada dos o tres días con un vernier y se evaluó la producción de néctar a lo largo del desarrollo de la flor. Asimismo se evaluó la viabilidad de los granos de polen y la receptividad del estigma. Krapfia weberbaueri tiene flores muy llamativas de 24 a 47 mm de longitud, que desde la antesis hasta el inicio de senescencia se mantienen receptivas aunque en mayor medida en la flor madura, etapa en la cual la dehiscencia de estambres y liberación de los granos de polen alcanza el 100%. Este periodo suma un total de 13 días. La producción del néctar se inicia en la flor madura y continua hasta la senescencia total de los pétalos. La viabilidad de los granos de polen varió de 78 a 97% y el éxito de producción de aquenios fue 38 a 62%. Se puede señalar que la polinización es favorecida por la posición final de las anteras sobre los estigmas, producción del néctar, moderada presencia y desplazamiento de ácaros y áfidos y la posición pendular de la flor.

Krapfia weberbaueri Standl. & J. F. Macbr. is an endemic species from Peru, categorized as vulnerable, and distributed in the departments of Ancash, Huanuco, Junin and San Martin. This work reports the reproductive development of the species under controlled conditions of light and temperature (12 hours light/12 hours darkness, 12 °C during light hrs and 8 °C during dark hrs). Entire plants at reproductive stage were collected at Cordillera Blanca (Ancash), where it is found forming patches, at an elevation of 4200 to 4800 m. The species has large and showy flowers, which from anthesis to the onset of senescence remain responsive, however at a greater extent in the mature flower, stage at which the dehiscence of stamens and release of pollen grains reaches 100%. This period lasts a total of 13 days. Nectar production begins when the flower matures and continues until the total senescence of petals. The viability of the pollen grains varied from 78 to 97% and success in achene production was 38-62%. It may be noted that pollination is favored by the final position of anthers over the stigmas, nectar production, moderate presence and movement of mites and aphids, and the pendulous position of the flower.

Parámetros reproductivos de Hypsiboas punctatus (Schneider 1799) (Anura: Hylidae) en el extremo sur de su área de distribución

Hypsiboas punctatus (Schneider 1799) posee una amplia distribución en Sudamérica, a lo largo de un gradiente ambiental y latitudinal (tropical/templado), por lo que las condiciones que enfrentan sus poblaciones difieren significativamente. Hasta el momento, solamente se conocen los parámetros reproductivos de esta especie en regiones tropicales, por lo que en el presente trabajo se estudió una población de una región templada para evaluar si existen diferencias. Los individuos estudiados resultaron ser de menor tamaño que los de poblaciones tropicales. El tamaño y peso de los machos no se correlacionaron con el volumen testicular. En cambio, el tamaño y el peso de las hembras se correlacionaron positivamente con su fertilidad. No se encontraron cuerpos grasos desarrollados en las hembras pero sí en los machos. Los resultados obtenidos sugieren que existe una variabilidad en los parámetros reproductivos de H. punctatus que puede estar relacionada tanto a un fenómeno de plasticidad fenotípica como de diferenciación genética entre poblaciones distantes. Esto sería una de las claves que permitiría a esta especie prosperar en diferentes ecosistemas con distintas características y presiones ambientales.

Hypsiboas punctatus (Schneider 1799) has a wide distribution in South America, throughout a latitudinal and environmental gradient (tropical/temperate), thus, supporting significantly different pressures among populations. Until now, only tropical populations reproductive parameters have been recorded. Then, our goal was to study reproductive parameters on a population inhabiting a temperate climate region to evaluate differences with those inhabiting tropical regions. Studied frogs were smaller than those from tropical regions. There was no correlation between weight and size of males and their testicles volume. Conversely, females weight and size was positively correlated to their fertility. Fat bodies were developed in males but absent in females. When compared with other studies, our results showed the variability in reproductive parameters of H. punctatus between tropical and temperate regions. This variability could be the result of phenotypic plasticity and/or genetic differentiation between distant populations. This variability may be one of the keys that allow H. punctatus to thrive in diverse ecosystems with different characteristics and environmental pressures.

Caracterización citogenética de Caesalpinia spinosa de los distritos de Tarma y Palca (Junín)

Se analizan los cromosomas somáticos de Caesalpinia spinosa (Feuillée ex Molina) Kuntze Tara, de poblaciones silvestres de las localidades de Huinco y Palca (Junín). La especie es diploide (2n=24). Los cromosomas son de pequeño tamaño. Aunque los cariotipos de ambas localidades muestran el mismo número cromosómico, se encontraron diferencias en los parámetros morfológicos de los mismos, siendo la fórmula cariotípica para la localidad de Huinco: 6m + 6 sm y para la localidad de Palca: 5m + 7 sm.

Somatic chromosomes of Caesalpinia spinosa (Feuillée ex Molina) Kuntze, Tara, wild popu- Tara, wild populations of Huinco and Palca (Junín) regions were studied. The specie were diploid (2n=24). Chromosomes were small. The karyotypes showed the same chromosome number, they found differences in morphological parameters of the same, with the karyotype formula for the town of Huinco: 6m + 6 sm and the town of Palca: 5m + 7 sm.

Depositorios del material tipo de la especie Coccidophilus lozadai Gonzalez, 2012 (Insecta: Coleoptera: Coccinellidae)

Se designan 6 paratipos de la especie Coccidophilus lozadai González, 2012, como depositados en la colección del Servicio Nacional de Sanidad Agraria (SENASA), Lima, Perú. El holotipo y demás paratipos están depositados en el Museo de Historia Natural (MUSM) de Lima y en el Museo de Historia Natural de Washington D.C. (USNM), EE UU.

6 paratypes of the species Coccidophilus lozadai Gonzalez, 2012, are deposited in the collection of Servicio Nacional de Sanidad Agraria (SENASA), Lima, Peru. The holotype and remaining paratypes are deposited in the Museo de Historia Natural (MUSM), Lima, Peru, and National Museum of Natural History (USNM), Washington, D.C., USA.