Evolutionary dynamics of Cucurbita argyrosperma from the Mesoamerican domestication center using SSR molecular markers

• Published in: Pesquisa agropecuaria brasileira 2018-03, Vol.53 (3), p.287-297
• Main Authors: Priori, Daniela, Villarreal, Daniel Zizumbo, Ek, Víctor Manuel de Jesús Canché, Limones-Briones, Verónica, Barbieri, Rosa Lía
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: AGRICULTURE, DAIRY & ANIMAL SCIENCE; AGRICULTURE, MULTIDISCIPLINARY; Cucurbitaceae; genetic diversity; microsatellite markers; plant genetic resources; squash
• ISSN: 0100-204X; 1678-3921; 1678-3921
• DOI: 10.1590/s0100-204x2018000300003

The objective of this work was to evaluate the evolutionary dynamics of the wild-weedy-domestic gene pool of Cucurbita argyrosperma squash by estimating the levels of genetic diversity and gene flow in the putative area of its domestication. Nine populations were collected, and DNA was extracted from young leaves harvested separately from approximately 20 individuals in each population. The DNA fragments were amplified with eight pairs of SSR primers and separated by electrophoresis in 5% denaturing polyacrylamide gels. Genetic diversity and the amount of gene flow were estimated in the populations, and Bayesian grouping was used to determine the levels of gene infiltration and probability of ancestry. The ethnobotanical exploration indicated that the evolutionary dynamics in the area occurred under five different ecological scenarios. Eighty-seven alleles with 75% to 100% polymorphic loci were identified. The greater genetic diversity in the weedy-domestic populations may have been the product of recombination due to the high gene flow between these populations promoted by pollinators and human selection. There is high gene flow between the wild and cultivated populations of C. argyrosperma in its domestication centre, highlighting the importance of conserving and maintaining these genetic resources. Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a dinâmica evolutiva do pool genético silvestre-arvense-doméstico da abóbora (Cucurbita argyrosperma) ao estimar os níveis de diversidade genética e o fluxo gênico em sua provável área domesticação. Foram coletadas nove populações, tendo-se extraído o DNA de folhas jovens de cerca de 20 plantas de cada população. Os fragmentos de DNA foram amplificados por meio de oito pares de iniciadores de sequência simples repetida (SSR) e separados por eletroforese em 5% de gel de desnaturação de poliacrilamida. Estimaram-se a diversidade genética e o fluxo gênico para as populações, e utilizou-se o agrupamento bayesiano para determinar os níveis de infiltração gênica e probabilidade de ancestralidade. A investigação etnobotânica mostrou que a dinâmica evolutiva na área ocorreu em cinco cenários ecológicos diferentes. Foram identificados 87 alelos com 75 e 100% de loci polimórficos. A maior diversidade genética nas populações arvense-domésticas pode ter sido resultante da recombinação devido ao alto fluxo gênico entre estas populações, ocasionado pelos polinizadores e pela seleção humana. Há grande fluxo gênico entre as popul