BAG. Journal of basic and applied genetics

How can we foster crop improvement?

In this paper, the current scenario and challenges that crop improvement faces in response to the increasing world demand for food and biofuels is described. The fact that the rate of improvement in crop performance has plummeted in a number of important crops is discussed. To revert this situation, in my opinion, a truly interdisciplinary approach should be applied to the breeding process, making use of the vast amount of knowledge recently generated in the areas of genomics, ecophysiology, statistics, bioinformatics, etc. . Moreover, a special emphasis should be put on phenotyping which -in my opinion- is the new bottleneck, considering the increasingly fast pace and continuously decreasing costs of genotypic data generation. In the meanwhile, a challenge needs to be faced on how to organize, compile and parse phenotypic data while making them available to the broad scientific community. In conclusion, an unprecedented opportunity for a quantum leap in crop improvement rests before us; now, a concerted effort needs to be done to truly integrate the massive amount of knowledge generated into better crops for the world.

En el presente trabajo se describe el escenario actual y los desafíos a los que se enfrenta el mejoramiento de cultivos en respuesta a la creciente demanda mundial de alimentos y biocombustibles. Se discute el hecho de que la tasa anual de incremento del rendimiento se ha estancado en los últimos años en algunos de los cultivos más importantes. Para revertir esta situación, en mi opinión, debería aplicarse un verdadero enfoque multidisciplinario al proceso de mejoramiento genético, haciendo uso de los vastos conocimientos generados recientemente en las áreas de genómica, ecofisiología, estadística, bioinformática, entre otras. Además, debería ponerse especial énfasis en la caracterización fenotípica -en mi opinión el nuevo cuello de botella- a la luz de la reducción creciente del costo y de la velocidad de generación de datos genotípicos. Mientras tanto, deberá enfrentarse el desafío de compilar y ordenar los datos fenotípicos para su utilización por parte de la comunidad científica. En conclusión, actualmente existen las condiciones para que se produzca un salto cualitativo en el mejoramiento de cultivos; para ello es esencial hacer un esfuerzo concertado y plasmar la gran cantidad de conocimientos generados en mejores cultivos para el mundo.

Métodos estadísticos en genética básica y aplicada: por qué, cómo y cuánto

Se presenta una revisión general del tratamiento estadístico de las investigaciones en genética básica y aplicada, partiendo de una breve mención a los tipos de estudios posibles y su ámbito de aplicación. Se mencionan luego algunos problemas en experimentos y estudios observacionales, tipos de variables analizadas y algunos métodos de uso común, para luego introducir el enfoque bayesiano. Se mencionan finalmente algunos de los problemas bajo estudio actualmente y algunas metodologías empleadas, para dar al final algunas recomendaciones.

This note is an overview of the statistical treatment of research in basic and applied genetics, starting with a brief mention of the types of studies used and their scope, following with some problems in experiments and observational studies, types of variables analyzed and some commonly used methods, and introducing the Bayesian approach. Finally I mention some of the problems currently under study and methodologies used, and give some recommendations at the end.

Taxonomy and phylogenetic analysis of Aspergillus section nigri isolated from yerba mate in Misiones (Argentina)

Members of Aspergillus section Nigri are distributed worldwide and are potentially ochratoxin A producers; some of them are used at industrial level as source of extracellular enzymes and organic acids. The taxonomy of this section comprises one of the most complex and confusing of genus Aspergillus. The objectives of present work were to study the phylogeny of Aspergillus section Nigri and their taxonomy by amplifying ITS1, 5.8S and ITS2 regions. We analyzed 14 strains of Aspergillus section Nigri isolated from different commercial forms of yerba mate, classified according to morphology. Genomic DNA was extracted, the ITS regions were amplified with universal primers ITS1 and ITS4, and the obtained fragments were sequenced. The obtained sequences were aligned and edited to a size of 532bp, to carry out phylogenetic analyses using TNT program. We used 100 RAS+TBR cycles to search for the most parsimonious tree, which was supported by booststrap and Jackknife with 1000 resampled matrices. From the analysis of parsimony, one hundred trees were obtained with 568 steps. Bootstrap and Jackknife analyses exhibited similar topology and minor differences in their supported values, showing that section Nigri is distributed in two general clusters: one composed of A. niger, A. carbonarius and A. heteromorphus clades, and the other composed of A. aculeatus and A. homomorphus clades, separated from different sections of genus Aspergillus.

Las especies de Aspergillus sección Nigri están distribuidas mundialmente y son consideradas potenciales productores de ocratoxina A; algunas de ellas se usan a nivel industrial como fuentes de enzimas extracelulares y ácidos orgánicos. La taxonomía de esta sección comprende una de las más complejas y confusas del género Aspergillus. El objetivo del presente trabajo fue estudiar la filogenia de Aspergillus sección Nigri y su taxonomía mediante la amplificación de la región ITS1, 5,8S e ITS2. Analizamos 14 cepas de Aspergillus sección Nigri asiladas de diferentes formas comerciales de yerba mate, clasificadas de acuerdo a su morfología. Se extrajo ADN genómico, las regiones ITS fueron amplificadas con los cebadores universales ITS1 e ITS4, y los fragmentos obtenidos fueron secuenciados. Las secuencias obtenidas fueron alineadas y editadas a un tamaño de 532pb, para realizar un análisis filogenético con el programa TNT. Para averiguar el árbol más parsimonioso, usamos 100 ciclos RAS+TBR, respaldados con 1000 repeticiones por análisis Bootstrap y Jackknife. Del análisis de parsimonia, se obtuvieron 100 árboles con 568 pasos. Ambos análisis, Bootstrap y Jackknife, mostraron topología similar y diferencias mínimas en sus valores respaldados, mostrando que la sección Nigri está distribuida en dos grupos generales: uno compuesto por los clados A. niger, A. carbonarius y A. heteromorphus; y el otro compuesto por los clados A. aculeatus y A. homomorphus, separados de las demás secciones del género Aspergillus.

Poliformismo en los genes estearoil-coenzima A desaturasa y Acil-CoA: diacilglicerol aciltransferasa 1 en el ganado Siboney de Cuba

La composición de ácidos grasos en la leche es de gran importancia para evaluar la calidad nutricional de los productos lácteos. Se estudiaron los polimorfismos A293V del locus estearoil-coenzima A desaturasa (SCD) y K232A del locus Acil-CoA: diacilglicerol aciltransferasa 1 (DGAT1). Ambas enzimas tienen una importante función en el metabolismo lipídico. El objetivo fue determinar las frecuencias génicas en la raza Siboney de Cuba (N=165). La metodología empleada para ambos loci fue la amplificación creando el sitio de restricción (ACRS). Se observó que los alelos SCDA y DGAT1A fueron los más frecuentes en la población estudiada. Se identificaron los tres genotipos en ambos loci, con frecuencias en el locus SCD de 0,821; 0,172 y 0,007 para los genotipos AA, AS y SS respectivamente, mientras que las frecuencias de los genotipos AA, AK y KK fueron de 0,686; 0,212 y 0,102 en el locus DGAT1. El locus SCD se encuentra en equilibrio Hardy-Weinberg, no siendo así para el locus DGAT1 (p<0,001).

Milk fat composition is one of the factors influencing the nutritional quality of dairy products. We studied the A293V polymorphisms in the Stearoyl-Coenzyme A Desaturase locus (SCD) and the K232A polymorphisms in the Acyl CoA: Diacylglycerol Acyltransferase 1 locus (DGAT1). Both enzymes have an important role in lipid metabolism. The aims of the present study was to determine gene frequencies for both loci in the breed Siboney de Cuba (N=165). The methodology for both loci was amplification created restriction sites (ACRS). We observed that the SCDA allele and the DGAT1A allele were the most frequent in the studied population. Three genotypes were identified at each locus, with the following frequencies: 0.821, 0.172 and 0.007 for genotypes AA, AS and SS, respectively, at the SCD locus and 0.686, 0.212 and 0.102 for genotypes AA, AK and KK, respectively, at the DGAT1 locus. The SCD locus was in Hardy-Weinberg equilibrium, whereas a deviation from the Hardy-Weinberg equilibrium (p <0,001) was found at the DGAT1 locus.

La aptitud combinatoria específica en el maíz (Zea mays L. ssp. mays) para doble propósito en Río Cuarto, Córdoba, Argentina

Los maíces doble propósito son útiles en los establecimientos de producción mixta ya que se adaptan a los propósitos de cosecha de grano y alimento directo o diferido para el ganado. En la Universidad Nacional de Río Cuarto se ejecuta un proyecto de mejoramiento de maíz forrajero a partir de poblaciones locales. El objetivo fue determinar la aptitud combinatoria específica (ACE) de líneas endocriadas. Se realizó el cruzamiento dialélico y durante tres campañas se analizó la ACE de las líneas a través de sus híbridos, empleando 18 caracteres; el diseño fue en bloques completos al azar con tres repeticiones y los datos se analizaron mediante ANOVA. Los ensayos de ACE mostraron valores positivos y significativos para la mayoría de los caracteres evaluados. Esto permitió identificar y clasificar los híbridos simples según su potencial aptitud de uso. Del total de híbridos simples se eligieron siete, uno por su aptitud para doble propósito, tres por su alta producción de forraje diferido o grano y tres para ensilado en estado lechoso-pastoso. Se considera necesario confirmar el comportamiento y productividad de los híbridos simples promisorios variando ambientes regionales y condiciones agronómicas contrastándolos con testigos comerciales a fin de verificar el potencial de producción así como su estabilidad.

The dual purpose maize is useful in mixed farming establishments because they are suitable to the purposes of grain crop and direct or deferred feed for livestock. A breeding plan to improve land maize populations for forage use is carried out at the National University of Río Cuarto. The aim of this work was to determine the Specific Combining Ability of inbred lines through the productive performance of their single-cross hybrids. A diallel cross was performed, and eighteen traits of the single cross hybrids were studied during three years. A completely randomized block design with three replicates was used, and ANOVA for data analysis was carried out. Specific combining ability trials showed significant positive values for most traits. This allowed identifying and classifying single-cross hybrids according to their potential usability. Seven single-cross hybrids were chosen: one for dual purpose aptitude, three for grain yield or high deferred forage production and three for silage in milk-dough grain stage. It is considered necessary to confirm the performance and productivity of promising single-cross hybrids varying regional environments and agronomic conditions set against commercial simple cross hybrids to verify the production potential and stability.