Development of SSR loci in Prosopis tamarugo Phillipi and assessment of their transferability to species of the Strombocarpa section

Abstract

Aims of the study: Phreatophyte species of the Prosopis genus are very important to natural ecosystems in Africa, South America and Asia due to their uses as food and seed sources and in agroforestry. In this research, through next-generation sequencing, we sought to search for and develop SSR markers in Prosopis tamarugo, in addition to assessing their transferability to other species in the Strombocarpa section.Area of study: The study was carried out in species of the Strombocarpa section collected in the “Pampa del Tamarugal”, located in the Atacama Desert (Chile); which is considered the driest and oldest desert on Earth.Materials and methods: The next-generation sequencing for the development of simple sequence repeat (SSR) or microsatellite loci for genetic research in P. tamarugo and their transferability in Prosopis burkartii and Prosopis strombulifera was used.Main results: A total of ~90.000 microsatellite loci in P. tamarugo were found, and a set of 43 primer pairs was used for validating SSR locus amplification. We found a large difference in the percentage of amplified SSR markers between species of the Strombocarpa and Algarobia sections.Research highlights: The present study provides for the first time 24 polymorphic SSR markers for species in the Strombocarpa section, which could be a useful tool for estimating genetic structure, developing breeding programs, quantifying genetic diversity and performing population studies.Keywords: Strombocarpa section; Prosopis tamarugo; Atacama Desert; microsatellites; NGS.

Desarrollo de nuevos loci de microsatélites para Geoffroea decorticans (Gillies ex Hook. & Arn.) Burkart

“…El primer estudio genético realizado en una especie del género Geoffroea utilizando marcadores SSR fue realizado por Naciri-Graven et al (2005) y Caetano et al (2012 en la especie G. spinosa. Mientras que los primeros estudios de diversidad genética en poblaciones de G. decorticans se realizaron utilizando marcadores ISSR y RAPD (Contreras et al, 2018) y luego a partir de la transferencia de marcadores SSR desde la especie G. spinosa (Contreras et al, 2019). Con el fin de obtener una mayor resolución en estudios de variabilidad y estructura genética de poblaciones de G. decorticans, era necesario un mayor número de marcadores SSR de la especie, ya que hasta el momento no se habían desarrollado marcadores codominantes específicos para G. decorticans.…”

“…Además, estos marcadores codominantes podrían identificar y confirmar especies (Daïnou et al, 2016), subespecies (Besnard et al, 2008) En el norte de Chile, particularmente en el Desierto de Atacama, recientemente se han realizado estudios con marcadores SSR específicos en especies de Fabáceas como Prosopis chilensis, Prosopis alba, Prosopis flexuosa (Moncada et al, 2019;Bessega et al, 2021) y Balsamocarpon brevifolium (Stoll et al, 2020), sin embargo, no se han estudiado marcadores SSR específicos para G. decorticans. En esta última especie, se realizó un estudio con cinco marcadores SSR en ocho poblaciones de chañar (84 individuos en total), de los cuales tres marcadores (Gsp.A149, Gsp.B284 y Gsp.A104) mostraron un elevado polimorfismo (PIC > 0,78) y elevado número de alelos (>9) (Contreras et al, 2019), mientras que en el presente trabajo, para 30 individuos, se observó un elevado polimorfismo (PIC > 0,78) en siete marcadores (SSRGD20374, SSRGD27558, SSRGD10786, SSRGD17837, SSRGD17951, SSRGD11258 y SSRGD12427) y también elevados valores (PIC > 0,5) en 31 marcadores SSR. Por lo tanto, el presente trabajo proporciona un elevado número de marcadores SSR polimórficos exclusivos para el estudio genético de poblaciones de G. decorticans, siendo interesante en el futuro considerarlos para estudios de estructura genética en poblaciones de países del cono sur, sobre todo donde se encuentra más poblado, como Argentina.…”

“…El ADN se aisló de hojas mediante el protocolo de bromuro de cetil-trimetilamonio modificado (CTAB) descrito por Contreras et al (2019). La calidad y concentración del ADN genómico extraído de las muestras se verificó mediante el uso de un espectrofotómetro de microvolúmenes Colibri (Titertek-Berthold, Pforzheim, Alemania).…”

“…Para conservar los recursos genéticos de esta especie, es necesario realizar más estudios de sus poblaciones, sin embargo, lamentablemente hoy existen pocos trabajos focalizados en determinar su diversidad y variabilidad genética. En este contexto, los microsatélites SSR (simple sequence repeat), son una buena alternativa como marcador codominante para realizar estudios de diversidad y estructura genética, debido a que exhiben una alta tasa de polimorfismo, son útiles para identificar hibridación, análisis de flujo génico y estudios de parentesco y mapeo genético (Vieira et al, 2016;Contreras et al, 2019Contreras et al, , 2020aContreras et al, , 2020b. De acuerdo a Fox et al (2019) en 2018 se publicaron aproximadamente 2.000 nuevos paneles de marcadores de microsatélites, sugiriendo que los microsatélites continúan siendo populares, y se vislumbra que seguirán utilizándose ampliamente en el futuro en estudios de conservación y ecología.…”

“…Luego, usando 6 de estos microsatélites, un estudio profundizó la caracterización de la diversidad genética y diferenciación de poblaciones de G. spinosa de la parte continental de Perú y las Islas Galápagos, revelando diferencias significativas entre las dos regiones geográficas (Caetano et al, 2012). Además, cinco de estos diez microsatélites polimórficos, descritos por Naciri-Graven et al (2005), fueron transferibles a la especie G. decorticans, permitiendo realizar los primeros estudios genéticos de poblaciones de chañar establecidas en el Desierto de Atacama (Contreras et al, 2019). Sin embargo, creemos que es necesario desarrollar más marcadores SSR con el fin de dar más soporte a los análisis genéticos de poblaciones de G. decorticans.…”