Caracterización genética y fenotípica de tres taxones de Agave salmiana (Asparagaceae) de la región poblano-veracruzana

Agave es un género endémico de América con centro de origen en México, crece en ambientes semiáridos y comprende aproximadamente 210 especies. Uno de los grupos con mayor relevancia cultural y económica es el de los agaves pulqueros. Se analizaron tres taxones de maguey pulquero: Manso (Agave salmiana ssp. salmiana), Verde (Agave salmiana ssp. crassispina) y Tepezorra (Agave salmiana var. ferox Trel), de la Región central Poblano-Veracruzana. Se usaron 96 individuos de una plantación experimental en el ejido de Tenextepec, municipio de Perote, Veracruz. Se registraron 18 caracteres morfométricos y número de hojas e hijuelos por planta. En la genética se utilizaron polimorfismos de nucleótidos únicos (SNP ́s por sus siglas en inglés) obtenidos de secuenciación masiva utilizando la técnica de secuenciación de ADN asociado a sitios de restricción (RAD-seq por sus siglas en inglés). Se encontraron diferencias significativas entre taxones para: altura, diámetro y cobertura de la planta, número de hojas, largo de hojas, ancho de hojas, número de dientes y longitud de la espina principal. El 74% de la variabilidad total fue explicada por los cuatro primeros componentes principales. La mayoría de los caracteres se agrupan mejor en la primera función discriminante. En la caracterización genotípica usando 5,006 SNPs, la heterocigosis esperada promedio (He) fue de 0.201 ± 0.002 (media ± error estándar). Los análisis de STRUCTURE, distancia genética y PCA revelan que los tres grupos se diferencian marcadamente y no tienen señales de compartir alelos por flujo génico reciente. Los coeficientes de endogamia fueron negativos, con mayor magnitud en manso y verde, posiblemente resultado de una alta tasa de reproducción clonal, en contraste con Tepezorra, que muestra señales de entrecruzamiento. Agave salmiana presenta alta variabilidad fenotípica, con diferenciación entre los tres taxones y variación dentro de cada grupo, Agave salmiana var. ferox es más variable y molecularmente se detectó la existencia de dos grupos genéticos al interior de Tepezorra. Los análisis multivariados revelan que en el proceso de domesticación se ha favorecido un mayor tamaño de la roseta y la reducción de estructuras de protección mecánica. En este sentido se ha encontrado que Agave salmiana ssp. salmiana puede ser el taxón con mayor grado de domesticación con dientes pequeños y rosetas grandes, asociada a los cultivos y/o linderos de parcelas agrícolas.

Agave is an endemic genus of America with center of origin in Mexico. Grows in semi-arid environments and comprises approximately 210 species. One group with a great cultural and economic relevance is the of pulquero agave. Three taxa of maguey pulquero were analyzed: Manso (Agave salmiana ssp. salmiana), Verde (Agave salmiana ssp. crassispina) and Tepezorra (Agave salmiana var. ferox Trel), from the Central Poblano-Veracruzana Region. 96 individuals from an experimental plantation were analyzed in the ejido of Tenextepec, municipality of Perote, Veracruz. 18 morphometric characters and number of leaves and children were recorded per plant. In genetics, single nucleotide polymorphisms (SNPs) obtained from genotyping by sequencing using the DNA sequencing technique associated with restriction sites (RAD-seq). Significant differences between taxa were found for height, diameter and coverage of the plant, number of leaves, length of leaves, width of leaves, number of teeth and length of the main spine. 74% of the total variability was explained by the first four principal components. Most characters are best grouped in the first discriminant function. In genotypic characterization using 5,006 SNPs, the average expected heterozygosity (He) was 0.201 ± 0.002 (mean ± standard error). STRUCTURE, genetic distance and PCA analyzes reveal that the three taxa are differentiated and have no signs of admixture. Inbreeding coefficients were negative, with greater magnitude in manso and verde, possibly as result of a high clonal reproduction rate, in contrast to Tepezorra, which shows signals of outcrossing. Agave salmiana presents high phenotypic variability, defining the three separate groups and within groups, Agave salmiana var. ferox is more variable and molecularly two genetic groups were detected within Tepezorra. Multivariate analyzes reveal trends in the domestication process towards a larger rosette size and reduction of mechanical protection structures. In this sense it has been found that Agave salmiana ssp. salmiana can be the taxon with the highest degree of domestication with small teeth and large rosettes, associated with crops and/or boundaries of agricultural plots.