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Aporte de la filogenética a las ciencias agrícolas: una mirada ampliada de la biodiversidad Destacado

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Biodiversidad es un término de las ciencias biológicas que se ha extendido a diferentes campos de estudio y nos referimos a ella como una variedad de especies o elementos en un lugar determinado. Esta medida de cantidad de especies es lo que los ecólogos llaman "riqueza", pero hay una variedad que nos permite estudiar la historia evolutiva y nos cuenta que tan cercanos o lejanos son las diferencias, incluso de plantas o animales que pueden tener la misma forma y tamaño. Esto es muy importante para las ciencias agrícolas porque nos permite saber si los microorganismos patógenos causantes de enfermedades e insectos plaga en los cultivos presentan la misma virulencia y agresividad que en otras áreas del mundo, incluso en otras áreas del mismo país.

Para comprender este tema, un experto en la materia, el M. Sc. José Alejandro Ruiz Chután, investigador del Laboratorio de Biotecnología Vegetal de la Facultad de Agronomía de la Universidad de San Carlos de Guatemala, respondió a nuestras inquietudes.

Investigación para Todos: (IPT) ¿Qué es la filogenética?

José Alejandro Ruíz Chután (JAR). La filogenia es una rama de la biología evolutiva que se centra en el estudio de la relación o parentesco que existe entre diversas especies o taxones. Actualmente se utiliza la comparación de secuencias homólogas de genes o proteínas. Estas relaciones cuentan la historia evolutiva de las especies y puede ser visualizada mediante árboles filogenéticos. En otras palabras, la filogenética es la reconstrucción de la historia evolutiva de los organismos.

IPT: ¿Qué es un árbol filogenético?

JAR. Es la representación visual, mediante diagramas de varios tipos, que representa las relaciones evolutivas entre los organismos. Básicamente se componen de ramas y nodos que muestran el proceso evolutivo a partir de un ancestro común. Estos árboles son hipótesis que intentan explicar la evolución de los organismos, más no son hechos definitivos. Su construcción está basada en métodos filogenéticos computacionales como los algoritmos Neighbor-Joining, UPGMA, máxima parsimonia, máxima verosimilitud e inferencia bayesiana.

 IPT : ¿Cuáles son sus aplicaciones en la agronomía?

Tiene una amplia aplicación para dilucidar la relación o evolución de microorganismos, insectos e incluso virus, ya sea que estén asociados a enfermedades y plagas, o bien, como organismos benéficos. También se aplica a especies hortícolas y forestales, entre otras. Esto permite conocer más sobre su historia evolutiva y su adecuada clasificación para fines de aprovechamiento o conservación de recursos fitogenéticos o manejo como organismos patógenos. 

IPT_:  ¿Qué se ha estudiado en el Laboratorio de Biotecnología Vegetal?

JAR.:Se ha trabajado a nivel de secuenciación de genes ribosomales para la identificación de fitoplasmas asociados a la enfermedad de la punta morada en papa y tomate. La comparación de las secuencias obtenidas con las disponibles en el banco de genes del NCBI sugieren la presencia de más de un grupo del fitoplasma BLTVA mediante el análisis filogenético.

IPT. ¿Y qué resultados se han obtenido de esta secuenciación?

JAR. Se confirmó la presencia del fitoplasma BLTVA como agente asociado a la enfermedad en papa; además, se reportó por primera vez para Guatemala la presencia de este fitoplasma asociado a la enfermedad de punta morada en tomate. Actualmente se trabaja en el laboratorio para dilucidar la filogenia de los grupos de fitoplasmas asociados a esta importante enfermedad.

IPT:.El año pasado se realizaron dos estudios sobre este tema en el laboratorio, buscando la diversidad genética de microorganismos solubilizadores de fósforo y de dos especies de nematodos fitopatógenos en el cultivo de papa  ¿qué encontraron?

JAR:En uno de los estudios se confirmaron cinco especies de microorganismos con potencial solubilizador de fósforo bajo condiciones in vitro, entre las que destacó la bacteria Pseudomonas fluorescens por su alta eficiencia solubilizadora.  El análisis de diversidad demostró que existe una alta variabilidad genética entre los aislados evaluados de la especie de la bacteria y dicha variabilidad está estrechamente relacionada a la eficiencia solubilizadora. En otras palabras, a pesar de ser aislados bacterianos de la misma especie, se identificaron grupos genéticos, visualizados mediante un dendrograma de distancias genéticas, más eficientes que otros. Esto es de suma importancia, ya que ayuda a comprender de mejor forma el comportamiento de la capacidad solubilizadora de la bacteria, previo a iniciar las pruebas bajo condiciones de campo y finalmente ser una opción a la dependencia de fertilizantes fosforados.

El otro estudio confirmó la presencia en algunas regiones del Occidente del país de las especies de nematodos fitopatógenos Globodera rostochiens y G. pallida en campos de cultivo de papa. En ambas especies se identificó una alta variabilidad genética; además, se evidenció que las zonas productoras de papa en Quetzaltenango han sido el punto de origen desde donde se ha dispersado el patógeno, hacia áreas tan lejanas como el municipio de Palencia. El estudio también ayudó a identificar un incipiente proceso de diferenciación poblacional de ambas especies de nematodos, en las zonas productoras geográficamente más alejadas de Quetzaltenango. Estos hallazgos evidencian la necesidad de controles fitosanitarios en la producción y distribución de semilla de papa.

IPT: ¿Este campo de investigación y su aplicación tiene futuro en Guatemala?

JAR: Por supuesto, ya que en la actualidad las herramientas genéticas son indispensables en muchas áreas de las ciencias y el campo agrícola no es la excepción. Los estudios filogenéticos serán cada vez más necesarios para dilucidar procesos evolutivos y de diferenciación de especies con múltiples fines como la taxonomía, conservación, mejoramiento genético, control de plagas y enfermedades, entre muchas otras aplicaciones. Para esto, como equipo de investigación, nos preocupamos de actualizarnos en centros especializados, gracias al apoyo de instituciones internacionales con quienes se mantiene una estrecha cooperación.

 

 

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