Caracterización de la variabilidad genética en regiones anónimas y codantes en alpacas (Vicugna pacos) peruanas mediante el análisis de ADN mitocondrial y ADN nuclear

Abstract

El objetivo del presente estudio fue determinar los niveles de diversidad genética y estructura poblacional en regiones anónimas y genes codantes en alpacas peruanas utilizando marcadores microsatélites, la región control, gen Citocromo B del ADN mitocondrial y 3 genes codantes (K33A, KAP1.1, KAP11.1). Seis poblaciones de alpacas (N=446) pertenecientes a los departamentos de Huancavelica, Junín, Apurímac, Arequipa, Cusco y Puno fueron analizadas con 12 microsatélites, la región hipervariable 1 y 2 (514 pb) de la región control y gen Citocromo B para determinar los niveles de variabilidad, diferenciación genética y relaciones entre las poblaciones. Un total de 182 alelos fueron identificados con una media de 15.17 alelos por locus. Los valores promedio de PIC y HE fueron de 0.794 y 0.821. La magnitud relativa de la diferenciación genética entre poblaciones fue evaluada mediante estadística F. Los valores de FIS y FST para todas las poblaciones fueron de 0.011 (RhoIS = 0.005), y 0.024 (RhoST = 0.0171) respectivamente. Los loci LCA37, LCA66 y la población de Puno estuvieron en desequilibrio de Hardy Weinberg debido a déficit de heterocigotos (p<0.01). Treinta y ocho sitios polimórficos distribuidos en 32 haplotipos fueron encontrados en la región control, con una alta frecuencia de haplotipos únicos (34.38%). La diversidad nucleotídica y haplotípica fueron elevadas en todas las poblaciones de alpacas, con valores de 0.01746 and 0.905 respectivamente. El valor de Tajima’s D (0.46704, p > 0.10) y un análisis de distribución de mal pareado (Mismatch distribution) sugieren equilibrio demográfico en todas las poblaciones de alpacas. Dendogramas de Neighbor-joining construidos en base a los valores de DS, DR , análisis de correspondencia factorial (AFC) y análisis de agrupamientos Bayesiano mostraron la presencia de 3 grupos genéticos: i) Andes Centrales (Junín y Huancavelica), ii) Andes del Sur 1 (Cusco y Arequipa) y iii) Andes del Sur 2 (Puno y Apurímac). Las poblaciones de Puno, Cusco, Apurímac y Arequipa mostraron un patrón de ancestría mixto para los grupos genéticos de Andes del Sur 1 y 2 a diferencia de lo observado en poblaciones de Huancavelica y Junín con un patrón de ancestría específico para el grupo genético de Andes Centrales. Median-joining network mostró 2 haplogrupos presentes en la región control del ADN mitocondrial: i) vicuña y ii) guanaco. Los haplotipos guanaco fueron el tipo de haplotipos más frecuente con un 59.38% del total de haplotipos y estuvo presente en más del 75% de las alpacas. Moderada variabilidad genética fue observada en 8 SNPs pertenecientes a genes de K33A, KAP1.1 y KAP11.1 (HE>0.35), sin embargo no se encontró asociación genética significativa entre alelos, genotipos y haplotipos con características Huacaya y Suri. Los resultados sugieren que las poblaciones de alpacas peruanas mantienen una alta diversidad genética en secuencias nucleares anónimas y en la región control del ADN mitocondrial, así como una moderada diversidad genética en genes codantes, y una baja aunque significativa diferenciación genética entre poblaciones.