Antecedentes: el mejoramiento genético en Colombia está limitado por la deficiencia en la información fenotípica y genealógica existente. Los marcadores moleculares son una importante herramienta para el estudio de la estructura genética de poblaciones. Objetivo: el objetivo de esta investigación fue estudiar la estructura genética de una población de vacas Holstein del departamento de Antioquia, Colombia. Métodos: una población de 1.800 animales ubicados en 178 hatos de 11 Municipios del Departamento de Antioquia (Colombia) fueron genotipificados mediante la técnica de PCR-RFLP, para los polimorfismos de los genes de la hormona de crecimiento bovino, kappa caseína, Prolactina y BoLA DRB3.2. Los parámetros de estructura poblacional, como los estadísticos F-Wright, fueron calculados y el equilibrio de Hardy Weinberg determinado. Un análisis de varianza molecular fue llevado a cabo y las distancias de Nei estimadas para determinar la diferenciación poblacional. Resultados: se encontró, que la población total se encuentra en equilibrio de Hardy Weinberg para los cuatro genes, sin embargo el gen de la kappa caseina se encuentra en desequilibrio en algunas poblaciones particulares. Los resultados mostraron que la población tiene estructura genética con una pequeña diferenciación genética entre ellas. Además, se encontró tendencia a la exogamia en la mayoría de las poblaciones, producto quizás de la incorporación de semen importado en las ganaderías de leche del país. Las poblaciones más distanciadas genéticamente son Marinilla y Rionegro, poblaciones que por su nivel tecnológico y por su localización geográfica, han estado al margen de la influencia de los programas de inseminación artificial con semen extranjero, implementados en algunas de las demás subpoblaciones involucradas en la investigación. Conclusión: este estudio encontró similitud entre las poblaciones de vacas Holstein en Antioquia, la cual es debida a su proximidad geográfica; por esto el manejo de las condiciones genéticas es muy similar.

Background:genetic improvement in Colombia is limited by the lack of phenotypical and genealogical information. Additionally, molecular markers are important tools for studying the genetic structure of populations.Objective: to determine the structure of a population of Holstein cows in Antioquia, Colombia. Methods: a population of 1,800 animals distributed over 178 herds in 11 municipalities of Antioquia (Colombia) was genotyped using PCR-RFLP for gene polymorphisms of bovine growth hormone, kappa casein, prolactin, and BoLA DRB3.2. Population structure parameters, such as all Wright's F-statistics, were calculated and Hardy Weinberg equilibrium was determined. Analysis of molecular variance was carried out and Nei distances were estimated to determine population differentiation. Results: the total population was in Hardy Weinberg equilibrium for the four genes; however, kappa casein gene was in disequilibrium in some of the populations. Genetic structure of populations shows little genetic differentiation between them. Furthermore, a trend for outcrossing was found in most populations; this may be due to incorporation of imported semen into Colombia's dairy farms. The most genetically distant populations were in Marinilla and Rionegro municipalities due to their technological level and geographic location, which places them outside the scope of artificial insemination programs with foreign semen. Conclusion: the genetic similitude between populations of Holstein cows in Antioquia is due to their geographic proximity; therefore, their management of genetic conditions is very similar.

Antecedentes: o melhoramento genético na Colômbia é limitado pela deficiência de informação fenotípica e genealógica. Os marcadores moleculares são uma ferramenta importante para o estudo da estrutura genética de populações. Objetivo:o estudar a estrutura genética de uma população de vacas da raça Holandesa do departamento de Antioquia. Métodos: uma população de 1.800 animais em 178 rebanhos localizados em 11 municípios de Antioquia foram genotipados por PCR-RFLP, para os polimorfismos dos genes do hormônio de crescimento bovino, kappa caseína, prolactina e BoLA DRB3.2. Parâmetros de estrutura da população, como F-Wright estatísticas foram calculados e o estado de Hardy Weinberg determinado. Uma análise de variância molecular foi realizada, e as distâncias de Nei estimadas para determinar diferenciação da população. Resultados: verificou-se que a população total se encontra em equilíbrio de Hardy Weinberg para os quatro genes, além de encontrar um desvio do equilíbrio, no caso de kappa caseína gene em algumas populações específicas. Os resultados mostraram que a estrutura genética da população tem encontrado uma pequena diferenciação genética entre elas. Além disso, a tendência para a exogamia foi encontrada na maioria das populações, talvez seja consequência da incorporação de sêmen importado para o gado de leite no país. As populações geneticamente mais distantes foram Marinilla e Rionegro, populações que por sua localização geográfica e seu nível tecnológico, têm sido deixadas fora da influência de programas de inseminação artificial com o sêmen estrangeiro, estes programas têm sido utilizados em algumas das outras subpopulações envolvidas na pesquisa. Conclusão: este estudo constatou que a semelhança genética entre as populações de vacas holandesas em Antioquia é devida à sua proximidade geográfica, portanto, suas condições de manejo genéticas são muito semelhantes.

En este trabajo se secuenció un fragmento de 451pb del gen mitocondrial de la citocromo oxidasa I (COI) en 62 secuencias del género Spodoptera y una secuencia de Bombix mori (grupo externo). Los resultados mostraron gran diferenciación genética (distancia K2) entre los haplotipos de Spodoptera frugiperda de Colombia y Estados Unidos, según los estimadores de diversidad haplotípica, diversidad y polimorfismo nucleotídicos calculados. Un árbol de ML agrupó las especies con valores de bootstrap entre 73-99% en las ramas internas. No obstante algunas ramas presentaron bajos valores de bootstrap. Este árbol formó un grupo constituido por las especies del hemisferio oriental (S. littoralis y S. litura) y también agrupó las especies localizadas en el hemisferio occidental (S. androgea, S. dolichos, S. eridania, S. exigua, S. frugiperda, S. latifascia, S. ornithogalli y S. pulchella). Esto demuestra que el árbol agrupó las especies con base en su origen geográfico. Contrariamente, el árbol no agrupó a S. frugiperda con S. ornithogalli, demostrando que a pesar de que ambas coexisten en el cultivo de algodón, no comparten un ancestro común reciente. En Colombia, estas especies forman parte del “complejo Spodoptera” del algodón, y nuestros resultados demuestran que la secuenciación de este gen permite diferenciarlas sin necesidad del uso de claves taxonómicas de sus estadios larvales. Este trabajo es una aproximación a la filogenia de este género, por lo cual la inclusión de más genes (mitocondriales y nucleares) son necesarios para futuros trabajos.

The genus Spodoptera includes 30 species of moths considered important pests worldwide, with a great representation in the Western Hemisphere. In general, Noctuidae species have morphological similarities that have caused some difficulties for assertive species identification by conventional methods. The purpose of this work was to generate an approach to the genus phylogeny from several species of the genus Spodoptera and the species Bombyx mori as an out group, with the use of molecular tools. For this, a total of 102 S. frugiperda larvae were obtained at random in corn, cotton, rice, grass and sorghum, during late 2006 and early 2009, from Colombia. We took ADN samples from the larval posterior part and we analyzed a fragment of 451 base pairs of the mitochondrial gene cytochrome oxydase I (COI), to produce a maximum likelihood (ML) tree by using 62 sequences (29 Colombian haplotypes were used). Our results showed a great genetic differentiation (K2 distances) amongst S. frugiperda haplotypes from Colombia and the United States, condition supported by the estimators obtained for haplotype diversity and polymorphism. The obtained ML tree clustered most of the species with bootstrapping values from 73-99% in the interior branches; with low values also observed in some of the branches. In addition, this tree clustered two species of the Eastern hemisphere (S. littoralis and S. litura) and eight species of the Western hemisphere (S. androgea, S. dolichos, S. eridania, S. exigua, S. frugiperda, S. latifascia, S. ornithogalli and S. pulchella). In Colombia, S. frugiperda, S. ornithogalli and S. albula represent a group of species referred as “the Spodoptera complex” of cotton crops, and our work demonstrated that sequencing a fragment of the COI gene, allows researchers to differentiate the first two species, and thus it can be used as an alternative method to taxonomic keys based on morphology. Finally, the ML tree did not cluster S. frugiperda with S. ornithogalli, suggesting that both species do not share the same recent ancestral even though they coexist in cotton. We suggest sequencing other genes (mitochondrial and nuclear) to increase our understanding of this genus evolution.

Brycon henni es una especie nativa de la cuenca del río Magdalena, Colombia, donde es fuertemente explotada, por lo cual en este trabajo se estudió la variabilidad genética y estructura poblacional en individuos provenientes de la cuenca media de los ríos Nare y Guatapé, Antioquia. Se recolectaron 195 ejemplares y se les extrajo ADN genómico total del tejido muscular y/o sanguíneo. Se evaluaron 14 cebadores para la técnica RAPD (Random Amplifyed Polimorphic DNA), siendo cuatro de ellos polimórficos, los cuales generaron 66 fragmentos diferentes (63% polimorfismo). Por medio de un análisis de varianza molecular (AMOVA), se determinó la estructuración poblacional para todos los sitios evaluados y la cuenca del río Nare ( ΦST =0.297 y ΦST =0.163, respectivamente). Las distancias genéticas de Nei mostraron que todas las poblaciones diferían entre sí y que la mayor diferenciación genética se dio para las poblaciones del río Guatapé y la quebrada El Cardal. Un test de Mantel mostró correlación entre las distancias genéticas y geográficas (ambas cuencas, r=0.431; cuenca del río Nare, r=0.377). Esto sugiere aislamiento por distancia y separación de grupos genéticos producidos por los embalses sobre los ríos Nare y Guatapé, lo cual puede tener implicaciones relevantes en la conservación de la variabilidad genética de las poblaciones naturales de esta especie en el oriente antioqueño.

Genetic variability of Brycon henni (Characiformes: Characidae) in the middle basin of Nare and Guatapé rivers, Magdalena River system, Colombia. Brycon henni is a native species in Magdalena´s River basin, and because of its cultural and economic importance, is strongly overexploited. This study aimed to describe the genetic variability and population structure of this species from Nare and Guatapé rivers basins. A total of 195 individuals were collected and DNA extractions were obtained from muscle and blood tissue. Fourteen primers were evaluated with the RAPD technique, being four of them polymorphic, and produced 66 different fragments (63% polymorphism). Besides, using the molecular variance (AMOVA) analysis, the population structure was described for all sites ( ΦST=0.297, ΦST=0.163; Nare and Guatapé river basins, respectively), and suggested the importance of the migratory behaviour of the species in the genetic differentiation. Genetic distances among sampled sites showed that most of the genetic differentiation occurred between sites Guatapé and El Cardal with respect to the others. A Mantel Test demonstrated a correlation between genetic and geographic distances (r=0.431 both of the basins evaluated; r=0.377, Nare river middle basin), and suggested isolation by distance. The outcomes obtained in this study have valuable implications in species conservation and the genetic variability of natural populations of B. henni, and should be complemented with morphological analyses. Rev. Biol. Trop. 59 (1): 269-282. Epub 2011 March 01.

Spodoptera frugiperda (Smith) is a polifagous insect of major economic impact in the western hemisphere and exhibits two strains (i.e., corn and rice) that are morphologically identical but differ in ecology, genetics and physiology. In this work we identified these strains and their respective hybrids by using a PCR-RFLP of the COI gene and PCR of the tandem region FR. Moreover, we performed a population structure analysis by using 253 larvae from Tolima, a region where S. frugiperda is a pest on corn, rice, sorghum and cotton. Corn strain was found on 42% in corn, 34% in cotton, 19% in sorghum and 0.04 % in rice and rice strain on 35% in corn, 0.06% in cotton, 0.06% in sorghum and 53% in rice, demonstrating that corn strain specificity is superior to rice strain. Hybrids between these strains were more abundant in corn. The distributions on their host plants reflect a population genetic differentiation in S. frugiperda with values of PhiPT (COI) = 0.31, P < 0.0001, PhiPT (FR) = 0.17, P < 0.0001 for all crops and PhiPT (COI) = 0.42, P < 0.01, PhiPT (FR) = 0.13, P < 0.01 for the sixteen sampled farms. The dendrograms showed two clusters representing both strains. The results obtained in this study suggest that the management of this insect must differ on each host plant, given the specialization that both strains present, particularly in corn and rice.

Spodoptera frugiperda es un insecto considerado plaga primaria del cultivo de maíz y secundaria en arroz, algodón, sorgo y pastizales. Presenta dos biotipos (maíz y arroz) casi idénticos morfológicamente, pero difieren en su composición genética, resistencia hacia insecticidas y Bacillus thuringiensis, siendo el biotipo de maíz más resistente respecto al biotipo de arroz. Este trabajo es la primera identificación molecular en Colombia de estos biotipos a partir de larvas recolectadas en cultivos de maíz, arroz y algodón en el departamento del Tolima, con el uso de una PCR-RFLP a nivel del gen mitocondrial citocromo oxidasa I para identificar al biotipo de maíz, y una PCR de la región tandem FR del ADN nuclear para identificar biotipo de arroz. Los resultados diferenciaron tres poblaciones de S. frugiperda: a) biotipo de maíz, compuesto por individuos que generaron digestiones con la enzima MspI del gen COI, b) biotipo de arroz compuesto por individuos que generaron amplificaciones de peso moleculares mayores a 500 pb con el marcador FR, y finalmente c) un grupo de individuos clasificados como “híbridos” entre estos dos marcadores, producto del cruce entre hembras del biotipo de maíz y machos del biotipo de arroz y viceversa. Los individuos genotipificados como biotipo de maíz se recolectaron en cultivos de maíz y algodón exclusivamente y los individuos genotipificados como biotipo de arroz en cultivos de arroz principalmente y en bajas proporciones en cultivos de maíz y algodón.

Spodoptera frugiperda is considered a primary pest in corn crops and a secondary pest in rice, cotton, sorghum and pastures. It exhibits two biotypes (corn and rice) that are almost identical morphologically, but differ in their genetic composition and resistance to insecticides and Bacillus thuringiensis, with the corn biotype more resistant than the rice biotype. This work is the first molecular identification in Colombia of these biotypes for larvae collected from corn, rice and cotton crops in the department of Tolima by using a PCR-RFLP of the mitochondrial gene cytochrome oxidase subunit I (COI) for the identification of corn biotype, and a PCR amplifying a FR tandem region of the nuclear DNA to identify the rice biotype. The results differentiated three populations of S. frugiperda: a) corn biotype, composed of individuals that generated digestion products with the enzyme MspI of the COI gene, b) rice biotype, composed of individuals that generated amplification products higher than 500 bp with the FR marker, and finally c) a group of individuals classified as “hybrids” between these markers, product of the cross between a corn biotype female and rice biotype male and vice versa. Individuals genotyped as the corn biotype were collected exclusively from corn and cotton crops and the individuals genotyped as the rice biotype were mainly collected from rice crops and in low proportions from corn and cotton crops.