Absence of concordance between polyembryony and apomixis in maize confirmed through DNA sequencing

ABSTRACT Maize (Zea mays L.) polyembryony is a useful feature for genetic improvement of this specie, not only by its potential to generate multiple plants per seed, but also by its influence on increasing of fatty acids and amino acids content in the grain. It has been considered a possible association between apomixis and polyembryony in maize. With the objective to evidence the relation between apomixes and polyembryony, were used sequences of internal transcribed spacers (ITS), and intergenic spacers (IGS) and amplification of simple repeated sequences (SSR). The analyses were performed in 5 families derived from the IMM-UAAAN-BAP (“D”) maize population. Within each of the families were analysed the female parent plant, and two types of progenies (individual and polyembryonic). Nucleotide sequences and genotypic class were compared and also a molecular variation analysis was performed. In these analyses only a close but not identical relationship between polyembryonic plants was found. With the use of these techniques, it was demonstrated that reproduction of the maize plants is of a sexual type, and that based on the molecular markers used, no evidence was obtained about the probable relationship of a common genetic basis between polyembryony and apomixis. Sequencing of the ITS and IGS regions, and use of SSR microsatellites of different chromosomes, was a practical and economical tool for the assessment of similarity between genotypes.RESUMEN La poliembrionia del maíz (Zea mays L.) es una característica útil para el mejoramiento genético, no solo por su potencial para generar múltiples plantas por semilla, sino también por su influencia en el aumento de ácidos grasos y aminoácidos en el grano. Se ha considerado una posible asociación entre apomixis y poliembrionía en maíz. Con el ob jetivo de evidenciar la relación entre la apomixis y la poliembrionia, se utilizaron las secuencias de espaciadores transcritos internos (ITS), y espaciadores intergénicos (IGS), y la amplificación de secuencias repetidas simples (SSR). Los análisis se realizaron en 5 familias generadas de la población de maíz IMM-UAAAN-BAP (“D”). Dentro de cada una de las familias, se analizaron la planta parental femenina y dos tipos de progenies (individual y poliembriónicas). Se compararon las secuen cias de nucleótidos y la clase genotípica y también se realizó un análisis de variación molecular. En estos análisis solo se encontró una relación cercana, pero no idéntica entre las plantas poliembriónicas. Con el uso de estas técnicas se demostró que la reproducción de la planta de maíz es sexual y según los marcadores moleculares utilizados, no se tuvo evidencia sobre la posible relación de una base genética común entre la polembrionía y la apomixis. La secuenciación de las regiones ITS e IGS, y el uso de microsatélites SSR de diferentes cromosomas, fue una herramienta práctica y económica para la evaluación de la similitud entre genotipos