EFICACIA Y LIMITACIONES DE LOS ESTUDIOS DE ISOENZIMAS EN LA GENETICA DE ARBOLES FORESTALES¹

Gunter M. Rothe
Institut für Allgemeine Botanik, Fachbereich Biologie
Johannes Gutenberg-Universität
Saarstr. 21, 6500 Mainz, Alemania

1. INTRODUCCION

Los estudios sobre genética de árboles forestales se han efectuado utilizando principalmente tres clases de rasgos simplemente heredados: los marcadores morfológicos, las variantes en monoterpenos y las isoenzimas.

Los rasgos morfológicos son fáciles de determinar pero su empleo en los estudios genéticos es limitado porque las características morfológicas fenotípicas están generalmente controladas por varios genes y los factores cuantitativos están sometidos a una fuerte influencia ambiental. En consecuencia, no se pueden identificar las contribuciones de genes individuales y no pueden detectarse diferencias genéticas específicas entre individuos.

En las gimnospermas, genes individuales controlan el nivel de unos pocos monoterpenos. Sin embargo, la interpretación genética de los patrones de monoterpenos es complicada y el análisis de un gran número de muestras, mediante cromatografía “gas líquido”, es muy costoso y lleva mucho tiempo.

En comparación con lo anterior, las isoenzimas son relativamente fáciles de manejar. Su empleo se introdujo en la genética de árboles forestales hace unos 15 años y en la actualidad está muy difundido basándose en la hipótesis de que las isoenzimas son productos directos de alelos específicos. Una vez identificadas, se dispone de métodos estadísticos para estudiar su distribución (frecuencias) inter e intrapoblacionalmente.

2. LAS ALOENZIMAS COMO MARCADORES GENETICOS

Los organismos diploides, que se reproducen sexualmente, reciben un juego completo de cromosomas de cada progenitor. Consecuentemente, tienen cada gen por duplicado; los genes homólogos se denominan alelos. Si existe más de un alelo en el locus de un gen estructural, las diversas enzimas determinadas por ellos pueden presentarse, ya sea en un organismo diploide simple (heterozigótico) o en distintos miembros (homozigóticos) de una especie.

El número de alelos en un locus dado depende de la especie y del propio locus. Los genes se caracterizan como polimórficos si comprenden dos o más alelos. Los genes invariantes (monomórficos) no son adecuados para estudios genéticos.

Para interpretar correctamente los patrones de isoenzimas², debe conocerse la composición de sus subunidades (número de polipéptidos que constituyen la enzima completa) (Figura 1).

Los genes que codifican aloenzimas, se identifican mediante una abreviatura del nombre de la enzima, p.ej. “Aat”-para aspartato amino transferasa. Si un gen comprende más de un locus (el lugar de la molécula de ADN definido con precisión) estos loci se indican mediante una letra mayúscula (o un número) ligado al nombre del gen como un sufijo, p.ej. Aat-A o Aat-B (o Aat-1 o Aat-2). Los alelos correspondientes pueden indicarse mediante números consecutivos como Aat-A1, Aat-A2, etc. (o Aat-1₁, Aat-1₂) (Figuras 2, 3; Cuadros 1, 2).

Las aloenzimas se pueden emplear en estudios genéticos si se cumplen las siguientes condiciones:

1. el genotipo está expresado fenotípicamente mediante patrones de enzimas dados, que pueden observarse en el laboratorio. Un requisito previo para ello es que las formas enzimáticas de interés segreguen en forma mendeliana (como se muestra en la Figura 1); y

2. por lo menos un locus por enzima es polimórfico.

Se pueden identificar genotipos específicos empleando:

1. el examen de progenies resultantes de cruzamientos controlados;

2. estudios comparativos de tejidos haploides y diploides de un individuo (endosperma haploide y embrión diploide de las gimnospermas o polen haploide y embrión diploide de las angiospermas); y

3. aplicando la ley de Hardy-Weinberg en modelos teóricos (Rothe 1988).

2.2. INSTRUMENTOS PARA DETECTAR ISOENZIMAS

La identificación de isoenzimas se basa en su alta específícídad de sustrato y en sus variables movilidades electroforéticas. Si dos variantes alélicas de una enzima difieren en el número de aminoácidos provistos de carga, sus diferentes cargas netas se pueden emplear para separarlas mediante electroforesis. La estructura primaria (espina dorsal del péptido) de estas enzimas está codificada en el individuo en las dos hélices homólogas del ADN y, de acuerdo con ello, los genes alélicos se pueden identificar mediante alozimas con carga diferente. Sin embargo, lamentablemente dos tercios de los aminoácidos protéicos no están cargados, lo que reduce la posibilidad de identificación de variantes de las enzimas alélicas existentes, a menos del 30% del número total presente. No obstante, para aquellas variantes que tienen carga, los métodos electroforéticos son relativamente sencillos de realizar en la práctica. Es suficiente colocar extractos brutos de células o tejidos en algun tipo de medio de separación electroforética, como el gel de almidón -celo gel- o el gel de poliacrilamida; y subsiguientemente teñir el gel empleando un colorante que permita hacer visible sólo una enzima específica y sus formas moleculares múltiples, dejando las otras proteínas separadas (y enzimas) sin teñir (Rothe & Maurer 1986, Kephart 1990). Finalmente las formas teñidas de enzimas se cuentan y se utilizan las frecuencias calculadas para nuevos cálculos genéticos (véase la Sección 2. posterior; cf. también la Figura 2.3).

3. APLICACION DE LA INVESTIGACION DE ALOENZIMAS

3.1 IDENTIFICACION DE LOTES DE SEMILLA

Las diferencias en las frecuencias de aloenzimas se pueden emplear para determinar el origen de un lote de semillas o de brinzales procedentes de un huerto semillero o de diferentes poblaciones de una especie arbórea determinada (Adams 1983 y Bergmann 1975a. Véase también p.ej. Houston 1978, como ejemplo de identificación de seis fuentes geográficamente diferentes de semilla de Quercus rubra, mediante el empleo de perixodasas). Sin embargo, especialmente en Europa Central, es difícil la identificación de procedencias de abeto rojo de Noruega (Picea abies) porque se han introducido un gran número de procedencias y se desconoce su verdadero origen (Bergmann 1975a).

Para la identificación de procedencias de abeto rojo deben analizarse por lo menos 7 semillas de cada uno de 200 árboles, para determinar las frecuencias de aloenzimas (Adams 1983, Bergmann 1975a). De acuerdo con Bergmann (1975a), se encontraron en las semillas iguales frecuencias de aloenzimas aunque procedieran de árboles individuales de una cierta población o de una mezcla de semillas de tal población. El examen de 100 sondas de genoma diploide recogidos de un huerto semillero (6 50 endospermas haploides de una especie conífera) permite la detección de alelos que aparecen con una frecuencia de 0,03 o superior, con una probabilidad del 95% (Adams 1983). Sin embargo, si se sospecha la existencia de una seria contaminación de polen de fuentes extrañas al huerto semillero y se realiza un análisis de isoenzimas para demostrarlo, se recomienda duplicar la muestra anterior hasta 100 endospermas haploides de semillas (Adams 1983).

En muchos países los bosques han sido divididos geográfica, topográfica y ecológicamente en zonas de semilla. Se supone que cada zona representa una unidad ambiental relativamente homogénea, dentro de la cual los genotipos están adaptados, en principio, para su utilisación en cualquier otra parte de la misma zona, mientras que las semillas del exterior de ésta es de prever que no estén tan bien adaptadas (Adams 1983). Limitando la semilla utilizada para reforestación a la recolectada en el interior de las zonas de semilla seleccionadas, se confía en garantizar de este modo que la semilla esté debidamente adaptada a las condiciones del sitio de plantación. La identidad de los lotes de semilla puede verificarse siguiendo su recolección mediante el empleo de técnicas de isoenzimas. No obstante, si la diversidad genética entre poblaciones es pequeña (d_o <0, 10)³ se limitará el uso de los estudios de isoenzimas en la identificación de lotes de semilla procedentes de varias zonas de semilla (Adams 1983).

3.2 IDENTIFICACION DE CLONES

Las isoenzimas se pueden utilizar también para identificar árboles individuales estrechamente relacionados, o clones (Adams 1983). Los estudios de isoenzimas pueden realizarse con yemas invernales, hojas o acículas del año. Para la identificación de clones es suficiente comparar patrones de isoenzimas fenotípicas, incluso sin conocer su base genética (Cheliak & Pitel 1984 y Bergmann 1987). En un estudio, el análisis de 6 a 7 sistemas de enzimas variables, incluyendo de 10 a 20 loci diferentes, permitió la certificación de 50 a 100 clones de una variedad multiclonal del abeto rojo de Noruega (Picea abies) (véase el Cuadro 3). Esta aplicación de los estudios de isoenzimas tiene potencialmente gran importancia, porque en algunos países se han desarrollado variedades multiclonales como parte de una estrategia de selvicultura clonal para ayudar a evitar la reducción de la diversidad genética en generaciones futuras de poblaciones artificiales (Rothe 1990).

3.3 DETERMINACION DE LA FIABILIDAD DEL CRUZAMIENTO CONTROLADO Y NIVELES DE AUTOFERTILIZACION

La fiabilidad del cruzamiento controlado se puede evaluar examinando los patrones de isoenzimas en las semillas resultantes de tales cruzamientos, comparando los resultados con los previstos teóricamente, basados en los genotipos de los progenitores (Adams 1983). Una polinización controlada se puede considerar un fracaso si las semillas de una de cada 4 muestras (o una de cada dos para las especies coníferas) contienen alelos que no estén presentes en ninguno de los progenitores supuestos (Adams 1983). Los experimentos realizados con pino de Oregón (Pseudotsuga menziesii) demostraron que la mayoría de los fracasos en los cruzamientos controlados se deben a la contaminación de polen, por polen extraño (Adams 1983).

Además, se pueden utilizar los marcadores genéticos de isoenzimas para identificar árboles que se autofertilizan en los huertos semilleros (Müller 1976, Moran; Bell & Matheson 1980 y Shen; Rudin & Lindgren 1981). Como la autofertilización afecta a todo el genoma por igual, puede descubrirse mediante la investigación de un único locus polimórfico. En el abeto rojo de Noruega (Picea abies) para el locus B de la leucina aminopéptidasa (Lap-B) se produjo autofertilización en dos de cada cuatro genotipos. Se estimó que la tasa de autofertilización era del 15% (Müller 1976). Teniendo en cuenta que la diversidad genética de las semillas de árboles de autofertilización se reduce, generalmente conviene identificar y eliminar tales individuos de autofertilización, en los huertos semilleros (Shaw & Allard 1981).

3.4 IDENTIFICACION DE ESPECIES DE ARBOLES

La variación de los patrones de las aloenzimas puede utilizarse para distinguir distintas especies o híbridos de árboles. Las semillas de dos especies de alerce, Larix decidua y Larix kaempferi, se separaron mediante análisis de la movilidad de las enzimas sikimato-deshidrogenasas. En el L. kaempferi la enzima migró más rápidamente al ánodo que en el L. decidua. En híbridos de ambas especies parentales se pudieron identificar ambas variantes enzimáticas (Bergmann 1975a).

Los robles (Quercus spp.) comprenden un grupo taxonómicamente complejo. En los Estados Unidos existen más de 50 especies de robles de porte arbóreo y el número total de especies de este género pasa de 300. Algunas de éstas poseen rasgos morfológicos y anatómicos únicos y fácilmente identificables, mientras otras son difíciles de identificar y diferenciar entre sí. La identificación taxonómica se complica aún más por la hibridación aparente entre unas cuantas especies. Más de 60 híbridos han sido registrados sólo en los Estados Unidos (Fernald & Gray 1950).

Investigaciones realizadas con yemas y tejidos cotiledonales de bellota procedentes de diversas fuentes de semilla de roble rojo del norte (Quercus rubra L.), roble negro (Q. velutina Lam.), roble blanco (Q. alba L.), roble blanco de los pantanos (Q. bicolor Wild), roble “bur” (Q. macrocarpa Michx.) y roble de “chinkapin” (Q. muehlenbergii Engelm.), demostraron que la mayoría de las bandas isoenzimáticas de leucina aminopeptidasa, alcohol deshidrogenasa, ácido fosfatasa y aspartato aminotransferasa, eran comunes a dos o más de estas especies (Tobolski 1978). Esta semejanza en los patrones de isoenzimas es probable que refleje su estrecha relación taxonómica (y por tanto genética). Sin embargo, en el análisis, los individuos de algunas especies mostraron genotipos distintos; éstos pudieron distinguirse también con facilidad porque mostraban fenotipos diferentes (Tobolski 1978).

Las especies Quercus petraea y Quercus robur pudieron clasificarse de acuerdo con sus patrones de peroxidasa (Olsson 1975). Algunas poblaciones de Q. petraea mostraron pruebas evidentes de introgresión con el Q. robur.

3.5 CARACTERISTICAS DE LAS POBLACIONES DE ARBOLES FORESTALES

Además de los usos anteriores, se han estudiado las siguientes características genéticas de poblaciones empleando frecuencias de aloenzimas:

1. el nivel de variabilidad genética dentro de una población;

2. la variación entre poblaciones;

3. posibles factores implicados en la variación observada.

La estructura genética de las poblaciones, reflejada en la varianza “inter-locus” en los estudios de aloenzimas, está sujeta a fuerzas evolutivas tales como la mutación, la selección y la deriva genética. La varianza “intra-locus”, identificable en los estudios de laboratorio, depende del tamaño de la muestra y de las frecuencias de los genes en el locus estudiado (Nei & Roychoudhury 1974). El grado de heterozigosis⁴ (H) en las poblaciones de árboles forestales se ha encontrado que varía de 0,19 a 0,41, siendo típicos de las coníferas los valores más elevados (Cuadros 4 y 5).

La variación alélica se puede definir como “la proporción prevista de heterozigotos por locus y por población”, y se suele indicar con una h. Los cálculos del valor medio de h de 10 poblaciones distintas de Picea sitchensis (Boug. Carr.), importante árbol forestal originario de la costa occidental de Norteamérica-, dieron valores que oscilaban entre 0,475 (glucosa- 6-fosfato deshidrogenasa, G6pdh) a 0,001 (fosfoglucomutasa, Pgm2). Este amplio rango de h, con valores próximos a 0, es característico de varias especies coníferas (Yeh & El-Kassaby 1980).

El nivel de diversidad genética de las coníferas suele ser alto. Esto se debe a: (i) una selección divergente para su adaptación macrogeográfica, (ii) una selección equilibrada para su diferenciación microgeográfica y (iii) un sistema de mejora genética que facilita el flujo de genes dentro de subpoblaciones y entre ellas. La heterosis puede favorecer aún más el mantenimiento de la variabilidad genética (Yeh & El-Kassaby 1980). Los estudios realizados sobre variación genética en diez poblaciones de IUFRO⁵ de abeto rojo de sitka (Picea sitchensis) demonstraron que (i) la amplitud de polimorfismo genético variaba considerablemente de un locus a otro; (ii) varias poblaciones eran similares en cuanto a la amplitud y patrón de variabilidad genética, respecto a la mayoría de los loci estudiados; en tanto que (iii) algunos loci específicos mostraron grandes diferencias entre poblaciones (Yeh & El-Kassaby 1980). A pesar de las grandes distancias geográficas entre los orígenes de las semillas ensayadas, las diferencias de constitución genética del abeto rojo de sitka no aumentaron apreciablemente en proporción con la distancia geográfica.

Las diferencias genéticas entre poblaciones las exponen de diferente forma a la selección natural, a nivel de población, favoreciendo la selección de la población (Yeh & El-Kassaby 1980). Esta conclusión se ha confirmado para varias especies arbóreas, además del abeto rojo de sitka, como por ejemplo la Picea abies (L.) Karst. (Bergmann 1974), Pinus monticula Dougl. (Steinhoff; Joyce & Fins 1983) y Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco (Yeh & O'Malley 1980). En Escandinavia las frecuencias de los alelos situados en el locus para el ácido fosfatasa B eran más frecuentes en las poblaciones meridionales del abeto rojo de Noruega que en las nórdicas (Bergmann 1978).

Generalmente las coníferas presentan altos niveles de heterozigosis. Una excepción notable a esta regla es el Pinus resinosa (Fowler & Morris 1977). Una de las teorías que explican la falta de variabilidad del P. resinosa es que ésta es el resultado de un cuello de botella importante en la población que se produjo probablemente durante el período Pleistoceno, cuando la distribución de la especie se redujo a pequeñas poblaciones aisladas, como resultado de la glaciación.

La variabilidad genética de los árboles caducifolios es generalmente menor que en las coníferas. En 17 poblaciones de Quercus, el valor medio de los loci polimórficos era del 30%, con 2,32 alelos por locus polimórfico. Unas estimaciones mínimas de diversidad genética entre poblaciones pueden indicar que hay mayor variabilidad genética dentro de las poblaciones que entre unas y otras de éstas (Manos & Fairbrothers 1987).

3.6 ADAPTACION DE LOS ARBOLES A DIFERENTES AMBIENTES

Los árboles son organismos de vida prolongada y por ello, deben estar bien adaptados a sus hábitats originales y a las fluctuaciones ambientales previstas en tales hábitats para largos períodos de tiempo. Esto se puede conseguir, ya sea mediante una extensa adaptación dentro de la población o mediante adaptaciones específicas de la población a las condiciones específicas de la estación. En el abeto rojo de Noruega (Picea abies) y en el pino de Oregon (Pseudosutga menziesii), se identificó un gen de un locus que codifica la fosfatasa ácida, que mostró una variación importante dependiente del medio ambiente. En ambas especies los alelos Acp- que codifican enzimas con una banda única dominan en las zonas más frías del ámbito de distribución de la especie, mientras que los alelos que codifican enzimas de dos bandas se dan con más frecuencia en todas las zonas climáticas moderadas (Bergmann 1975).

La variación entre poblaciones se puede cuantificar mediante un número sencillo, la distancia genética (d₀) (véase p. ej. Nei & Roychoudhury 1974 y Surles; Hawrick & Bongarten 1989). Unas poblaciones completamente diferentes genéticamente se caracterizan por un valor d₀ = 1, mientras que el valor 0 corresponde a poblaciones idénticas. En rodales finlandeses de Picea abies, se ha observado una distribución totalmente al azar de los genes dentro de los rodales, utilizando aloenzimas de leucina aminopeptidasa, Lap.; peroxidasa, Pod y esterasa, Est. (Tigerstedt 1973). Sin embargo, para otra serie de especies parece que se da una correlación entre las distancias genéticas y las geográficas, p.ej. la Camellia japonica L. (Wendel & Parks 1985), Picea abies (L) Karst. (Bergamnn 1975), Pinus monticola Dougl. (Steinhoff; Joyce & Fins 1983) y Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco (Yeh & O'Malley 1980). El aislamiento debido a la distancia puede ser un factor importante en la diferenciación de las poblaciones de estas especies (cf. Perry & Knowles 1988).

3.7 IMPACTO DE LOS CONTAMINANTES DEL AIRE EN LA ESTRUCTURA GENETICA DE LOS ARBOLES FORESTALES

Numerosos datos referentes a la diferenciación genética de los árboles respecto a su sensibilidad a los contaminantes, han sido examinados por Gerhold (1977). Estadísticamente, existen diferencias significativas entre poblaciones del abeto rojo de Noruega (Picea abies) respecto a su sensibilidad al SO₂. Las poblaciones más tolerantes parecen ser las de origen septentrional y elevada altitud (Tzschacksch & Weiss 1972). El grado medio de heterozigosis de individuos de abeto rojo que proceden de las montañas del Harz, en Alemania, que no se dañaban cuando se exponían al SO₂ y al O₃, era mayor que la de los individuos dañados (Bergmann & Scholz 1987). Sin embargo, las procedencias de abeto rojo de Noruega tolerantes al SO₂ mostraron menores frecuencias de alelos raros, situados en los loci Gpdh-A1 y Mdh-C3, que las subpoblaciones que eran sensibles al SO₂ (Bergmann & Scholz 1987). En contraste con las complejas variables ambientales, los contaminantes simples del aire, como el SO₂ o el O₃, conducen a una selección tendente a una diversidad genética reducida (Bergmann & Scholz 1987). Observaciones similares se hicieron para el haya (Fagus sylvatica) en la cual la selección de genotipos resistentes tuvo lugar sobre todo en la primera (F₁) generación (Müller-Starck 1985).

Dos conclusiones principales pueden deducirse de las investigaciones sobre el impacto de los contaminantes del aire en la estructura genética de los árboles forestales:

1. los árboles fuertemente heterozigóticos parecen estar mejor adaptados, a una multiplicidad de impactos ambientales que actúan simultáneamente, que aquellos árboles que tienen un grado menor de heterozigosis, y

2. la polución de contaminantes del aire ocasiona una reducción de la diversidad genética de la población. Las razones de esta disminución de la diversidad (y, por lo tanto, de la adaptabilidad general) son (1) los mayores niveles de selección natural direccional y (2) la disminución del flujo de genes.

La resistencia de los árboles forestales a los contaminantes del aire se supone que está determinada por genes preadaptativos. Estos son genes muy adaptativos que existen ya en el genoma pero que no son identificables antes de su exposición al agente tóxico (Gregorius; Hattemer; Bergmann & Müller-Starck 1985).

Nota del Editor: Para información adicional sobre biotecnología en programas de mejoramiento de árboles, véase también el artículo de Cheliak, W.M. & Rogers, D.L. en la sección (iv) de la Bibliografía Reciente de Interés.

Figura 1

Representación esquemática de los patrones de isoenzimas resultantes en heterozigotos cuando la enzima es un monómero, dímero o tetrámero (que contiene uno, dos o cuatro polipéptidos) y aparecen por lo menos dos alelos diferentes en el locus que los codifica. Se supone además que las subunidades combinan libremente y segregan de acuerdo con las pautas mendelianas.

Figura 2

Quercus robur L.

Patrones de isoenzimas e interpretación genética de la leucina aminopeptidasa, encontrados en Quercus robur. Las isoenzimas fueron extraídas de 35 tejidos cotiledonales de bellotas de Quercus robur, separadas mediante electroforesis en gradiente sobre gel de poliacrilamida y finalmente visualizadas dentro del gel mediante aplicación de un método de teñido histoquímico. Las bellotas procedían de un rodal de Q. robur de Rheiland Pfalz (Alemania). Se observó un total de 13 patrones distintos de isoenzimas, comprendiendo 7 isoenzimas diferentes. Se supone que dos loci diferentes (Lap-A y Lap-B) codifican estas siete isoenzimas, que representan cuatro alelos en el locus A y tres alelos en el locus B (Dankwardt y Rothe, sin publicar).

Figura 3

Quercus petraea (Matt.) Liebl.

Patrones de isoenzimas observados en 35 tejidos cotiledonales de bellotas de Quercus petraea. Las bellotas procedían de un rodal de Rheiland Pfalz (Alemania). En comparación con el Quercus robur (Figura 2) solo se identificaron 5 en vez de 13 patrones de isoenzimas. Los patrones 1, 5 y 6 son similares a los patrones de los mismos números del Quercus robur pero difieren las frecuencias. Los patrones 14 y 15 se encontraron exclusivamente en Q. petraea mientras que los patrones de isoenzimas 2, 4 y 7–13 eran característicos del Q. robur. De acuerdo con ello, las poblaciones de las especies pueden distinguirse por sus patrones de isoenzimas. No obstante, la identificación de individuos de ambas especies requiere nuevos estudios sobre sistemas de isoenzimas (Dankwardt y Rothe, sin publicar).

Cuadro 1

Loci de genes enzimáticos y número de alelos encontrados en el abeto rojo de Noruega (Picea abies (L.) Karst.) y empleados para estudios genéticos

Cuadro 2

Loci de genes enzimáticos y alelos estudiados en árboles caducifolios y utilizados para análisis genéticos

Cuadro 3

Caracterización de 16 clones de abeto rojo de Noruega de injerto de yema tardío (Picea abies [L.] Karst.) empleando patrones de isoenzimas de seis diferentes enzimas de acículas del año (Rothe 1990)

Cuadro 4

Grado medio de heterozigosis (H) de algunas poblaciones de árboles caducifolios (cf. Perry y Knowles 1988)

Cuadro 5

Variabilidad genética de poblaciones de coníferas, expresada por su grado medio de heterozigosis (H) (cf. Kormutak et al. 1982)

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¹ Manuscrito recibido en julio de 1990. El artículo es una versión actualizada de otro artículo publicado por el autor en alemán: Möglichkeiten und Grenzen von Isozym-Analysen zur Ermittlung der genetischen Konstitution von Waldbäumen". El artículo original fue publicado en Allgemeine Forstzeitschrift 43 (49), 1988, pp. 1336–1338.

² Definiciones:

El término general “isoenzimas” por definición, incluye un rango de tipos de enzimas con igual especificidad de sustrato, que se produce ya sea en un individuo o en distintos miembros de la misma especie (cf. Markert 1975). Las isoenzimas se dividen en tres clases dependiendo de la forma en que se biosintetizan:

1. las isoenzimas proceden de loci de genes múltiples, que codifican cadenas de polipéptidos de la enzima estructuralmente diferentes;

2. las aloenzimas (o aleloenzimas) son variantes estructuralmente diferentes de una cadena particular de polipéptidos, codificada por alelos múltiples de un único locus;

3. isoenzimas secundarias que proceden de modificaciones de la estructura de la enzima posteriores al proceso de “traducción”.

La distinción entre alelos múltiples y loci de genes múltiples como causas de formación de isoenzimas es que los alelos múltiples son el resultado de diferencias entre miembros individuales de una cierta especie, mientras que los loci múltiples son comunes a todos los miembros de una especie.

³ Distancia genética:

La distancia genética (d_o) es una cuantificación de la diferencia entre dos distribuciones estadísticas de frecuencias de genes. La distancia genética puede obtener valores que varían de 0 a 1. El valor 1 se obtiene cuando no se presentan alelos comunes en las dos poblaciones. El valor 0 indica, que las poblaciones son genéticamente idénticas (Rothe 1988).

⁴ El grado medio de heterozigosis (H) es una cuantificación de la amplitud de variación genética de una población: H = Σh₁/r, donde h₁ = 1 - Σx_i² para el primer locus, r = número de locus examinados y X_i = frecuencia del alelo № i en un locus.

El grado medio de heterozigosis es igual a la probabilidad media de que dos genes elegidos al azar no sean idénticos. La cifra es independiente de la frecuencia de los heterozigotos observados ya que no tiene en cuenta los cruzamientos no realizados al azar ni la selección. Se basa únicamente en las frecuencias de genes observadas. (Rothe 1988).

⁵ Unión Internacional de Organizaciones de Investigación Forestal.