Conocer la biodiversidad (numérica, funcional y genética) de cualquier región es una prioridad nacional dado que permite entender los procesos y mecanismos evolutivos y biológicos que la originaron. Además, entender cómo y por qué existe esta biodiversidad, es un prerrequisito fundamental para establecer mejores planes de manejo y uso eficiente de los recursos bióticos. El análisis de la diversidad genética posibilita no sólo conocer el acervo génico existente en los sistemas biológicos, sino también establecer las bases para prevenir riesgos de extinción, promover desarrollos biotecnológicos y preservar la biodiversidad.

La región noroeste del país contiene un alto endemismo debido a su compleja historia geológica y climática, esas especies viven en hábitats únicos, frágiles muchos de ellos, pero relevantes para la productividad regional. Las complejas interacciones entre la diversidad biológica y las actividades humanas (principalmente agricultura, pesca, urbanización-turismo, ganadería, minería) casi siempre generan conflictos que por lo general desembocan en pérdidas o modificaciones de los sistemas y/o linajes biológicos.

Entender el origen, permanencia y evolución de la diversidad genética a diversas escalas espacio-temporales, con énfasis en el Noroeste de México es uno de las metas de este proyecto. Asimismo, se intenta relacionar la inspección de la diversidad genética (y genómica) con problemáticas evolutivas, ecológicas, económicas y políticas de los sectores primarios y secundarios productivos en la región; bajo agendas de investigación que permitan sinergias con otros centros de investigación y el desarrollo tecnológico.

El Laboratorio de Genética para la Conservación, es la sede física de este proyecto, allí se desarrollan todas las actividades tanto de laboratorio como análisis estadísticos, se tiene como tarea la generación de bases de datos sobre diversidad genética y genómica. Para ello se realizan colecciones de ADN, banco de secuencias y genotipos de marcadores genéticos en especies relevantes ecológicas, especies endémicas y especies con potencialidad de uso en biotecnología.

Los proyectos de tesis de estudiantes de maestría y doctorado forman la base fundamental de las actividades del Laboratorio de Genética y se enfocan en la genética de poblaciones, la genética del paisaje y la filogeografía de especies de importancia para la conservación y comercial. A continuación, se describen brevemente:

Genómica del paisaje en plantas

Cirio Fouquieria columnaris (Kellogg) Kellogg ex Curran, en la Zona Natural Protegida Valle de los Cirios en BC, La Reserva de la Biósfera El Vizcaíno en BCS y Sierra Bacha en Sonora.

Proyecto de tesis de doctorado del estudiante Josué Jacob Martínez Noguez en ejecución en el CIBNOR (2019-2023).

Investigadores participantes:

• Dr. Francisco Javier García-De León (Director de tesis, CIBNOR)
• Dr. José Luis León de la Luz (CIBNOR)
• Dr. Rafael Hernández Guzmán (UMSNH, Méx)
• Dr. Paul Gugger (Universidad de Maryland. EE. UU.)
• Dr. Vladimir Ulyantsev (Universidad de ITMO, Rusia)

Objetivos: Bajo un enfoque del genómica del paisaje se analiza la estructura genética mediante marcadores SNPs neutrales y bajo selección. Se modelarán escenarios de cambios en la distribución potencial de la especie y de los grupos genéticos observados en el presente, pasado y futuro y se reconstruirá la historia demográfica de las poblaciones basado en su espectro de frecuencias alélicas.

Resultados preliminares con secuenciada de ADN cloroplástico, indican cuatros filogrupos de Fouquieria columnaris a lo largo de su distribución. A. Baja California, B. Sierra de San Francisco, C. Volcán de Las Tres Vírgenes y D. Sierra Bacha.

Estructura genética de peces marinos

Jurel (Seriola rivoliana) en el Pacífico mexicano
Proyecto de tesis de maestría de la estudiante Karen Berenice García-López en ejecución en el CIBNOR (2017-2019)

Investigadores participantes:

• Dr. Francisco Javier García-De León (Director de tesis, CIBNOR)
• Dr. Juan Carlos Pérez Urbiola (CIBNOR)
• Dr. Fausto Valenzuela Quiñonez (CONACYT-CIBNOR)

Objetivos: Determinar mediante microsatélites obtenidos a través de Secuenciación Masiva de Última Generación y una aproximación de la genética del paisaje marino, la estructura genética en el Océano Pacífico.

Izquierda: ejemplares adultos de jurel pez fuerte (S. rivoliana, foto: Juan Carlos Pérez Urbiola). Derecha: Estandarización y amplificación de loci microsatélites obtenidos con Secuenciación de Última Generación.

Jurel Seriola rivoliana en los océanos Atlántico y Pacífico
Proyecto de tesis de doctorado de la estudiante Verónica Mendoza en ejecución en el CIBNOR (2018-2021).

Investigadores participantes:

• Dr. Francisco Javier García-De León (Director de tesis, CIBNOR)
• Dr. Fausto Valenzuela Quiñonez (CONACYT-CIBNOR)
• Dr. Miguel Ángel Del Rio Portilla (CICESE)
• Dr. David Portnoy (Universidad de Texas A&M – Corpus Christi, EE. UU.)
• Dra. Sophie von der Heyden (Universidad de Stellenbosch, Sudáfrica)

Objetivos: Identificar la variación genética del jurel dentro y entre los océanos Atlántico y Pacífico mediante el uso de polimorfismos de un solo nucleótido (SNPs), inferir su conectividad genética, así como aspectos de la historia demográfica asociados a características del paisaje marino.

Seriola rivoliana (Foto: Cary Wien https://biogeodb.stri.si.edu/sftep/es/). Resultados preliminares con marcadores SNPs obtenidos con Secuenciación de Última Generación muestran dos poblaciones en el Pacifico una en el oeste (rojo) y otra en el este(amarillo) y una en el Atlántico.

Bacalao negro (Anoplopoma fimbria) del Pacífico norte
Proyecto de tesis de maestría de la estudiante Adonaji Medeleine Orozco Ruíz en ejecución en el CIBNOR (2018-2020).

Investigadores participantes:

• Dr. Francisco Javier García-De León (Director de tesis, CIBNOR)
• Dra. Carolina Galván Tirado (UABCS)
• Dr. Ricardo Vázquez Juárez (CIBNOR.)

Objetivos: Evaluar el modelo de panmixia, mediante 11 loci microsatélites en ochos sitios a lo largo del Océano Pacífico norteño.

Mediante marcadores microsatélites obtenidos con Secuenciación de Última Generación y diversos análisis estadísticos sugieren un alto grado de mezcla entre dos potenciales poblaciones a pesar del amplio rango de distribución de Anoplopoma fimbria.

Estructura genética y filogeografía de aves del Noroeste de México:

Colibrí de Xantus (Hylocharis xantusii)
Proyecto de tesis de maestría de la estudiante Georgina Morales Flores, en ejecución en el CIBNOR (2017-2019)

Investigadores participantes:

• Dr. Francisco Javier García-De León (Director de tesis, CIBNOR)
• Dr. Ricardo Rodríguez estrella (CIBNOR)
• Dr. Raúl Octavio Martínez Rincón (CONACYT-CIBNOR)

Objetivos: Analizar la estructura del paisaje para entender la estructura genética poblacional de este colibrí, empleando marcadores del tipo microsatélites y del ADN mitocondrial.

Mediante marcadores microsatélites obtenidos con Secuenciación de Última Generación sugieren la existencia de dos poblaciones genéticas (azul y anaranjado) de Hylocharis xantusii (Foto: Luis Ernesto Pérez Montes.). Ambas poblaciones son discretas en el centro y norte, pero mezclados en la región sur de la Península de Baja California.

Carpintero de Gila (Melanerpes uropygialis)
Proyecto de tesis de maestría del estudiante José Luis Oliva por realizarse en el CIBNOR. Actualmente becario de investigador SNI 3.

Investigadores participantes:

• Dr. Francisco Javier García-De León (Director de tesis, CIBNOR)

Objetivos: Comprobar mediante la utilización de marcadores microsatélites y mitocondriales, si las glaciaciones, la formación del Golfo de California, la presunta ocurrencia de canales transpeninsulares a lo largo de la Península de Baja California explican la distribución espacial de los patrones de estructuración genética de esta especie.

En A un carpintero de Gila (macho). En B resultados preliminares mostrando una estructura genética coincidente entre marcadores microsatélites y mitocondriales, se muestra dos poblaciones separadas por el Golfo de California.

Venenos de las víboras de cascabel de las islas del Golfo de California.

Proyecto en construcción

Objetivos: Bajo un enfoque filogenético, con este proyecto se intenta comprender el papel del aislamiento geográfico de las víboras de cascabel en la arquitectura de los venenos. Se realizarán estudios de transcriptómica comparativa, relaciones ecológicas veneno / presa, y se hará el reconocimiento y neutralización por antivenenos.

Investigadores participantes:

• Dr. Francisco Javier García-De León (CIBNOR)
• Dr. Gustavo Arnaud (CIBNOR)
• Dr. Felipe Beltrán (CIBNOR)
• Dr. Alejandro Carbajal Saucedo (UNAM)

Víboras de cascabel del noreste de México, sus relaciones filogenéticas y tiempos de divergencia obtenidos con genes mitocondriales.