Rev. peru. biol. 20(3): 215 - 222 (Marzo 2014) Diversidad genética de papas nativas en cultivares nativos del Perú Facultad de ciencias Biológicas unMsM ISSN-L 1561-0837 TRABAJOS ORIGINALES Diversidad genética de papas nativas (Solanum spp.) conservadas en cultivares nativos del Perú Genetic diversity of native potatoes (Solanum spp.) conserved in landraces from Peru Julián Soto3, Tulio Medina2, Yeny Aquino2, Rolando Estrada1* 1 Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional Resumen Mayor de San Marcos, Ciudad Universitaria de San Marcos Av. Venezuela s/n. Apartado 110058, Lima 11 – Perú. El presente trabajo analiza el grado de diversidad genética utilizando 18 marcadores micro- 2 Instituto Nacional de Investigación Agraria-INIA, Av. La Molina # 1981. Apartado Postal 2791, La Molina, satélites, de una muestra aleatoria de 79 variedades nominales de papa nativa (Solanum spp.) Lima - Perú procedentes de cinco regiones políticas del Perú (Ayacucho, Cajamarca, Cusco, Huancavelica 3 Centro Internacional de la Papa, CIP-Lima. Av. La Molina y Puno), cultivadas en “chacras” de agricultores que colaboraron con el proyecto “Conservación 1895 La Molina Apartado 1558, Lima 12, Perú in situ de los cultivos nativos y sus parientes silvestres”. De los 18 marcadores, 17 amplifica- *Autor para correspondencia ron un solo locus polimórfico, siendo el promedio de alelos por locus de 8.79. Se obtuvo una Email Rolando Estrada: restradaj@gmail.com similitud media de 0.62 y rangos de agrupamiento que varíaron desde 0.41 a 0.98. Para los Email Julián Soto: julian4881@yahoo.es 19 loci registrados se obtuvo un total de 166 alelos. La región de Cuzco presentó el mayor número de alelos (130 alelos). De los 166 alelos caracterizados, 72 alelos (43.37%) fueron comunes o compartidos con las 5 regiones de colecta. La región de Puno presento el mayor numero de alelos exclusivos (8 alelos). Las 42 variedades nominales de S. tuberosum subsp. andigena tuvieron una diversidad promedio de 0.74 y las 18 variedades nominales de S. x chaucha una diversidad promedio de 0.70. Los valores de polimorfismo (PIC = 0.55 – 0.85) y los índices de diversidad genética obtenidos indicarían que los microsatélites evaluados logran identificar altos niveles de diversidad genética, pero a la vez no son suficientes para discriminar grupos diferenciados por procedencia o especies. Nuestros análisis indican que existe un alto grado de diversidad genética y corroboran los resultados obtenidos de los inventarios y caracterizaciones morfológicas realizadas in situ; también podemos concluir que existiría un pool de genes común que se encontrarían ampliamente distribuidos entre las regiones estudiadas. Citación: Palabras claves: Conservación in situ; Diversidad genética; papa nativa; microsatélites; SSR. Soto J., T. Medina, Y. Aquino, R. Estrada. 2014. Diversidad Abstract genética de papas nativas (Solanum spp.) conservadas en cultivares nativos del Perú. Rev. peru. biol. 20(3): 215 - 222 (Marzo 2014) This paper analyzes the genetic diversity of 79 accessions of native potato varieties (Sola- num spp.) using 18 microsatellite markers. A random sample from Ayacucho, Cajamarca, Cusco, Huancavelica and Puno from "chacras" of farmers who collaborated with the "In situ conservation of native crops and wild relatives" were used. 17 markers amplified one single polymorphic locus, the mean number of alleles per locus was 8.79. The mean similarity was 0.62 and clustering indexes varied between 0.41 and 0.98. 19 loci showed a total of 166 alle- les. Cuzco had the highest number of alleles (130 alleles). Of the 166 characterized alleles, 72 alleles (43.37%) were common or shared with 5 sampling sites. Puno had the highest number of exclusive alleles (8 alleles). The 42 varieties of S. tuberosum subsp. andigena showed a mean diversity of 0.74 and 18 varieties of S. x chaucha an average diversity of 0.70. Polymorphism (PIC = 0.55 to 0.85) and genetic diversity indices show that microsatellites evaluated can identify high levels of genetic diversity, but also are not sufficient to discriminate differentiated by origin or species groups. Our analyzes indicate a high genetic diversity and are consistent with inventories and morphological characterizations performed in situ, we can also conclude that there would be a common pool of genes would be found widely distributed among the regions studied. Keywords: In situ conservation; genetic diversity; native potato; microsatellites; SSR. Presentado: 23/07/2012 Aceptado: 14/11/2012 Publicado online: 14/03/2014 © Los autores. Publicado por la Revista Peruana de Biología de la Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Este es un artículo de acceso abierto, distribuido bajo los términos de la Licencia de Atribución Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 3.0 de Creative Commons (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed. es_ES), que permite el uso no comercial, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que la obra original sea debidamente citadas. Para uso comercial, por favor póngase en contacto con editor.revperubiol@gmail.com. Rev. peru. biol. 20(3): 215 - 222 (March 2014) 215 Soto et al. Introducción - 2006 en el Instituto Nacional de Innovación Agraria, INIA), El género Solanum tiene más de 300 especies que forman estuvo orientado a reforzar la conservación de los cultivos nati- tubérculos, entre especies cultivadas y silvestres; sin embargo vos en las chacras, identificar los factores que lo hacen posible el género, considerado altamente polimórfico y muy complejo y elevar el nivel de conciencia sobre su valor biológico, cultural (Linnaeus 1753 en Ochoa 1990) incluye alrededor de 2400 y nutricional en el ámbito local y nacional, contando con la especies alrededor del mundo (Ochoa 1999). participación de las comunidades campesinas del país (INIA 2005 a-e). Los resultados del proyecto permitieron sustentar el En los Andes, el género está representado por ocho especies alto grado de diversidad que presentan estos cultivos y fueron cultivadas y alrededor de 200 silvestres. La rica diversidad de las la base científica más importante para justificar la necesidad de especies cultivadas está incluida en una serie poliploide (2n = 24, protección que debe ejercer el Estado en los aspectos culturales 36, 48 y 60), que incluye unas 4000 variedades comestibles, con y biológicos sobre los cultivares de papa nativa. alto potencial genético para el rendimiento y amplia adaptabi- lidad a diferentes climas, lo que le ha permitido convertirlo en Dentro de este contexto, se consideró necesario afianzar los uno de los cultivos de mayor importancia para la alimentación resultados obtenidos en la caracterización morfológica de las mundial (Estrada 2000, Hawkes 1962). A pesar del gran poli- papas nativas con el uso de marcadores moleculares. Para el caso morfismo que existe entre las ocho especies cultivadas de papa de la papa, los microsatélites vienen siendo usados hace más de (Fig. 1), estas tienen como características comunes el producir 18 años para la genotipificación de este cultivo. Provan (1996), numerosos tubérculos, de gran tamaño y agradables al paladar fue uno de los primeros en estudiar el potencial de los micro- (Matsubayashi 1991), lo que las distingue de las especies silves- satélites para el análisis de la diversidad genética de cultivares tres, que poseen gran diversidad de caracteres y que pueden ser de papa. Por otro lado, Milbourne et al. (1997) compararon la incorporarlos en las especies cultivadas mediante cruzamientos eficiencia de tres marcadores basados en PCR para diferenciar o manipulaciones genéticas. variedades de papa tetraploide llegando a la conclusión que los microsatélites presentaban mayor polimorfismo y mayores venta- La alta variabilidad de caracteres de las especies silvestres jas que los AFLP y RAPD. En el Perú, Ghislain et al. (2001) en incluye tolerancias y resistencias a estrés biótico y abiótico, que el Centro Internacional de la Papa (CIP), lograron seleccionar han permitido mejorar las variedades comerciales desde el punto 18 iniciadores para secuencias microsatélites de papa, con un de vista nutricional, agronómico, industrial y farmacéutico. Es alto grado informativo y son este grupo de iniciadores los que por ello que cada vez se incrementa más el interés por conocer fueron utilizados en el presente trabajo. las características morfológicas, bioquímicas y moleculares de las especies silvestres y cultivadas para prevenir la erosión genética Materiales y métodos de las mismas. Material Vegetal y Extracción de ADN.- Se colectaron En el Perú existe una gran diversidad cultural ligada a la al azar tubérculos de 79 variedades nominales de papa nativa conservación de la biodiversidad, en este contexto el proyecto (Solanum spp.) perteneciente a agricultores colaboradores del “Conservación in situ de los cultivos nativos y sus parientes “Proyecto in situ” y procedentes de cinco regiones politicas: ocho silvestres” (“Proyeto in situ”, llevado a cabo entre los años 2001 variedades del distrito de Luricocha y 17 del distrito de Vinchos en la Región Ayacucho, 14 variedades del distrito de Ocongate Figura 1: Diagrama de evolución de las especies de papa cultivada, sus relaciones genéticas y sus posibles ancestros silvestres según Hawkes (1994). S. acaule S. sparsipilum S. leptophytes S. megistracolobum Especies (4X) (2X) (2X) (2X) silvestres S. Tuberosum S. stenotomum subsp. andigena subsp. stenotomum S. ajanhuiri (4X) (2X) (2X) S. stenotomum S. Tuberosum subsp. goniocalyx subsp. tuberosum (2X) Especies S. x chaucha(4X) cultivadas (3X) S. phureja S. x curtilobum (2X) (5X) S. x juzepczukii (3X) 216 Rev. peru. biol. 20(3): 215 - 222 (Marzo 2014) Diversidad genética de papas nativas en cultivares nativos del Perú en la Región Cusco, 15 variedades del distrito de Pomata en h = probabilidad que 2 alelos tomados al azar de la población la Región Puno, 13 variedades del distrito de Huasmín en la sean diferentes (Nei 1973) Región Cajamarca y 12 variedades del distrito de Yauli en la Región Huancavelica. De las 79 variedades, se identificaron 6 Resultados especies de papa cultivada: S. tuberosum subsp. andigena (42 Número de alelos amplificados por locus e individuos no variedades), S. stenotonum subsp. stenotonum (5 variedades) y S. definidos.- De los 18 iniciadores microsatélites utilizados, 17 stenotonum subsp. goniacalyx (4 variedades), S. phureja (2 varie- amplificaron un solo locus polimórfico mientras que el inicia- dades), S. ajanhuri (1 variedad), S. x chaucha (19 variedades) y dor STM0019 amplificó 2 loci. El rango de alelos encontrados S. x curtilobum (6 variedades). El ADN fue aislado a partir de por locus, fue desde 5 (STM1049 y STM1053) a 16 alelos hojas jóvenes y frescas mediante el método CTAB modificado (STM0019a), siendo el promedio de alelos por locus de 8.79. de Doyle y Doyle (1990). Además los valores superiores a 0.5 encontrados (0.55 – 0.85) en el Contenido de Información Polimórfica (PIC) indican que Amplificación de microsatélites.- Se utilizaron 18 iniciad- los microsatélites evaluados son muy informativos detectando ores microsatélites identificados como altamente informativos variaciones genéticas en el cultivo de papa (Tabla 1). por Ghislain et al. (2004) y desarrollados por Milbourne et al. (1998). Las condiciones de amplificación se llevaron a cabo según De las 79 variedades nominales analizadas, 16 no concorda- protocolos del CIP (CIP 1997, Ghislain et al. 2001) adaptados ron con el número de alelos esperados para un marcador según de Provan et al. (1996). La mezcla de reacción constó de: 20 la especie y ploidia asignada, siendo el iniciador STM2013 el ng de ADN, 0.5 μM de cada iniciador, 2.5 mM de MgCl , 0.2 que presentó con mayor frecuencia este fenómeno (13 variedades 2 mM de dNTPs, 1X de Taq buffer y 0.5 U de Taq polimerasa nominales). Además, se identificaron 5 variedades nominales (4 en un volumen total de 20 L. El programa de amplificación se accesiones diploides S. stenotomum subsp stenotomum y 1 acce- desarrolló de la siguiente manera: 3 min. a 94 °C, dos minutos sión triploide S. x chaucha) que no concordaron con la especie a la temperatura de alineamiento, 1.5 minutos a 72 °C, 30 asignada, debido a que el número de alelos para la mayoría de ciclos de 1 minuto a 94 °C, dos minutos a la temperatura de iniciadores excedía a lo esperado para cada especie. alineamiento, 1.5 minutos a 72 °C y una elongación final de 5 Análisis de agrupamiento.- Se obtuvo una similitud media minutos a 72 °C, utilizando un termociclador modelo PTC100 de 0.62 y amplios rangos de agrupamiento que varían desde 0.41 (MJ Reasearch Inc.). La temperatura de alineamiento fue usada a 0.98. El agrupamiento fue reforzado por medio del análisis según los datos reportados por Ghislain et al. (2001, 2004). de bootstrap para ver la consistencia de los grupos formados. Los productos de amplificación fueron separados en geles Aunque se usaron 18 marcadores microsatélites repartidos por denaturantes de poliacrilamida (acrilamida 6%, bisacrilamida todo el genoma de la papa y se analizaron 19 locus muy po- 0.3%, Urea 7M y TBE 1X) mediante electroforesis vertical en limórficos, las variedades nominales no lograron diferenciarse un sistema de secuenciamiento modelo S2-Gibco aplicándole en grupos homogéneos. Sin embargo, en un rango de similitud un voltaje de 1600 V (40W). Se utilizó como marcador de peso de 0.51 a 0.72, se logró determinar 18 pequeños grupos en los la reacción de secuenciamiento del plásmido pUC-18 (Kit de cuales la mayoría guardan alguna relación de nombre, lugar y/o secuenciamiento -Promega) y la detección de los fragmentos se especie (Fig. 2). realizó mediante tinción con nitrato de plata (Promega Corpo- De estos 18 grupos, 7 grupos (I, IV, VIII, IX, X, XIII y XVIII) ration 1996). presentaron una consistencia de media a alta (46.1 a 83.8%) Análisis de datos.- El patrón de bandas obtenido para cada según el análisis bootstrap. Los grupos restantes presentaron iniciador fue registrado en una matriz binaria donde a las bandas una consistencia media a baja (39.6 a 10.4%). Con respecto a la presentes se les asignó el valor 1 y las ausentes el valor 0. Se cal- procedencia del material colectado y a su identidad taxonómica, culó el índice de similaridad DICE (Dice 1945, Nei y Lei 1979) se observaron 5 grupos formados con accesiones pertenecientes y se realizó un análisis de agrupamiento UPGMA mediante el a la misma región política y con cierta relación de especie (VII, programa NTSYSpc ver 2.0 (Rohlf 1993), además se realizó un VIII, X, XII y XVII). análisis bootstrap con ayuda del programa WinBoot (Yap 1992). Se encontraron 4 variedades, posiblemente duplicadas: a) Las variedades analizadas se agruparon según su procedencia, 2 accesiones de S. x curtilobum procedente de Cusco y b) 2 para determinar la cantidad de alelos que presentaban del total accesiones de S. x chaucha, una procedente de Ayacucho y la registrado, se analizó la presencia de los alelos compartidos entre otra de Cusco. las cinco regiones políticas de colecta y se determinó el rango de alelos comunes y exclusivos en cada región. Riqueza alélica.- Para los 19 loci registrados se obtuvo un total de 166 alelos. La región de Cusco presentó el mayor número Por último, se determinó el índice de diversidad genética de alelos (130 alelos), seguido de Puno con 120, Ayacucho (Nei 1973) para las especie S. tuberosum subsp. andigena (4x) con 115, Huancavelica con 111 y Cajamarca con 105 alelos. y S. x chaucha (3x), por ser las que poseen mayor número de Cabe resaltar que se analizó un mayor número de muestras de variedades en la muestra analizada. Teniendo en cuenta que su Ayacucho, sin embargo no se encontró un mayor número de valor varía entre 0 a 1, siendo los valores cercanos a 1 los de alelos en esa región; y más aún, solo 4 de los 19 locus analizados máxima diversidad. presentaron un mayor número de alelos en Ayacucho (Tabla 2) q h = 1 – ∑ x 2i Alelos comunes y exclusivos.- De los 166 alelos caracteriza-i=1 xi = frecuencia del alelo i dos, 72 alelos (43.37%) fueron comunes o compartidos con las 5 regiones de colecta. Se registraron alelos exclusivos (aquellos que q = Nº de alelos observados en el locus solo se encontraron en una de las 5 regiones) en todas las zonas Rev. peru. biol. 20(3): 215 - 222 (March 2014) 217 Soto et al. Tabla 1. 19 locus registrados por 18 iniciadores microsatélites, número de alelos, rangos del tamaño de alelos e Índice Polimórfico (PIC) registrados para 79 variedades nominales de papa nativa (Solanum spp). Iniciador Secuencia de iniciadores forward - T° de (SCRI) Motivo Repetitivo Reverse (5´- 3´) alineamiento Cromosoma Número Rando de (°C) de Alelos Alelos PIC STM1049 (ATA)6 CTACCAGTTTGTTGATTGTGGTG 57 I 5 185 - 204 0.5874 AGGGACTTTAATTTGTTGGACG STM2022 (CAA)3…(CAA)3 GCGTCAGCGATTTCAGTACTA 53 II 6 184 - 257 0.6713 TTCAGTCAACTCCTGTTGCG STM1053 (TA)4 (ATC)5 TCTCCCCATCTTAATGTTTC 55 III 5 169 - 179 0.6835 CAACACAGCATSCAGATCATC STM3023 (GA)9,(GA)8,(GA) AAGCTGTTACTTGATTGCTGCA 50 IV 7 167 - 202 0.6849 GTTCTGGCATTTCCATCTAGAGA STM1031 (AT)13 TGTGTTTGTTTTTCTGTAT 55 V 7 262 - 298 0.5469 AATTCTATCCTCATCTCTA STPcAo58 (TA)13 TTGATGAAAGGAATGCAGCTTGTG 57 V 9 233 - 255 0.7873 ACGTTAAAGAAGTGAGAGTACGAC STM0019a (AT)7(GT)10(AT)4 (GT) (GC) (GT) AATAGGTGTACTGACTCTCAATG 47 VI 16 157 - 214 0.81245 4 4 TTGAAGTAAAAGTCCTAGTATGTG STM0019b (AT)7(GT)10(AT)4 (GT) (GC) (GT) AATAGGTGTACTGACTCTCAATG 47 n.d. 6 93 - 106 0.69035 4 4 TTGAAGTAAAAGTCCTAGTATGTG STM0031 (AC)5…(AC)3 (GCAC)(AC)2 (GCAC) CATACGCACGCACGTACAC 57 VII 10 148 - 199 0.70912 TTCAACCTATCATTTTGTGAGTCG STM1052 (AT)14 GT (AT)4 (GT)6 CAATTTCGTTTTTTCATGTGACAC Td. 60-50 VII 6 212 - 229 0.7683 ATGGCGTAATTTGATTTAATACGTAA STM2013 (TCTA)6 TTCGGAATTACCCTCTGCC 55 VII 11 146 - 171 0.8291 AAAAAAAGAACGCGCACG STM1104 (TCT)5 TGATTCTCTTGCCTACTGTAATCG 57 VIII 12 163 - 180 0.8475 CAAAGTGGTGTGAAGCTGTGA STM1016 (TCT)9 TTCTGATTTCATGCATGTTTCC 53 VIII 14 236 - 261 0.8405 ATGCTTGCCATGTGATGTGT STGBSS (TCT)9 AATCGGTGATAAATGTGAATGC 53 VIII 11 125 - 142 0.8393 ATGCTTGCCATGTGATGTGT STWAX-2 (ACTC)5 CCCATAATACTGTCGATGAGCA 53 VIII 7 243 - 218 0.7713 GAATGTAGGGAAACATGCATGA STM3012 (CT)4, (CT)8 CAACTCAAACCAGAAGGCAAA 57 IX 7 150 - 212 0.5852 GAGAAATGGGCACAAAAAACA STM1106 (ATT)13 TCCAGCTGATTGGTTAGGTTG 55 X 9 132 - 166 0.8276 ATGCGAATCTACTCGTCATGG STM0037 (TC)5 (AC)6 AA (AC)7 (AT)4 AATTTAACTTAGAAGATTAGTCTC 53 XI 8 76 - 95 0.7164 ATTTGGTTGGGTATGATA STM0030 Compuesto (GT/GC)(GT)8 AGAGATCGATGTAAAACACGT 53 XII 10 130 - 167 0.8434 GTGGCATTTTGATGGATT 218 Rev. peru. biol. 20(3): 215 - 222 (Marzo 2014) Diversidad genética de papas nativas en cultivares nativos del Perú Figura 2: Dendograma obtenido por el método de agrupamiento UPGMA a partir de una matriz de similitud (DICE) con 79 variedades de papa nativa (Solanum spp.) utilizando 18 iniciadores microsatélites. Los números romanos indican los 18 grupos mejor formados y los números entre cada brazo indican el grado de consenso según el análisis bootstrap. Abreviaturas: adg = S. tuberosum subsp. andigena, cur = S. x curtilobum, cha = S. x chaucha, gon = S. stenotomum subsp. goniacalyx, stm = S. stenotomum subsp. stenotomum, phu = S. phureja, aja = S. ajanhuri, AYA = Ayacucho, CUZ = Cuzco, CAJ = Cajamarca, PUN = Puno y HUA = Huancavelica. de colecta y para 15 de los 18 iniciadores, siendo los iniciadores Discusión STWAX-2, STM1049 y STM1106 los que no presentaron Iniciadores multilocus alelos exclusivos (Tabla 3). La región de Puno presento el mayor numero de alelos exclusivos (8 alelos). En papas tetraploides, Milbourne el al. (1998) describieron la existencia de iniciadores que amplifican varios loci en simul- Índice de Diversidad genética. - Para el caso de las 42 taneo (multilocus); como es el caso del iniciador STM0019 que variedades nominales de S. tuberosum subsp. andigena, el valor presenta dos regiones bien diferenciadas anteriormente reportado promedio de diversidad fue de 0.74 y para las 18 variedades (Andrade 2001, Ames 2003, Ghislain et al. 2001). El incremento nominales de S. x chaucha, el valor promedio de diversidad fue del número alelos esperados en el iniciador STM2013 para 13 de 0.70, siendo S. tuberosum subsp. andigena ligeramente más accesiones, indicaría la posibilidad de ser un marcador multilo- diversa que S. x chaucha. cus, presentando un locus bien definido y otro con problemas Rev. peru. biol. 20(3): 215 - 222 (March 2014) 219 Soto et al. Tabla 2. Número total de alelos presentes para los 19 locus analizados Tabla 3. Número de alelos comunes entre las zonas de colecta y nú- y número total de alelos por zona de colecta. AYA = Ayacucho, CUZ mero de alelos exclusivos para cada zona de colecta. AYA = Ayacucho, = Cuzco, CAJ = Cajamarca, PUN = Puno y HUA = Huancavelica. CUZ = Cuzco, CAJ = Cajamarca, PUN = Puno y HUA = Huancavelica. N° alelos Marcador Marcador Alelos N° alelos exclusivos SSR Total AYA CUZ PUN CAJ HUA SSR comunes AYA CUZ PUN CAJ HUA STWAX-2 7 6 7 6 5 6 STWAX-2 4 0 0 0 0 0 STM3012 7 5 5 3 4 3 STM3012 3 2 1 0 0 0 STM1104 12 8 8 9 8 9 STM1104 5 0 0 0 1 0 STM1031 7 5 6 3 2 2 STM1031 1 1 0 0 0 0 STM0031 10 6 7 5 7 6 STM0031 3 0 0 0 2 0 STGBSS 11 6 8 9 7 7 STGBSS 6 0 1 2 1 0 STM1052 6 4 5 6 5 5 STM1052 4 0 0 1 0 0 STPcAo58 9 9 7 7 4 5 STPcAo58 4 1 0 0 0 0 STM2022 6 3 4 5 5 6 STM2022 2 0 0 0 0 1 STM1049 5 3 5 5 4 4 STM1049 3 0 0 0 0 0 STM1016 14 8 11 10 8 9 STM1016 6 0 1 0 1 0 STM0030 10 8 7 7 8 7 STM0030 4 0 0 0 1 1 STM3023 7 4 7 3 4 6 STM3023 3 0 0 0 0 0 STM1106 9 8 9 6 6 7 STM1106 4 0 0 0 0 0 STM1053 5 3 4 4 3 3 STM1053 3 0 1 1 0 0 STM0037 8 8 6 7 6 5 STM0037 4 1 0 0 0 0 STM0019a 16 9 10 10 6 9 STM0019a 3 1 1 2 0 0 STM0019b 6 5 6 5 5 4 STM0019b 3 0 1 0 0 0 STM2013 11 7 8 10 8 8 STM2013 7 0 0 2 0 0 Total 166 115 130 120 105 111 Total 72 6 6 8 6 2 Promedio 8.74 6.05 6.84 6.32 5.53 5.84 de especificidad en la región amplificada, por lo que presentaría Estos resultados sugieren que los 18 iniciadores microsatélites bandas sobrepuestas y una gran cantidad de alelos nulos, esto no fueron suficientes para lograr una completa diferenciación también fue sugerido por Ghislain (1999) y Andrade (2001). en grupos homogéneos por especies, zona de procedencia Individuos no definidos ni por ploidía. Este fenómeno ya fue observado por Raker y Spooner en el 2002, donde encontraron que muchas accesiones La probable explicación para que 5 variedades nominales no de S. tuberosum subsp. andigena (tetraploides) se mantenían concuerden con el número de alelos esperado sería una mala cla- agrupadas junto con sus ancestros diploides sin formar grupos sificación taxonómica in situ y por lo tanto no concuerdan con la definidos. Además debemos tener en cuenta el alto porcentaje especie asignada. Aunque también deberíamos tomar en cuenta de hibridación natural presente en las especies de papa nativa y que los campesinos no siembran los cultivos de papa separán- que posiblemente los marcadores moleculares evaluados no se dolos por especie y no tienen cuidado de la hibridación natural encuentren ligados a regiones genéticas que puedan diferenciar que puede sufrir este cultivo (Sevilla 2004, Brush et al. 1981, estas especies. Jackson et al. 1978) lo que estaría ayudando a cometer errores involuntarios en la caracterización. Esta característica natural de La presencia de variedades duplicadas indicaría la existencia de la papa de formar híbridos espontáneos interespecíficos podría un pequeño grado de sobreestimación de la diversidad genética, hacer que fenotípicamente un híbrido sea reconocido como específicamente en el caso de las 2 variedades que provienen alguna especie determinada debido a que expresa característica de la misma región. Por otro lado, las 2 variedades duplicadas de uno de sus progenitores pero que genotípicamente comparte que provienen de lugares diferentes podrían explicarse por los regiones genómicas de sus dos especies parentales. mecanismo de intercambio de semillas que se efectúan entre los agricultores (trueques, ferias regionales y nacionales) referenciado Análisis de agrupamiento en los informes del Proyecto in situ (INIA 2005a-e). La baja similitud media obtenida (0.62) y los amplios rangos Riqueza alélica de agrupamiento nos indican una alta variación genética entre las accesiones evaluadas. Si bien existen ciertas relaciones entre La respuesta más probable para que las cinco regiones pre- zonas de procedencia y/o especie, la consistencia de estos grupos senten valores similares de polimorfismo, además de presentar no es fuerte, por lo que no se puede afirmar grandes relaciones cantidades similares de alelos totales, de alelos exclusivos y genéticas entre las variedades nominales agrupadas. de no formar grupos homogéneos, probablemente se deba a la selección realizada por los agricultores (realizado desde los 220 Rev. peru. biol. 20(3): 215 - 222 (Marzo 2014) Diversidad genética de papas nativas en cultivares nativos del Perú primeros pobladores andinos) que tienden a conservar diversos Literatura citada cultivares de papa; pero que entre todas ellas comparten las mis- Ames M. 2003. Validación de la selección de la colección núcleo de Sola- mas características de utilidad comercial y de consumo (sabor, num tuberosum subsp. andigena mediante el uso de marcadores tamaño, productividad, etc.) que hace que prevalezca un pool microsatélites. Tesis para optar el Titulo Profesional de Biólogo- de genes específico, además no todos los agricultores mantienen Universidad Nacional Federico Villareal, Lima, Perú. pp. 48-63. Andrade D. 2001. Selección de la colección núcleo para Solanum phureja las mismas variedades, pero sí todas ellas se encuentran dentro mediante el uso de marcadores microsatélites. Tesis para optar de un solo pool de genes utilitarios. el Titulo Profesional de Biólogo-Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima, Perú. pp. 51-71 En el caso de Ayacucho, el tener un mayor número de Brush S. B., Carney, H. J. & Huamán, Z. 1981. Dynamics of Andean po- muestras no significó encontrar un mayor número de alelos. tato agriculture. Econ. Bot. 35:70-88. En: Estrada N. 2000. La Por lo que se puede afirmar que conservar el mayor número de biodiversidad en el mejoramiento genético de la papa. Pp:41-42 variedades en una región no necesariamente significará conservar CIP (Centro Internacional de la Papa). 1997. Protocolos de laboratorio de biología molecular-Tipicación genética. En: Ghislain, M., la mayor cantidad de variación genética, ya que la diversidad Zhang, D. & Herrera, M. R (edit). Departamento de Recursos genética dentro de una especie no se distribuye homogéneamente Genéticos. Manual de Capacitación CIP. Lima, Perú. pp. 30. a través de los ambientes donde se desarrolla (Hodgkin 1995). Dice L.R. 1945. Measures of the amount of ecologic association between species. Ecology, 26: 297-302. http://dx.doi. Por otro lado, casi la mitad de alelos caracterizados son co- org/10.2307/1932409 munes para las 5 regiones de colecta, lo que indicaría que estos Doyle J. J. & J. L. Doyle. 1990. Isolation of DNA from small amounts alelos son fijos para las especies de papa nativa y se encuentran of plant tissues. BRL Focus 12: 13-15, modified at the Forest Biotechnology Lab at NCSU. ampliamente distribuidas en la zona andina del Perú. Estrada R. 2000. La biodiversidad en el mejoramiento genético de la papa. Diversidad genética de las especies evaluadas PROINPA/CIA/CIP. Bolivia. pp. 21-88. Ghislain M., D. Zhang, D. Fajardo, Z. Huaman & R. Hijmans. Los valores de diversidad genética encontrados para las especies 1999. Marker-assisted sampling of the cultivated Andean analizadas (S. tuberosum subsp. andigena y S. x chaucha) son altos potato Solanum phureja collection using RAPD markers. y reafirman el alto grado de diversidad genética mantenido en la Genetic Resources and Crop evolution, 46 (6): 547-555. DOI 10.1023/A:1008724007888 población muestreada. En promedio el valor de diversidad genética Ghislain M., D.M. Spooner, F. Rodríguez, F. Villamón, J. Nuñez, C. es más alto en S. tuberosum subsp. andigena (0.74) en comparación Vásquez, R. Waugh & M. Bonierbale. 2004. Selection of con el valor obtenido para S. x chaucha (0.70), probablemente esto highly informative and user-friendly microsatellites (SSRs) se deba a un menor número de muestras analizadas por parte de la for genotyping of cultivated potato. Theor Appl Genet (2004) 108:881–890. DOI 10.1007/s00122-003-1494-7 especie triploide, pero tampoco podemos descartar la naturaleza Ghislain M., F. Rodríguez, F. Villamón, J. Núñez J., R. Waugh & M. genética de la misma especie y sus diferencias de ploidía como Bonierbale1. 2001. Establishment of microsatellite assays for responsables del grado de diversidad. potato genetic identification In: Scientist and farmer: partners in research for the 21th century. Technical Progress Report Los resultados nos indican que los microsatélites evaluados (1999-2000). International Potato Center, Lima, Perú. pp. para papa nativa logran identificar altos niveles de diversidad 167-174. genética dado por los valores de polimorfismo (PIC = 0.55 – Hawkes J.G. 1962. The origin f Solanum jusepczukii Buk and Solanum curtilobum Juz. et Buk. Z. Pflanzenzucht 47: 1-14. 0.85) y los índices de diversidad genética obtenidos, pero a la Hawkes J.G. 1994. Origins of cultivated potatoes and species relationships. vez no son suficientes para discriminar grupos diferenciados por In: Potato Genetics. Centre for Agriculture and Biosciences- procedencia y/o especies. CAB Internacional University Press UK Cambridge. Pp. 3-42. Hodgkin T. 1995. Some current issues in the conservation and use of Asimismo, el análisis de agrupamiento, la riqueza alélica y plant Genetic Resources. In: Molecular Genetic techniques los valores de diversidad genética obtenidos indican que existe for plant genetic resources. Report of IPGRI workshop 9-11. un alto grado de diversidad genética y corrobora los resultados Ayad W G, Hodgkin T, Jaradat A & Rao V R (Eds). October 1995. Rome, Italy. pp.3-22 obtenidos de los inventarios y caracterizaciones morfológicas Instituto Nacional de Investigación Agraria-INIA. 2005a. Informe Final realizadas en las chacras de los agricultores; también podemos de cierre del Proyecto “Conservación in situ de cultivos nativos concluir que debido a los niveles similares de riqueza alélica, de y sus parientes silvestres 2005”. SUDIRRGG-Estación Experi- mental Andenes. Cusco, Perú alelos exclusivos y el gran porcentaje de alelos compartidos para Instituto Nacional de Investigación Agraria-INIA. 2005b. Informe Final las cinco regiones de colecta, existiría un pool de genes común de cierre del Proyecto “Conservación in situ de cultivos nativos y fijo para las especies de papa nativa y que se encontrarían y sus parientes silvestres 2005”. SUDIRRGG-Estación Experi- ampliamente distribuidos entre las chacras de los campesinos. mental Canaan. Ayacucho, Perú Instituto Nacional de Investigación Agraria-INIA. 2005c. Informe Final Agradecimientos de cierre del Proyecto “Conservación in situ de cultivos nativos El presente trabajo ha sido realizado en el Instituto Nacional y sus parientes silvestres 2005”. SUDIRRGG-Estación Experi-mental Ilpa. Puno, Perú de Investigación Agraria – INIA de la Dirección de Investigación Instituto Nacional de Investigación Agraria-INIA. 2005d. Informe Final Agraria – DIA en la Sub dirección de Recursos Genéticos y de cierre del Proyecto “Conservación in situ de cultivos nativos Biotecnología – SUDIRGEB, en el Centro Experimental La y sus parientes silvestres 2005”. SUDIRRGG-Estación Experi- mental Baños del Inca. Cajamarca, Perú Molina - Lima, dentro del marco del Proyecto “Conservación Instituto Nacional de Investigación Agraria-INIA. 2005e. Informe Final in situ de los cultivos nativos y sus parientes silvestres”, con el de cierre del Proyecto “Conservación in situ de cultivos nativos apoyo financiero del Fondo Mundial para el Medio Ambiente y sus parientes silvestres 2005”. SUDIRRGG-Estación Experi- – FMAM, la Cooperación Italiana y el Gobierno Peruano. Los mental Santa Ana. Huancayo, Perú. autores agradecen la colaboración del Centro Internacional de la Jackson M. T., P. R. Rowe & J.G. Hawkes. 1978. Crossability relationships of Andean potato varieties of three ploidy levels. Euphytica Papa por permitirnos usar los programas informáticos necesarios 27:541-551. En: Estrada N. 2000. La biodiversidad en el para este trabajo. mejoramiento genético de la papa. pp:41-42 Rev. peru. biol. 20(3): 215 - 222 (March 2014) 221 Soto et al. Matsubayashi M. 1991. Phylogenetic relationships in the potato and its related Promega Corporation. 1996. Silver sequence DNA sequencing system. Manual species. 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