Caracterización morfológica y molecular de mashua (Tropaeolum tuberosum Ruiz y Pavón) de los departamentos de Cusco y Cajamarca

Abstract

La mashua (Tropaeolum tuberosum Ruiz & Pavón) es un tubérculo andino de propagación vegetativa, que posee gran potencialidad a nivel agronómico, nutricional y fitoquímico. Sin embargo, existen muy pocos estudios de diversidad en este cultivo, debido a la falta de interés del mercado y falta de conservación adecuada. Por ello, este trabajo tiene como objetivo contribuir a la generación de conocimientos sobre la variabilidad morfológica y molecular de los cultivares de mashua de los departamentos de Cusco y Cajamarca. La caracterización morfológica se realizó en 271 accesiones de mashua, mediante 45 descriptores previamente establecidos. La identificación de descriptores más discriminantes e informativos se realizó mediante el análisis de correspondencia múltiple secuencial (ACMs) y los análisis de agrupamiento e identificación de los morfotipos se realizaron con la nueva lista de descriptores. En la caracterización molecular se emplearon seis combinaciones de iniciadores AFLP (Polimorfismos en la longitud de los fragmentos amplificados) y a partir de los polimorfismos encontrados se realizaron agrupamientos mediante el coeficiente de concordancia simple y análisis de coordenadas principales. Además se realizó el análisis molecular de varianza (AMOVA) y índice de fijación alélica (Fst) con la finalidad de conocer la variación dentro y entre poblaciones. Se seleccionaron 19 descriptores morfológicos para mashua, con los que se identificaron 257 morfotipos (237 de Cusco y 20 de Cajamarca) a un coeficiente de distancia de 0. En la caracterización molecular, no se encontró ningún duplicado a un coeficiente de similaridad de 1, pero mostró la separación en dos grupos según el origen geográfico de las accesiones. Así mismo, tanto el AMOVA como el índice de fijación (Fst = 0,1980) mostraron la existencia de diferenciación genética entre las dos sub-poblaciones. Además no se encontró congruencia entre los descriptores morfológicos y los marcadores moleculares (baja correlación baja r= -0,32093); es por ello que para una adecuada caracterización de la variabilidad serán necesarias ambas técnicas. Estos resultados muestran la gran variabilidad existente en el cultivo, la que ayudará en el planteamiento de futuras estrategias de manejo y mejora del cultivo de mashua en el Perú

Mashua (Tropaeolum tuberosum Ruiz & Pavón) is a vegetatively propagated Andean tuber, with great agronomic, nutritional and phytochemical potential. However, there are very few studies of diversity on this crop, due to the lack of market demand and bad postharvest management. Therefore, this work aims to contribute to the morphological and molecular variability knowledge of mashua landraces from Cusco and Cajamarca o Regions. Morphological characterizations were performed on 271 mashua accessions using 45 descriptors previously established. The identification of more discriminating and informative descriptors was performed by sequential multiple correspondence analysis (ACMs). Then, cluster analysis and identification of morphotypes were made with the new list of descriptors. The molecular characterization was made using six AFLP (Amplified fragment length polymorphism) primer combinations and, with the recorded polymorphisms were performed clusters analysis using the simple matching (SM) coefficient and principal coordinate analysis. In addition, population differentiation analysis was made using Analysis of molecular variance (AMOVA) and allelic fixation techniques (Fst). Nineteen morphological descriptors were selected for mashua, which allowed to identify 257 morphotypes (237 from Cusco and 20 from Cajamarca) according to 0 Euclidean coefficients. Moreover, molecular characterization did not show any duplicates at 1 SM coefficient; however, allowed the separation on two groups according to their geographical origin of the accessions. Likewise, both the AMOVA and allelic fixation (FST = 0.1980) showed genetic differentiation between both subpopulations. Further, there is not congruence between morphological descriptors and molecular markers (low correlation r = -0.32093); which suggest that for an accurate characterization of diversity both techniques are necessary. These results show a high variability in this crop, which will help to plan future strategies on germoplasm management and improvement of mashua in Peru.