Variabilidad morfológica y molecular de genotipos de Arracacha (Arracacia xanthorriza Bancr.) del Banco de Germoplasma de Corpoica

Abstract

La arracacha (Arracacia xanthorrhiza Bancr.) es una raíz tuberosa originaria de los Andes con mayor área de cultivo en Colombia, Brasil, Ecuador y Venezuela. Es la única umbelífera de las Américas domesticada; se hipotetiza a Colombia como centro de domesticación además de ser parte del centro de diversidad primaria del género y conservación de la especie. El presente estudio abordó un análisis de diversidad genética a nivel morfológico y molecular de 96 accesiones de arracacha manejadas por el Sistema de Bancos de Germoplasma de la Nación para la Alimentación y la Agricultura (SBGNAA), de las cuales, 88 accesiones provienen de colectas en seis municipios de Colombia y cinco accesiones provenientes de Perú de las cuales no se tiene información concreta sobre el origen de estos materiales. Un análisis AFDM permitio diferenciar caracteres morfológicos cuantitativos como longitud de hoja y peciolo, altura y diámetro de la planta y cualitativos como color secundario de la hoja y color del nabo explicaron la mayor parte de la variabilidad genética, mientras la evaluación con 10 marcadores moleculares (SSR fluorescentes), identificó valores promedio de PIC 0.42, heterocigosidad 0.54 y diversidad genética de 0.47. Los análisis de dissimilaridad generaron tres agrupaciones principales, siendo la primera compuesta por individuos mono-alélicos, la segunda por di-alélicos y la tercera por tri-tetra-alélicos. La obtención de la estructura poblacional fue basada en la ploidía mas no el sitio de colecta de las accesiones. Se presentaron alelos únicos que pueden estar soportando la diferenciación genética entre las accesiones de arracacha estudiadas y junto con los caracteres morfológicos discriminantes permitieron la selección de ocho genotipos promisorios para futuros progamas de mejoramiento (ILS 202, ILS 206, ILS 3417, ILS 3418, ILS 3912, ILS 3915, ILS 3933 y YEM HUE). Este estudio es un primer acercamiento a los recursos fitogenéticos del banco de germoplasma de arracacha para futuros programas de mejoramiento en la especie.

Abstract// The arracacha (Arracacia xanthorrhiza Bancr.) is a tuberous root, native from the Andes with the largest growing area in Colombia, Brazil, Ecuador and Venezuela. It is the only domesticated umbellifera in the Americas; Colombia seems to be a center of domestication and as well is part of the primary diversity center of the genus and conservation of the species. The present study addressed an analysis of the genetic diversity at the morphological and molecular level of 93 arracacha accessions managed by the National Germplasm Banks System for Food and Agriculture (SBGNAA), from those, 88 accessions come from collections in six municipalities of Colombia and 5 accessions from Peru, from these last accesions there is no specific information about their origin. An AFDM analysis allowed us to differentiate quantitative morphological characters such as length of leaf and petiole, height and diameter of the plant and qualitative as secondary color of the leaf and color of the turnip explained most of the genetic variability, while the evaluation with 10 molecular markers (fluorescent SSR), identified mean values of PIC 0.42, heterozygosity 0.54 and genetic diversity of 0.47. Dissimilarity analyzes generated three main groups, the first consisting of mono-allelic individuals, the second by di-allelics and the third by tri-tetraallelics. Population structure obtained was based on the ploidy but not on accessions collection site. Unique alleles that may be supporting the genetic differentiation between the arracacha accessions studied and together with the discriminating morphological characters allowed the selection of eight genotypes promissory in future breeding programs (ILS 202, ILS 206, ILS 3417, ILS 3418, ILS 3912, ILS 3915, ILS 3933 y YEM HUE). This study is a first approach to the phytogenetic resources of the arracacha germplasm bank for future breeding programs in this species.