Genotipado mediante marcadores moleculares (SSRS) y analisis comparativo de la fracción volátil de una colección de Capsicum como base para futuros programas de mejora en el Flavor

Abstract

[EN] Peppers and chillies are one of the most important horticultural products, with an annual production of twenty nine million tons of fresh peppers. Peppers are used as a spice and / or vegetable in a lot of dishes, recipes and sauces because of their characteristic flavor and aroma. The best known and studied factor of the pepper flavor is the pungency produced by capsaicinoids, which are exclusive of the Capsicum genus. However, the aroma and volatile fraction are less studied. In this sense, modern Capsicum varieties available in markets cover a low diversity, but traditional varieties provide an extraordinary gene pool for the selection and improvement of many characters, especially those related to fruit quality. Moreover, molecular markers have emerged in recent years as a useful tool to identify and differentiate plant genetic resources. Especially useful are the microsatellite markers (SSRs), which allow rapid and accurate genotyping, because they are multiallelic, highly polymorphic , co-dominant, stable, easy to use and have a high sensitivity. A preliminary genotyping of pepper landraces could give information about the differences in the genetic profile between accessions as well as information about the fixation level of each of them. The objectives of this work where on the one hand genotype eleven accessions of Capsicum with fourteen SSR to estimate differences in the genetic profiles among accessions and between individual plants, and on the other hand compare the volatile fraction of five accessions (selected from the initial eleven) characterizing their aromatic profile by GC-MS. This work is a preliminary study from one more ambitious aimed at associate genetic markers with volatile profiles of sensory importance to the aroma of Capsicum fruits. From the fourteen SSR used, six were discarded for not obtaining good amplifications. The remaining eight SSRs showed polymorphism between accessions, with a total of twenty two different alleles. Fourteen plants from different entries were homozygous for all of the analyzed markers, easing future breeding programs. From the aroma profiling, thirty four volatile compounds were found. A slightly richer profile was obtained in fruit red than green. C.W. Amarillo and Serrano Chile had a higher amount of volatiles in green fruits, however, Chile Serrano and C.W. x Hybrid Sweet Pepper had many more volatiles in red fruits. The hybrid showed the highest range of volatiles in the profile and higher volatile content, suggesting transgressive inheritance.

[ES] Pimientos y chiles son uno de los productos hortícolas más importantes, con una producción anual de veintinueve mill. toneladas de pimiento fresco. El pimiento se emplea como especia y/o hortaliza en una gran cantidad de platos, recetas y salsas contribuyendo con su sabor y aroma característicos. La pungencia, producida por los capsaicinoides, única del género Capsicum, es el factor más conocido y estudiado en los pimientos, mientras que los estudios sobre el aroma y la fracción volátil son mucho más escasos. En este sentido, las variedades modernas de Capsicum disponibles en los mercados abarcan una baja diversidad, mientras que las variedades tradicionales proporcionan un extraordinario pool genético para la selección y mejora de muchos caracteres, en especial los relacionados con la calidad del fruto. Por otra parte, los marcadores moleculares se han erigido en los últimos años como un método muy útil para identificar y diferenciar los recursos fitogenéticos, especialmente marcadores como los microsatélites (SSRs), los cuales permiten buenos genotipados, debido a que son multialélicos, muy polimórficos, codominantes, estables, fáciles de usar y poseen una alta sensibilidad en la diferenciación entre especies y genotipos. Un genotipado inicial con SSR de materiales tradicionales de pimiento permite establecer el perfil genético entre accesiones y estimar el nivel de fijación genética que posee cada accesión. Este trabajo consistió por un lado en genotipar con catorce SSRs once entradas Capsicum para estimar diferencias de perfiles genéticos entre accesiones y entre plantas individuales y por otro, realizar un análisis comparativo de la fracción volátil de cinco de las accesiones mencionadas, caracterizadas por un perfil aromático diverso, mediante GC-MS, estableciendo las reglas de herencia comunes para los compuestos volátiles en los pimientos. Todo ello enfocado como primer paso hacia genotipados más ambiciosos con vistas a asociar perfiles genéticos y marcadores individuales con volátiles o grupos de volátiles con importancia sensorial para el aroma de los frutos Capsicum. De los catorce SSR empleados, seis fueron descartados al no obtener amplificación en la PCR. Los ocho SSR restantes mostraron polimorfismo para todas las entradas, encontrandose veintidós alelos distintos. Además catorce plantas fueron homocigotas para todos ellos, facilitando futuros programas de mejora. Aparte, se encontraron treinta y cuatro compuestos volátiles. Se obtuvo un perfil ligeramente más rico en fruto rojo que en verde. C.W.Amarillo y Chile Serrano tuvieron una mayor cantidad de volátiles en fruto en verde, en cambio, Chile Serrano y el híbrido C.W x Ají Dulce tuvieron muchos más volátiles en fruto en rojo. El híbrido mostró el mayor rango de volátiles y un mayor contenido en los mismos, sugiriendo fenomenos de heréncia transgresiva.