Estudios de diversidad genética en pimiento, chiles y ajíes españoles y extranjeros y validación de marcadores microsatélites (SSR) para el seguimiento del proceso de fijación genética en poblaciones de mejora ancestral

Abstract

[EN] Pepper and chilies are common nouns used to name the fruits that belong to the genus Capsicum and make reference to a group of thirty wild and cultivated species. It is one of the most important crops economically and for the year of 2012 reached 50 million tons worldwide. Spain is the sixth biggest producer, producing more than 1 million tons per year. Spain was for a long period of time the entrance point to the varieties brought from the American continent and that explains the great amount of varieties and landraces in the present days. These resources are an important genetic heritage. Unfortunately, landraces are in danger of being lost by genetic erosion and that makes it imperative to make efforts to preserve this genetic treasure by identifying and characterizing these materials. Respecting this, a collection of 28 Spanish and worldwide landraces were morphologically and molecularly characterized using IPGRI descriptors and a group of 23 SSR markers in order to study their phylogenetic relations. It is also interesting to know how the traditional methods of selection do affect the process of breeding landraces of pepper. Regarding this, many Mexican chilies breeding programs use this kind of process in collaboration with local farmers. Thus, it is interesting to know how the open pollination affects the level of genetic fixation of the ecotypes with the intention of preserve the level of genetic diversity and the essence of the landrace. In the second part of the present document, a cluster of 15 traditional Mexican lines of Chillie Ancho/Poblano, constituted by two parental lines and respective progenies against a five distinct control varieties, was characterized using a group of 23 SSR markers to assess the effects of this kind of method of cultivation. As results, the morphological characterization was able to discriminate the varieties throughout a principal components analysis. The three principal components explained 40% of total variability and the descriptors related to fruit shape and size were the most discriminant ones with a 19% explained. The molecular characterization of these same landraces with molecular markers was also successful and it was possible to assign the accessions into homogenic groups. On the second part of the work, the molecular characterization based on SSR markers has identified 57 alleles and a level of heterozygosis of 59%. None of the accessions was complete homozygotic to the markers evaluated and the level of fixation between parental lines and progenies was very low. This could be explained by the cross pollination.

[ES] Pimiento, chiles y ajíes son vocablos comunes, empleados para referirse a los frutos de las plantas del género Capsicum y abarcan un conjunto de treinta especies, cultivadas y silvestres. Es una de las hortalizas más importantes económicamente a nivel mundial y en el año 2012, se produjeron cerca de 50 millones de toneladas. España es el sexto mayor productor mundial, produciendo más de 1 millón de toneladas al año. España fue durante mucho tiempo la puerta de entrada de las variedades traídas desde el continente americano, lo que condujo a una multitud de variedades y ecotipos locales. Estos materiales, suponen un acervo genético muy importante. Lamentablemente, como tipos cada vez menos cultivados, sufren el riesgo de perderse por erosión genética, siendo por ello importante concentrar esfuerzos para preservar este acervo genético, identificando y caracterizando estos materiales. Para este primer punto, se caracterizaron, a través de 46 descriptores IPGRI y 23 marcadores moleculares microsatélites, un conjunto de 28 variedades tradicionales españolas y extranjeras con el objetivo de evaluar las relaciones filogenéticas entre ellas. Es también de interés conocer cómo los métodos de selección tradicional afectan a la mejora de ecotipos de pimiento. En este sentido, muchos programas de mejora de chiles mexicanos ejemplifican este proceso, pues se realizan en colaboración con agricultores locales, siguiendo metodologías ancestrales. No obstante, es interesante conocer cómo este proceso de polinización abierta puede afectar al nivel de fijación de las variedades. En este segundo punto, se caracterizaron molecularmente un conjunto de 15 líneas de pimiento Chile Ancho/Poblano mexicano procedentes de cultivo de polinización abierta, constituidas por 2 líneas parentales, respectivas descendencias y un conjunto de 5 variedades distintas como controles externos, con vista a analizar los efectos de este tipo de sistema de cultivo en la fijación de caracteres. La caracterización morfoagronómica basada en descriptores IPGRI logró separar las diferentes variedades tradicionales españolas y extranjeras. Los caracteres relacionados con el fruto fueron los más importantes a la hora de discriminar las variedades, con un 19% de la varianza total explicada. La búsqueda de relaciones filogenéticas mediante marcadores moleculares logró separar las variedades en grupos relativamente homogéneos. El experimento de validación de marcadores SSR para evaluar la fijación de poblaciones de pre-mejora resultó en la identificación de 57 alelos distintos en total y un nivel de heterocigosidad media observada (Ho) de 59%. La evaluación del grado de fijación de variedad por marcador y la comparación entre parental y descendientes mostró bajo índice de fijación. La susceptibilidad a polinizaciones cruzadas de este tipo de cultivo puede justificar los resultados.