Variabilidad genética de <i>Chenopodium quinoa</i> Willd. en el Noroeste Argentino y su relación con la dispersión de la especie
Authors:   , Costa Tártara Sabrina María 
Published: August 2019

<i>Chenopodium quinoa</i> Willd. es una especie originaria de la región Andina de Sudamérica perteneciente a la familia Chenopodiacea. Sus semillas poseen un elevado nivel de proteínas de buena calidad ya que contiene altos niveles y un buen balance de aminoácidos esenciales como la lisina y metionina. Tiene la capacidad de adaptarse a condiciones ambientales extremas como déficit hídrico, bajas temperaturas y salinidad, haciendo posible su cultivo en un amplio rango de ambientes. Estudios de caracterización de colecciones de germoplasma de quínoa en los principales países actualmente productores de este cultivo como Bolivia y Perú, ha permitido generar información complementaria a la caracterización morfo-fenológica de gran utilidad en planes de mejoramiento genético. Respecto a esto, el germoplasma nativo de Argentina no se encuentra caracterizado, lo que limita su utilización en el mejoramiento y valorización. En este trabajo se planteó determinar la magnitud de la diversidad y la estructura genética de germoplasma de quínoa, para lo cual se caracterizaron 22 loci microsatélites en 80 accesiones de C. quinoa, describiendo la variabilidad alélica en forma separada para el germoplasma del NOA (36) y del resto de Sudamérica (44 - ExtraNOA). Para caracterizar cada accesión se determinó la riqueza alélica, Heterocigocidad (como medida de diversidad), el porcentaje de loci polimórficos (%P) y el número de alelos privados. Se calculó la distancia genética entre las accesiones y se analizaron las relaciones según el agrupamiento obtenido por UPGMA, además de analizar la varianza molecular en diferentes niveles jerárquicos. La diversidad genética promedio entre las accesiones de quínoa nativa fue ~0,30; se detectaron 360 alelos en total, 97 de los cuales fueron alelos únicos. El 18% del total de la varianza se debió a la diferenciación entre regiones (Frt = 0,18), el 39% entre poblaciones (Fst = 0,57), el 27% entre plantas individuales y el 16% restante intra-individuos. Los valores de Fis (0,63) y Fit (0,84) indicaron una deficiencia de genotipos heterocigotas. El germoplasma se estructuró longitudinalmente en la región del Noroeste, formando cuatro grandes grupos de poblaciones que corresponden a regiones agroecológicamente diferentes: Puna, valles secos, valles húmedos y una zona de transición de altura. De oeste a este, la magnitud de la diversidad genética a nivel de grupo presentó un gradiente decreciente hacia el este junto con la altitud, encontrando una correlación baja pero significativa con el régimen de precipitaciones de la región (que se incrementa hacia los valles orientales húmedos). El gradiente de diversidad genética molecular se refleja también en un gradiente en el síndrome de domesticación que presenta la especie (mayor diversidad en sitios de mayor antigüedad de uso), evidenciando un patrón característico de una especie que evolucionó como cultivo, post-domesticación. Veinticinco de las 36 accesiones de quínoa nativa fueron caracterizadas morfo-fenológicamente complementando la caracterización molecular. El análisis de caracterización conjunta sustentó el agrupamiento observado para la quínoa del NOA pudiendo determinar cómo caracteres fenotípicos más influyentes en la diferenciación de las poblaciones los relacionados con la fenología, la morfometría de hoja y el diámetro del tallo. Las accesiones provenientes del los valles interandinos (secos y húmedos) se caracterizaron por presentar mayor altura de planta, un ciclo de madurez intermedio o tardío, mayor diámetro de tallo y hojas de mayor superficie mientras que las accesiones del altiplano (Puna) presentaron menor altura, un ciclo más corto y hojas más pequeñas. Las accesiones de la zona de Transición presentaron un estado intermedio para los caracteres mencionados, pero se diferenciaron del resto por presentar menor diámetro de grano. Las accesiones de quínoa ExtraNOA se diferenciaron exitosamente a partir de la caracterización molecular, obteniéndose un alto valor de distancia genética promedio entre todas (~0,83). Se detectaron 553 alelos en total, de los cuales el 292 (52,8%) resultaron en común entre todas las entradas, 67 (12,1%) fueron exclusivos del germoplasma del NOA y 194 (35,1%) exclusivos de las entradas del resto de Sudamérica. La inclusión de germoplasma del NOA, el extremo sur de la distribución de la especie en la región Andina, en un análisis a nivel de Sudamérica evidenció un patrón de agrupamiento longitudinal de acuerdo a las características ambientales de los sitios de origen (ambiente seco y ambiente húmedo) y en un segundo orden, tierras altas y tierras bajas. Las accesiones de quínoa procedentes del centro-sur de Chile compusieron el grupo genético más diferenciado. Este agrupamiento sustenta la segunda hipótesis postulada acerca de que el origen del germoplasma en el NOA es ocurrencia de procesos de introducción independientes de zonas ecológicas similares en contraposición a un único evento de introducción y su posterior dispersión. Se discuten las relaciones genéticas en términos de la dinámica del cultivo y el contexto histórico del cual formó parte, considerando hallazgos arqueológicos que documentaron la presencia de la especie. Los resultados obtenidos a partir de este trabajo permitirán definir las relaciones entre las accesiones y el grado de influencia del ambiente en la estructura genética aportando criterios en conjunto para la elección de germoplasma en futuros programas de mejoramiento.