Diversidad morfológica, genética y bioquímica de poblaciones nativas de chiles anchos de México

Abstract

Los chiles anchos son de los morfotipos del género Capsicum más importantes de México, se siembran en al menos nueve estados del país y generan ingresos económicos significativos; además, forman parte de la comida tradicional mexicana, que es conocida mundialmente. La diversidad de los subtipos de chiles anchos se ha estudiado de manera aislada con diferentes técnicas de caracterización; sin embargo, ninguna de estas investigaciones muestra la amplia variación de los chiles tipo ancho. El objetivo de la presente investigación fue analizar la diversidad genética de seis subtipos de chiles anchos colectados en siete estados de México, utilizando marcadores morfológicos, microsatélites y metabolitos secundarios. En la primera etapa se caracterizó la diversidad fenotípica de 88 poblaciones evaluadas en dos localidades, en un diseño experimental de Bloques Completos al Azar con dos repeticiones. Con el registro de 82 descriptores morfológicos se realizó un análisis de varianza, correlaciones de Pearson, análisis de componentes principales (ACP) y de conglomerados. Producto del análisis morfológico se obtuvo una colección central que fue la base para realizar estudios moleculares y bioquímicos. En la segunda fase se cuantificó el contenido de flavonoides, capsaicinoides, color extraíble, ácidos grasos y carotenoides en frutos secos de 35 poblaciones de chiles anchos y dos híbridos. Mediante la cuantificación de los metabolitos secundarios se obtuvo un ACP y de conglomerados para conocer si existen relaciones de similitud de acuerdo a los tipos de chiles o estados de origen. En la tercera etapa se analizaron 44 poblaciones utilizando 24 loci de SSR para obtener parámetros de diversidad genética, así como la estructura y relación genética de las poblaciones mediante un análisis de agrupamiento y ACP. En los tres estudios se encontró amplia diversidad genética; los descriptores morfológicos de fruto aportan mayor variación a las poblaciones de chiles anchos; y la diferenciación morfológica se efectuó de acuerdo con el tipo de maduración del fruto (rojo, café, negro) y separó a los mulatos de Puebla y huacle de Oaxaca del resto de materiales colectados en el norte del país. En el análisis bioquímico, la diferenciación se efectuó con base en el tipo de chile ancho; además, se identificaron tres poblaciones con potencial comercial por su alto contenido de color extraíble y poco picor. Con el estudio molecular se lograron separar las poblaciones con base en los sitios de colecta (sur, centro y norte de México); también se encontró que la variación genética es más abundante dentro de las poblaciones y se identificaron alelos exclusivos y alelos comunes. Estos tres análisis generaron información valiosa acerca de la diversidad genética de los seis tipos de chiles anchos nativos de México, y en función de ello es posible determinar la vía más adecuada de mejoramiento genético para el aprovechamiento de este recurso fitogenético. _______________ BIOCHEMICAL, GENETICAL AND MORPHOLOGICAL DIVERSITY OF NATIVE ANCHO CHILE POPULATIONS OF MEXICO. ABSTRACT: The ancho chiles are one of the most important morphotypes of the Capsicum genus of Mexico, seeded in at least nine states generating significant economic income; they also form part of traditional Mexican cuisine, which is known worldwide. The diversity of ancho chile subtypes has been studied with different characterization techniques but not as group; as a cosequeince, none of these researches show the wide variation of ancho chiles. The objective of this study was to analyze the genetic diversity of six subtypes of ancho chiles collected in seven states of Mexico, using morphological markers, microsatellites and secondary metabolites. In the first stage the phenotypic diversity of 88 populations evaluated in two localities was characterized in an experimental design of randomized complete blocks with two replications. With the registration of 82 morphological descriptors an analysis of variance, Person correlations, principal component analysis (PCA) and cluster analysis were done. Product of morphological analysis a core collection was obtained which was the basis for molecular and biochemical studies. In the second phase the content of flavonoids, capsaicinoids, extractable color, fatty acids and carotenoids in dried fruits of 35 ancho chile populations and two hybrids was quantified. By quantifying secondary metabolites an ACP and cluster analysis was obtained to determine whether there are relationships of similarity according to the types of chilies or states of origin. In the third stage 44 populations using 24 SSR loci were analyzed to obtain genetic diversity parameters, as well as the genetic structure and relationship of the populations by ACP and cluster analysis. In all three studies a wide genetic diversity was found; fruit morphological descriptors provide greater variation to ancho chile populations; and the morphological differentiation is made according to the type of fruit ripening (red, brown and black) and separated the mulatto chiles of Puebla and huacle chiles of Oaxaca from the rest of the collected materials in northern Mexico. In the biochemical analysis, differentiation was made based in the type of ancho chile; moreover, three populations with commercial potential were identified by their high content of extractable color and mild spiciness. With the molecular study we were able to separate populations based on the collection sites (southern, central and northern Mexico); it was also found that the genetic variation is more abundant within populations and unique alleles and common alleles were identified. These three analyses generated valuable information on the genetic diversity of six types of native ancho chiles of Mexico, and based on that it is possible to determine the most appropriate way of genetic improvement for the harnessing of this plant genetic resource.