Caracterización de la diversidad genética de variedades de chile 'guajillo' nativas de Zacatecas a nivel morfológico, bioquímico y molecular.

Abstract

Los chiles nativos abastecen gran parte de la producción de chile seco del país, impulsan la economía nacional y son fuertemente apreciados en la cultura culinaria por su sabor, olor y picor. Chile ‛Guajillo’ destaca por su importancia económica y de valor gastronómico; sin embargo, su diversidad, aunque amplia, no ha sido analizada en condiciones reales de producción, dónde su valoración puede ser más efectiva. El objetivo de este estudio fue analizar la diversidad genética de chile ‛Guajillo’ nativo de Zacatecas junto a los chiles ‛Pasilla’, ‛Puya’ y ‛De Árbol’ como referentes poblacionales. El análisis de la diversidad se realizó en tres fases: i) La caracterización morfológica, con la descripción de 17 atributos de planta, fruto y semilla altamente discriminantes, evaluadas en 98 poblaciones de chile ‛Guajillo’ y 12 referentes poblacionales (cuatro de ‛Puya’, tres de ‛Pasilla’, una de chile ‛De Árbol’, y cuatro testigos), establecidas en un diseño experimental látice simple 10 × 11 con dos repeticiones en dos localidades de Zacatecas. La diversidad fenotípica se analizó a través de análisis de componentes principales (ACP) y de conglomerados, que permitieron además la definición de la colección núcleo para el análisis fitoquímico y molecular; ii) El análisis bioquímico sobre el contenido de capsaicinoides, carotenoides y vitamina A en 33 poblaciones nativas de chile ‛Guajillo’, junto a chiles ‛Puya’ (3), ‛Pasilla’ (2), ‛De Árbol’ (1) y un híbrido comercial utilizados como referentes de picor y color, que se establecieron en un diseño de bloques al azar con dos repeticiones en una localidad de Zacatecas, cuyos datos fueron analizados por comparación de medias, análisis de componentes principales (ACP) y de conglomerados; iii) La caracterización molecular, mediante 19 loci de microsatélites de poblaciones de chile ‛Guajillo’ (32), ‛Pasilla’ (2), ‛Puya’ (3), ‛De Árbol’ (1), y una accesión silvestre tipo ‛Piquín’ (C. annuum L. var. glabriusculum) como grupo externo para obtener parámetros de diversidad, estructura y relación genética de las poblaciones mediante análisis de agrupamiento y ACP, y la diferenciación genética entre las poblaciones con base en el análisis conglomerado del modelo bayesiano. Se encontró amplia diversidad a través de los tres estudios; las características de fruto, tamaño, color, forma, longitud de placenta y pedicelo, arrugamiento transversal y días a fructificación, principalmente, definieron los rasgos distintivos de cada tipo de chile, que explicaron de manera precisa la variabilidad fenotípica observada. Se observó alta heterogeneidad en la composición fitoquimica de chile ‛Guajillo’, que presentó un patrón característico en la composición de capsaicinoides, carotenoides y vitamina A, en el cual se identificaron variantes particulares. Los microsatélites permitieron una clara descripción de la diversidad y relaciones genéticas en las poblaciones de chile ‛Guajillo’, que mostraron amplia base genética y diversidad intrapoblacional. La diversidad de las poblaciones nativas de chile ‛Guajillo’ es alta, y su valoración debe ser considerada para establecer estrategias de conservación y aprovechamiento adecuadas para este germoplasma. _______________ GENETIC DIVERSITY CHARACTERIZATION OF 'GUAJILLO' CHILE LANDRACES FROM ZACATECAS AT MORPHOLOGICAL, MOLECULAR AND BIOCHEMICAL LEVEL. ABSTRACT: Native chiles supply much of the country's production of dry chile, driving the national economy, and are highly appreciated in the culinary culture for its taste, smell and pungency. ‛Guajillo’ chile stands out for its economic importance and gastronomic value; however, its diversity, although wide, has not been analyzed in real production conditions where its assessment may be more effective. The aim of this study was to analyze the genetic diversity of ‛Guajillo’ chile native of Zacatecas along with ‛Pasilla’, ‛Puya’ and ‛De Árbol’ chiles as population references. The diversity analysis was conducted in three phases: i) morphological characterization, with the description of 17 attributes of plant, fruit and seed highly discriminative, evaluated in 98 ‛Guajillo’ chile populations and 12 population referents (four of ‛Puya’, three of ‛Pasilla’, one of chile ‛De Árbol’, and four controls), established in simple lattice experimental design 10 x 11 with two replications in two localities from Zacatecas. The phenotypic diversity was analyzed by principal component analysis (PCA) and clusters, which also allowed the definition of the core collection for the phytochemical and molecular analysis; ii) Biochemical analysis on the content of capsaicinoids, carotenoids and vitamin A in 33 landraces of ‛Guajillo’ chile, with ‛Puya’ chilies (3), ‛Pasilla’ (2), ‛De Árbol’ (1) and a commercial hybrid used as benchmarks of pungency and color, which were established in a randomized block design with two replications in a locality from Zacatecas, whose data were analyzed by comparison of means, principal components analysis and clusters; iii) The molecular characterization, using 19 microsatellite loci of ‛Guajillo’ chile populations (32), ‛Pasilla’ (2), ‛Puya’ (3), ‛De Árbol’ (1), and a wild ‛Piquín’ type accession (C. annuum L. var. glabriusculum) as an external group to obtain diversity parameters, genetic structure and relationship of the populations by cluster analysis and PCA, and the genetic differentiation among populations based on cluster analysis of the Bayesian model. Wide diversity was found across the three studies; fruit characteristics, size, color, shape, placenta and pedicel length, transversal shriveling and days to fruiting, mainly defined the distinctive features of each type of chile, which accurately explained the observed phenotypic variability. High heterogeneity was observed in the phytochemical composition of ‛Guajillo’ chile which presented a characteristic pattern in the compositions of capsaicinoids, carotenoids and vitamin A, in which particular variants were identified. Microsatellites allowed a clear description of the diversity and genetic relationships among ‛Guajillo’ chile populations, which showed wide genetic base and intrapopulational diversity. The diversity of ‛Guajillo’ chile landraces is high, and its valuation should be considered in order to establish conservation strategies and appropriate use for this germplasm.