Title (Spanish)

Análisis de la variabilidad genética del germoplasma de quinua (Chenopodium quinoa Willd.) circundante al lago Titicaca

Abstract

With the goal of analyzing the genetic variability of quinoa (Chenopodium quinoa Willd) germ plasm around Lake Titicaca, which is conserved in the National Bank of High Andean Grains of the PROINPA Altiplano Regional Foundation, the agromorphological behavior of 432 quinoa samples from the surrounding area (both Bolivian and Peruvian) were characterized and evaluated. This activity occurred at agricultural step 99/2000 of Belén Agricultural Station (16°1' South by 68°42' West), with the San Andrés Higher University Faculty of Agronomy, which because of its proximity to the lake represents climate conditions like those of the studied material's origin. In order to determine standards of genetic variation, identify the most discriminating quantitative variables, and classify sample groups of different genetic variability, two multivariate methods were applied using 17 quantitative variables: 5 phenotypic, 10 morphological, yield, and harvest index. The descriptive statistical analysis showed a wide genetic variability regarding the phenologic cycle and the size of the quinoa plants. According to the simple correlation analysis, the most important associations between phenologic variables corresponded to 50% of flowering at the beginning and end of flowering. The morphological variables highlight associations between leaf width with leaf length and stalk length. Likewise, the associations between yield and stem diameter, length of the grain bunch, diameter of the grain bunch, and plant height are statistically significant. All of these are positively associated with the other phenotypic variables. The architecture of the plant, in contrast, negatively influenced the yield and harvest index. The analysis of principle components identified 4 significant components that contributed more than 69% of total variance. The first principal component identified tall plants with thick stems, with large leaves and grain bunches, but with a late phenologic cycle and, as such, with low harvest indexes. The second principal component identified early plants of medium size that tend to develop relatively thick stems, with medium leaves, grain bunches and good-quality grain. Consequently, they produced the best yield. Similarly, the proportion of total variance contributed by each variable over the 4 significant components was determined. It was found that the most important and discriminating variables were 50% flowering, flowering index, and end of flowering, followed by weight of 100 grains, grain diameter, yield, and finally the length of the grain bunch, length of leaves, stem diameter, and leaf width. A non-hierarchical K-medium grouping technique permitted the classification of quinoa samples around Lake Titicaca in two groups. Group 1 consisted of 161 late quinoa plants with tall heights, large grain bunches, and low harvest indexes. Group 2 consisted of 271 early quinoa plants of medium size, leaves, and grain bunches, with small grains that at the same time have high harvest indexes.

Abstract (Spanish)

Con el propósito de analizar la variabilidad genética del germoplasma de quinua (Chenopodium quinoa Willd.) circundante al lago Titicaca, que se conserva en el Banco Nacional de Granos Altoandinos a cargo de la Fundación PROINPA Regional Altiplano, se caracterizó y evaluó el comportamiento agro morfológico de 432 accesiones de quinua provenientes del área circunlacustre, tanto de territorio boliviano como peruano. Esta actividad se desarrollo la gestión agrícola 99/2000 en la Estación Experimental Belén (16°1; LS y 68°42' LW) dependiente de la Facultad de Agronomía UMSA, que por su proximidad al lago representa las condiciones edafoclimáticas de los lugares de origen del material estudiado. Para determinar los patrones de variación genética, identificar las variables cuantitativas más discriminantes y clasificar grupos de accesiones de diferente variabilidad genética, se aplicaron dos métodos multivariados sobre 17 variables cuantitativas: 5 fenológicas, 10 morfológicas, rendimiento e índice de cosecha. El análisis estadístico descriptivo permitió evidenciar una amplia variabilidad genética en cuanto al ciclo fenológico y al tamaño de las quinuas principalmente. De acuerdo al análisis de correlación simple, se determinó que las asociaciones más importantes entre variables fenológicas correspondieron al 50% de floración con el inicio de floración y fin de floración; en las variables morfológicas se destacan las asociaciones entre el ancho de hoja con la longitud de hoja y longitud de pecíolo, también, el diámetro de tallo con la longitud de panoja y altura de planta. Asimismo, son significativas las asociaciones entre el rendimiento con el diámetro de tallo, longitud de panoja, diámetro de panoja y altura de planta. A todas ellas se asociaron positivamente las demás variables fenológicas y de arquitectura de planta, en cambio, en forma negativa lo hicieron el rendimiento y el índice de cosecha. Con el Análisis de componentes principales se identificó a 4 componentes significativos que contribuyeron con más del 69% de la varianza total. Así, el primer componente principal identificó a quinuas altas de tallos gruesos, con hojas y panojas grandes pero de ciclo fenológico tardío y que a su vez, registran bajos índices de cosecha. El segundo componente principal identificó a quinuas precoces de porte mediano y que a su vez tienden a desarrollar tallos relativamente gruesos, hojas y panojas medianas con buena cantidad de grano, consecuentemente presentaron los mejores rendimientos. Asimismo, se determinó la proporción de la varianza total contribuida por cada variable original sobre los 4 componentes significativos, encontrando que las variables más importantes y discriminantes fueron el 50% de floración, inicio de floración y fin de floración, seguidas del peso de 100 granos, el diámetro de grano, rendimiento y finalmente se encontraron la longitud de panoja, longitud de hoja, diámetro de tallo y ancho de hoja. La técnica de agrupamiento no jerárquico k- medias, permitió clasificar a las accesiones de quinua circundantes al lago Titicaca en dos grupos; el Grupo 1 formado por 161 quinuas tardías de porte alto con panojas grandes e índices de cosecha bajos; el Grupo 2 formado por 271 quinuas precoces de tamaño mediano con hojas y panojas medianas, grano pequeño y que a su vez presentan altos índices de cosecha.

Rights

http://lib.byu.edu/about/copyright/

Date Submitted

2002

Document Type

Thesis

Handle

http://hdl.lib.byu.edu/1877/etdm881

First Advisor

Wilfredo Rojas

Second Advisor

Alejandro Bonifacio

Third Advisor

Mario Coca Morante

Fourth Advisor

Hugo Bosque Sánchez

Fifth Advisor

Eduardo Oviedo Farfán

Sixth Advisor

René Terán Céspedes

Keywords

Quinoa, Bolivia

Additional Information

Thesis (Ing. Agronomía)--Universidad Mayor de San Andrés. Facultad de Agronomía. Carrera de Ingeriería Agronómica, 2002

Coverage

Peru, Bolivia

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