Coffee (Coffea arabica L.) plays a major role in the economy of Peru and the world. The present study aims to elucidate the agro-morphological variability of coffee genotypes maintained in the INIA´s germplasm collection. Therefore, 20 vegetative, reproductive, and phytosanitary traits of 162 coffee accessions of INIA’s germplasm collection were evaluated and analyzed. Correlation results indicate that a simultaneous selection of characters, such as number of branches per plant, number of nodes per branch, leaf area and weight of a hundred fruits, can contribute to increase coffee yields. Additionally, coffee yield was negatively correlated with the incidence and severity of coffee leaf rust, and interestingly the occurrence of small and compact coffee plants with high resistance to the disease was also found. The analysis of Tocher and Mahalanobis D2 determined the formation of 10 groups of divergent coffee accessions; where clusters 1 (accession codes 20, 29, 38, 54, 67, 71, 117, 24, 26 and 27), 5 (accession codes 46 and 53), 9 (accession code 159), and 10 (accession code 203) group promising accessions that can be used in breeding programs. Principal component analysis (PCA) showed that at least five of its principal components managed to explain 70.01% of the total variation in the collection. Finally, the high coefficients obtained for the phenotypic, genotypic and heritability variation confirm the existence of additive genes in the evaluated population, that would ensure the success of coffee breeding programs based on the selection of traits of agronomic importance.

En el presente estudio, se ha reconstruido la secuencia completa del genoma plastidial del maíz morado peruano y se ha comparado con otros genomas plastidiales de maíces. El genoma plastidial tiene una longitud de 140,458 pb y muestra una estructura típica del genoma del cloroplasto: un par de regiones repetidas invertidas (IRa e IRb) de 22,594 pb, una región Larga de Copia Única (LSC) de 82,472 pb, y una región Corta de Copia Única (SSC) de 12,798 pb. Las relaciones filogenéticas fueron obtenidas a partir de alineamientos genómicos completos con los genomas plastidiales de otros miembros del género Zea. Los resultados indicaron que el maíz morado peruano está más relacionado a Z. mays subsp. huehuetenangensis. Es posible que eventos de hibridación introgresiva a lo largo de la evolución del maíz morado hayan jugado un papel en la adquisición del fenotipo morado en el clado Z. mays.

Coffee is an important agricultural commodity in the world. However, it is susceptible to Hemileia vastatrix (Hv), an obligatory biotrophic fungus that causes coffee leaf rust (CLR). Natural resistance to rust has been identified in the wild species Coffea canephora and Coffea liberica. These species have been used in breeding programs where interspecific resistant hybrids have been generated. The SH3 gene, derived from C. liberica, has been shown to confer extreme and long-lasting resistance to Hv. A total of 167 accessions of the INIA’s Coffee Germplasm Collection of Peru (INIA-CGC) were screened with 4 markers linked to the SH3 gene. As positive controls, EA67 (C. liberica) and the hybrid S.288 (C. arabica x C. liberica) were used. Separation of PCR products was done by capillary electrophoresis, which allow to discriminate the alleles of each marker. For three markers, specific alleles for either C. arabica or C. liberica species were found. In all cases, S.288 exhibited specific alleles for both species; whereas the INIA-CGC accessions had exclusively C. arabica alleles and EA67 had C. liberica alleles. The BA-48-21O-f marker did not produce PCR fragments for any of the positive controls, suggesting that this marker is not as predictive as the other three to determine the presence of SH3. This work reports the existence of multiple alleles for the Sat244 marker; however, the collection does not have the SH3 mediated-resistance gene. Finally, the utility of capillary electrophoresis as a tool to identify alleles linked to SH3 was demonstrated.

Objetivo: Caracterizar las accesiones de la colección de germoplasma de caigua (Cyclanthera spp.) en la Estación Experimental Agraria Donoso de INIA en Huaral, Perú. Metodología: Se evaluaron 15 descriptores cuantitativos y 45 descriptores cualitativos, de una muestra de tres plantas por cada accesión; luego se procedió a realizar análisis multivariado para el agrupamiento de la información colectada. Resultados: Se halló que 5 de las 15 variables cuantitativas y 27 de las 45 variables cualitativas, presentaron un alto comportamiento discriminante. Los análisis de componentes principales y de conglomerados, mostraron que las accesiones se dividían en dos grandes grupos diferenciados, en las cuales se identificaron 14 accesiones pertenecientes a la especie C. brachybotrys y 32 accesiones a C. pedata. Conclusión: La variabilidad encontrada entre y dentro de los grupos mostró el potencial de estos materiales en los programas de mejoramiento genético vegetal para los diferentes rasgos evaluados, proponiendo 12 accesiones de C. pedata como promisorias, debido a sus características morfológicas, tanto vegetativas como reproductivas.

El presente documento está estructurado en base a los resultados obtenidos en la caracterización agromorfológica realizada a 122 accesiones de cacao que forman parte de la colección nacional; por ende, el “Catálogo de Cacao del Banco de Germoplasma del INIA” proporciona información valiosa y detallada del cultivo, lo cual contribuirá a la identificación de accesiones promisorias para poder desarrollar estudios que conlleven a su uso potencial y sostenible.

El presente documento se ha elaborado con los resultados obtenidos de la caracterización agromorfológica de 58 accesiones de leguminosas andinas que conforman la colección nacional. En tal sentido, el “Catálogo de Frijol en Regiones Andinas del Banco de Germoplasma del INIA”, genera investigaciones importantes para la determinación de accesiones promisorias y continuar registrando otras nuevas a la colección, así como también documentarlas para su conservación en el Perú.

El Ministerio de Desarrollo Agrario y Riego (MIDAGRI), a través del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA) conserva una de las colecciones más importantes de tomate silvestre en el Perú. Tal es así que, la Dirección de Recursos Genéticos y Biotecnología (DRGB), por intermedio de la Subdirección de Recursos Genéticos (SDRG) custodia un total de 156 accesiones de tomate silvestre que corresponden a siete especies: Solanum pimpinellifolium, S. pennellii, S. corneliomuelleri, S. neorickii, S. chmielewskii, S. habrochaites, S. lycopersicum var. cerasiforme y S. lycopersicum var. lycopersicum, que poseen rasgos de interés agronómico y concentran genes de respuesta positiva a factores bióticos (plagas) abióticos (estrés hídrico, salino, frío, calor, etc.). Con la finalidad de mostrar y valorar la diversidad morfológica del tomate silvestre del Perú, el INIA presenta el catálogo: Colección de Germoplasma del Tomate Silvestre del Perú, donde muestra su diversidad genética y la de sus parientes silvestres con registros de caracterización morfológica cuantitativa y cualitativa; el mismo que está dirigido a agricultores, investigadores y público interesado en el área, a fin de promover su difusión y motivar el interés por nuevas iniciativas de investigación y mejoramiento genético.

The domestic South American camelid Vicugna pacos L. is distributed along Peru, Chile, Bolivia, and Argentina. Here, we contribute to the bioinformatics and evolutionary systematics of the Camelidae by performing high-throughput sequencing analysis on the black Huacaya breed of V. pacos from Puno, Peru. The black Huacaya breed mitogenome is 16,664 base pairs (bp) in length and contains 37 genes (GenBank accession MT044302). The mitogenome shares a high-level of gene synteny to other Camelidae (Camelops, Camelus, Lama, and Vicugna). The mitogenome of the black Huacaya breed of V. pacos situates it in a clade with V. vicugna Molina, sister to Lama. We anticipate that further mitogenome sequencing of different breeds from Vicugna pacos will improve our understanding of the evolutionary history of this taxon.

Con la finalidad de mostrar y valorar la diversidad morfológica de Oca, el INIA presenta el catálogo: Colección del Germoplasma de Oca del Perú, generado a partir del proyecto “Conservación y análisis de la diversidad genética y morfológica de la colección de Oxalis tuberosa en el Perú”, financiado por el Programa Nacional de Innovación Agraria (PNIA). En el catálogo, las accesiones presentan una descripción ilustrativa basada en descriptores morfológicos. Esperamos que esta pequeña muestra de la gran diversidad biológica que presenta este tubérculo andino sirva de inspiración para iniciar nuevos estudios científicos en otras áreas relacionadas a la especie, y que los resultados permitan homologar las colecciones existentes a nivel nacional y documentar a todas las que se conservan en el Perú.

The 5.5-Mb genome sequence of Bacillus thuringiensis strain UNMSM10RA, isolated from potato crop soil, is reported in this study. The strain UNMSM10RA contains 5,347 protein-coding sequences, 105 tRNA genes, 15 rRNA genes, and 5 noncoding RNA (ncRNA) genes, with an average G+C content of 35.1%. Within protein-coding genes, 31 were detected and identified in the metabolism of heavy metals such as arsenic, cadmium, and copper. Further analyses will be performed and provide more information for understanding the evolution of these Bacillus thuringiensis strains and their potential uses.

Se evaluó la variabilidad genética del gen de κ-caseína (CASK) en las poblaciones de bovinos criollos de la comunidad campesina Qochapunco, en el distrito de Vinchos, provincia de Huamanga, Región Ayacucho. Se colectaron muestras de sangre de 99 individuos y se extrajo el ADN. Se encontraron tres genotipos de CASK: AA, AB y BB, con frecuencias de 0,15, 0,43 y 0,41, respectivamente. Las frecuencias alélicas para A y B fueron de 0,37 y 0,63, respectivamente. La población se encuentra en equilibrio de Hardy-Weinberg (p>0,05). Los marcadores moleculares para el gen de la κ-caseína pueden ser empleados para proveer información directa y útil que ayude a los criadores en la selección de sus animales donde esta selección no puede realizarse de forma convencional. De esta forma, se fortalece la conservación in situ de estas poblaciones amenazadas por la cruza indiscriminada con razas exóticas que mejoran el volumen de producción de leche en desmedro de su composición proteica, carácter útil en la producción de queso.

Cassava common mosaic disease (CCMD) can cause root yield losses of approximately 30% (Venturini et al. 2016) in cassava (Manihot esculenta Crantz) and it has already been reported in Brazil, Colombia, Paraguay, and Argentina (Calvert et al. 2012; Di Feo et al. 2015). Most of Peru’s cassava production is in the eastern side of the country (the rainforest region) and is mainly used for direct human consumption. Cultivated area in these regions is approximately 48.1 thousand hectares (MINAGRI 2015). CCMD is caused by Cassava common mosaic virus (CsCMV; Calvert et al. 1996), a mechanically transmitted potexvirus that can be disseminated via infected stem cuttings used for cassava propagation. Given the presence of the disease in neighboring countries, a field survey for virus diseases in cassava was organized during June 2016 in the province of Huaral, in the central coast of Peru, where typical leaf mosaic and leaf deformation symptoms associated to CCMD were observed in local cassava varieties. To verify the presence of CsCMV and CCMD in Peru, the youngest leaves of four plants showing virus-like symptoms and four plants not showing symptoms were collected from one of the affected fields and dried in silica gel for analysis. Double antibody sandwich (DAS)-ELISA tests using a polyclonal antiserum readily detected CsCMV in all symptomatic samples (Nolt et al. 1991). In addition, mechanical transmissions to the experimental host Nicotiana benthamiana induced typical systemic leaf mosaic. RT-PCR tests targeting the replicase region of CsCMV were carried out using primers CsCMV-3269-F: 5′-GAGGCTCTTCTCTGGGAAAC-3′ and CsCMV-3896-R: 5′-CTTGAGTCCAGTTTGATGTC-3′, designed using an alignment of CsCMV-related sequences available in GenBank. An expected PCR fragment of 627 bp was obtained only in samples showing symptoms of CCMD. RT-PCR tests for other cassava-infecting viruses reported in the Americas (Carvajal-Yepes et al. 2014) were negative in these samples. PCR products from two independent CsCMV-positive samples were sent for direct Sanger-sequencing (Macrogen, Korea). CsCMV sequence isolates from Peru (GenBank accession nos. KX964625 and KX964626) show a nucleotide identity of 88 to 93%, and an amino acid sequence identity of 99% with other CsCMV sequences available in GenBank, and phylogenetic analysis clustered Peruvian isolates with CsCMV sequences reported in cassava. These results stress the need to implement surveillance activities and quick diagnostic protocols, as the inadvertent propagation and accumulation of virus infections could cause an increasingly negative effect on cassava and other vegetatively propagated crops.

Research studies on conservative genetics of endangered plants are very important to establish the management plans for the conservation of biodiversity. Rosewood is an evergreen tree of the Amazon region and its essential oil has great acceptance in the medical and cosmetic industry. The present study aimed to explore the genetic diversity and population structure of 90 rosewood accessions collected from eight localities of Peruvian Amazon territory through DArTseq markers. A total of 7485 informative markers resulted from genotyping by sequencing (GBS) analysis were used for the molecular characterization of rosewood germplasm. Mean values of various calculated diversity parameters like observed number of alleles (1.962), the effective number of alleles (1.669), unbiased expected heterozygosity (0.411), and percent polymorphism (93.51%) over the entire germplasm showed the existence of a good level of genetic variations. Our results showed that the Mairiricay population was more diverse compared to the rest of the populations. Tamshiyacu-2 and Mairiricay-15 accessions were found genetically distinct accessions. The analysis of molecular variance (AMOVA) reflected maximum variations (75%) are due to differences within populations. The implemented clustering algorithms, i.e.; STRUCTURE, neighbor-joining analysis and principal coordinate analysis (PCoA) separated the studied germplasm on the basis of their geographical locations. Diversity indices for STRUCTURE-based populations showed that subpopulation A is more diverse population than the rest of the populations, for such reason, individuals belonging to this subpopulation should be used for reintroduction or reinforcement plans of rosewood conservation. We envisage that molecular characterization of Peruvian rosewood germplasm with DArTseq markers will provide a platform for the conservation, management and restoration of endangered rosewood in upcoming years.

El Ministerio de Desarrollo Agrario y Riego (MIDAGRI) a través del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), pone a disposición el presente manual titulado “Caracterización genotípica de recursos genéticos”, donde se describen los diferentes métodos y procedimientos utilizados para el proceso de colecta de muestras, extracción de ácidos nucleicos, obtención de marcadores moleculares y diagnóstico del estado fitosanitario; realizados exitosamente en los cultivos de yuca, oca, tomate, arracacha y yacón. El presente manual es el resultado de numerosos estudios sobre la diversidad genética y caracterización molecular de las colecciones de germoplasma, ubicadas estratégicamente en el territorio nacional a través de las Estaciones Experimentales Agrarias (EEAs) del INIA.

El Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA) posee una colección de germoplasma in vitro, la cual se viene fortaleciendo e incrementando en cuanto al número de accesiones que conserva. Las formulaciones y procedimientos estandarizados que se han establecido se presentan en este documento de manera que puedan ser de conocimiento de la comunidad científica.

El Ministerio de Desarrollo Agrario y Riego (MIDAGRI) a través del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA) presento el “Manual de manejo agronómico de frijol en regiones andinas” como resultado de las investigaciones relacionadas a la conservación y caracterización agromorfológica de leguminosas, desarrolladas en la Estación Experimental Agraria Amazonas- Chachapoyas. El documento contiene información sobre prácticas de manejo y metodología para la caracterización agromorfológica con el objetivo de motivar a la conservación de la biodiversidad con fines de investigación y mejoramiento genético.

El documento, presenta metodologías analíticas utilizadas en la evaluación de características físicas, color, composición nutricional, fenólicos totales, flavonoides totales, actividad antioxidante, saponinas, almidones y sus propiedades reológicas; así como métodos de cromatografía líquida (HPLC) para el análisis de compuestos fenólicos y cromatografía gaseosa para el análisis de los plaguicidas dimetoato, clorotalonil, clorpirifos y cipermetrina. En la parte final del documento, se describen los métodos utilizados en la evaluación de minerales, utilizando técnicas espectroscópicas de absorción molecular para el fósforo y absorción atómica (AAS) para el potasio, calcio, magnesio, zinc, cobre y hierro.

Tomato susceptibility/resistance to stem canker disease caused by Alternaria alternata f. sp. lycopersici and its pathogenic factor AAL-toxin is determined by the presence of the Asc1 gene. Several cultivars of commercial tomato (Solanum lycopersicum var. lycopersicum, SLL) are reported to have a mutation in Asc1, resulting in their susceptibility to AAL-toxin. We evaluated 119 ancestral tomato accessions including S. pimpinellifolium (SP), S. lycopersicum var. cerasiforme (SLC) and S. lycopersicum var. lycopersicum “jitomate criollo” (SLJ) for AAL-toxin susceptibility. Three accessions, SP PER018805, SLC PER018894, and SLJ M5-3, were susceptible to AAL-toxin. SLC PER018894 and SLJ M5-3 had a two-nucleotide deletion (nt 854_855del) in Asc1 identical to that found in SLL cv. Aichi-first. Another mutation (nt 931_932insT) that may confer AAL-toxin susceptibility was identified in SP PER018805. In the phylogenetic tree based on the 18 COSII sequences, a clade (S3) is composed of SP, including the AAL-toxin susceptible PER018805, and SLC. AAL-toxin susceptible SLC PER018894 and SLJ M5-3 were in Clade S2 with SLL cultivars. As SLC is thought to be the ancestor of SLL, and SLJ is an intermediate tomato between SLC and SLL, Asc1s with/without the mutation seem to have been inherited throughout the history of tomato domestication and breeding.

Peru is an important center of diversity for maize; its different cultivars have been adapted to distinct altitudes and water availability and possess an array of kernel colors (red, blue, and purple), which are highly appreciated by local populations. Specifically, Peruvian purple maize is a collection of native landraces selected and maintained by indigenous cultures due to its intense purple color in the seed, bract, and cob. This color is produced by anthocyanin pigments, which have gained interest due to their potential use in the food, agriculture, and pharmaceutical industry. It is generally accepted that the Peruvian purple maize originated from a single ancestral landrace ‘Kculli’, but it is not well understood. To study the origin of the Peruvian purple maize, we assembled the plastid genomes of the new cultivar ‘INIA 601’ with a high concentration of anthocyanins, comparing them with 27 cultivars/landraces of South America, 9 Z. mays subsp. parviglumis, and 5 partial genomes of Z. mays subsp. mexicana. Using these genomes, plus four other maize genomes and two outgroups from the NCBI database, we reconstructed the phylogenetic relationship of Z. mays. Our results suggest a polyphyletic origin of purple maize in South America and agree with a complex scenario of domestication with recurrent gene flow from wild relatives. Additionally, we identify 18 plastid positions that can be used as high-confidence genetic markers for further studies. Altogether, these plastid genomes constitute a valuable resource to study the evolution and domestication of Z. mays in South America.

Los métodos de extracción de ADN y ARN vegetal están bien establecidos, con una amplia gama de protocolos, dependiendo de los fines de cada laboratorio/investigación. En la actualidad, se buscan métodos de extracción de ADN y ARN vegetal rápidos, económicos y sencillos. Hemos desarrollado un protocolo optimizado para la extracción de ADN y ARN vegetal que utiliza un taladro de banco barato y bolsas de plástico y no requiere nitrógeno líquido. Se extrajo ADN de hojas y ARN de hojas y raíces de plátano, piña, cítricos, papaya, fruta de la pasión y yuca, utilizando un método básico de bromuro de cetiltrimetilamonio. Ambos ácidos nucleicos se cuantificaron y se evaluó su calidad mediante electroforesis en gel de agarosa. Las extracciones de ADN y ARN fueron satisfactorias para todas las especies, y la calidad del ARN en los pellets se mantuvo tras su almacenamiento a temperatura ambiente durante tres semanas. Este protocolo puede reducir considerablemente los costes en laboratorios con actividades rutinarias en curso de extracción de ADN y ARN para análisis de diversidad genética y expresión génica, en los que otros métodos convencionales no han tenido éxito debido al explante, el estado de las muestras y la cantidad y calidad de los ácidos nucleicos. Esto es especialmente relevante para muchos laboratorios de países en vías de desarrollo, donde el coste y la disponibilidad de nitrógeno líquido pueden ser una limitación.