PROGRAMA NACIONAL DE INNOVACIÓN AGRARIA

PROYECTO PNIA 230_PIMapeo por asociación de caracteres agronómicos y fisicoquímicos en la Colección Nacional de yuca del INIA para revelar su potencial

en el mejoramiento y la agroexportación

FREDY QUISPE JACOBO

CONTENIDO

Antecedentes

Metodologías

Caracterización agro-morfológica

Caracterización molecular

Caracterización química

Eventos-publicaciones

Conclusiones

Recomendaciones

RECURSOS HUMANOS

RESPONSABLE

• Fredy Quispe Jacobo

COLABORADORES INIA

Caracterización Agro-morfológica

• Mavel Marcelo Salvador

• Luis Sernaque

Conservación In vitro

• Elizabeth Fernandez Huaytalla

Caracterización Molecular

• Bianca Vigil Santillana

Caracterización Química

• Annie Yumpiri

• Hans Amao Castilla

• Karina Ccapa Ramirez

COLABORADORES EXTERNOS

• Luis Augusto Becerra López-La Valle (CIAT)

ANTECEDENTES

• La yuca es el cuarto cultivo importante a

nivel mundial después del arroz, trigo y

maíz.

• Alimento básico para más de 1000

millones de personas con escasos

recursos alrededor del mundo.

• Raíz tuberosa con importancia en

seguridad alimentaria en las regiones de

la selva alta y baja de nuestro país, con

una producción que supera los 1,2

millones de t.

Fuente: Minagri, (2019)

• Recurso nativo que se conserva en la

Colección Nacional de yuca de la EEA

Donoso – Huaral del INIA (741

accesiones).

• Limitada información de

caracterización agromorfológica,

molecular y química de la diversidad

conservada.

• Estudio preliminar con 20 accesiones

promisorias de yuca (2016).

• Demanda en el mercado nacional e

internacional para su procesamiento

en la industria alimentaria, química y

de biocombustibles.

Fuente: http://agroaldia.minagri.gob.pe/biblioteca/download/pdf/tematicas/f-taxonomia_plantas/f01-cultivo/2018/yuca.pdf

• Bajos rendimientos nacionales en zonas de cultivo de la costa y

la selva peruana.

10,000

10,500

11,000

11,500

12,000

12,500

2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018

Ren

dim

ien

to (

kg/h

a)

Fuente: Minagri, (2019)

COMPONENTES

Caracterización agromorfológica

Descriptores propios del INIA y los recomendados por Fukuda,

Guevara, Kawuki y Ferguson (2010).

Descriptores cualitativos (39),

Descriptores cuantitativos (12).

METODOLOGÍAS

Caracterización molecular

Extracción de ADN según Doyle Doyle (1987).

Genotipado basado en secuencias de acuerdo a la identificación de

polimorfismos de un solo nucleótido (SNPs) realizado en el Centro Genómico de

la Universidad de Minnesota de EE.UU.

Caracterización química

Materia seca, acidez titulable, sólidos solubles, almidón (según método químico,

enzimático), ácido cianhídrico, color, composición proximal, bioactivos y

actividad antioxidante de acuerdo a métodos validados por la AOAC y literatura

internacional.

RESULTADOS

Histograma y diagrama de caja del rendimiento de raíces reservantes de 741

accesiones de la Colección Nacional de yuca del INIA

CARACTERIZACIÓN AGROMORFOLÓGICA

(tn/ha) (tn/ha)

ANTECEDENTES

Histograma y diagrama de caja de la altura de planta de 741 accesiones de

la Colección Nacional de yuca del INIA

(cm) (cm)

ANTECEDENTES

Histograma y diagrama de caja del peso de raíces por planta de las 741

accesiones de la Colección Nacional de yuca del INIA

(Kg) (Kg)

Histograma y diagrama de caja de la longitud de raíz de las 741 accesiones

de la Colección Nacional de yuca del INIA

(cm) (cm)

Histograma y diagrama de caja del diámetro de raíz de las 741 accesiones

de la Colección Nacional de yuca del INIA

(cm) (cm)

Histograma y diagrama de caja del tiempo de cocción de las raíces

reservantes de las 741 accesiones de la Colección Nacional de yuca del

INIA

(min) (min)

Estadísticos descriptivos de los descriptores cuantitativos evaluados en la caracterización

agromorfológica de la Colección Nacional de yuca del INIA

Variable Mínimo Máximo Promedio SD CV (%)

Rendimiento (tn/ha) 1.70 81.70 27.91 13.20 47.30

Longitud del lóbulo central (cm) 10.14 25.53 16.20 2.53 15.62

Ancho del lóbulo central (cm) 1.02 5.52 3.44 0.80 23.23

Longitud del peciolo (cm) 9.60 43.44 24.61 5.43 22.07

Diámetro del peciolo (cm) 1.40 5.13 3.10 0.55 17.65

Altura de planta (cm) 62.00 361.80 199.23 52.36 26.28

Longitud de entrenudos (cm) 20.57 66.00 38.32 6.96 18.17

Número de raíces por planta 0.00 7.60 2.37 1.40 59.00

Peso de raíces por planta (Kg) 0.14 6.86 2.34 1.11 47.18

Longitud de raíz reservante (cm) 11.60 51.50 27.99 5.05 18.05

Diámetro de raíz reservante (cm) 1.07 7.26 4.71 0.74 15.77

Tiempo de cocción (min) 2 25 14.65 6.40 43.66

Análisis de frecuencia de (algunos) descriptores cualitativos en la

caracterización agromorfológica de la Colección Nacional de yuca.

0.00

3.81

7.61

11.42

15.22

130

140

712273

299

331

277

3326

736

419

596

694

441

472

528

677

298

572

445

485

328

403

330

336

4065378236

283

478

571

70214389

510

51761270

152

271

545

549

679

153

346

357

387

566

393

116

404

467

533

550

367

509

553

500

512

112

402

410

388

506

511

681

720

386

491

519

5263

518

311

160

262

324

727

379

548

576

414

487

547

245

375

291

302

408

246

463

376

46241451

282

296

333

247

738

374

465

297

334

33585164

122

285

395

307

373

507

513

342

347

358

411

435

480

51476736144

39219453

278

63052150

2561842668138

146

543

203

678

5394383848960387196

161

19879674

132

623

6369

582

384

111

140

17474303

4187534880536

635

488

629

188

556

304

322

32525569

232

228

461

352

360

43956473

268

173

739

184

207

362

570

592

390

66933179

7154558572966979548155

428

495

587

6586328873199

13420382

416

50388105

238

312

417

490

4963761597483

672

130

560

671

431

568

732

62554571337082280

29459183

620

341

4433150217

2635832349425

252

531

243

274

464

180

181

250

401

489

59747100

149

177

148

292

21626486

412

415

413

437

314

353

691

286

429

522

558

313

476

316

426

321

593

529

253

458

381

608

368

315

329

317

564

125

279

141

734

626

733

741

628

639

740

251

633

682

269

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504

561

127

266

261

143

284

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524

644

534

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53511909129258

128

20176131

167

136

137

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255

546

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26716257

350

578

230

370

151

191

170

220

61734377

226

339

114

224

448

717

619

723

718

712

265

36571690

320

394

234

264

272

725

726

211

607

343

371

493

527

326

327

420

508

222

293

469

497

430

532

538

505

515

354

399

433

452

520

537

544

589

427

434

471

525

227

422

383

438

305

565

300

344

355

295

499

502

424

554

361

405

450

440

233

338

276

235

248

287

351

457

459

460

309

318

337

555

4473244264562

482

72881219

135

200

214

391

197

454

178

557

308

521

194

195

223

120

730

721

542

642

663

208

729

731

154

159

240

185

205

187

610

24235484

209

699

202

693

621

612

673

229

237

581

624

713

627

660

107

711

139

719

613

215

654

466

193

552

676

213

604

605

210

710

2182

10686176

583

156

166

494

501

165

541

650

563

659

397

724

584

58646588

516

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157

163

652

65360241

168

602

204

212

225

231

306

129

190

616

432

657

594

64830609

611

119

449

239

244

655

707

722

189

705

221

704

523

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645

649

634

638

579

618

666

646

6473944182

147

145

614

192

206

7146510493124

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456

709

600

670

698

703

595

6804

1096269101

121

108

640

7351762299716

567

631

662

117

668

643

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118

540

637513249

43655664

281

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470

158

689

364

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16298398

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492

175

396

444

319

356

468

345

363

57427103

172

29068498

481

310

340

688

359

369

366

475

409

446

57310696

70092186

675

601

110

421

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380

692

70615687

349

378

123

684

4745169594372

385

577

701

68321632

169

651232593877685

68622479

590

591

102

598

477

142

115

254

Dista

ncia:

(Gow

er (s

qrt(1

-S)))

Distribución de las accesiones de Colección de yuca según dendograma elaborado con los caracteres

cuantitativos de la caracterización agromorfológica. Método de Ward y distancia según Gower.

Análisis de componentes principales de los cluster y las variables agromorfológicas

cuantitativas evaluadas en las accesiones de la Colección Nacional de yuca.

Tabla de accesiones promisorias de yuca según caracteres agromorfológicos de

rendimiento, forma de planta, pendúnculo de raíz, forma de raíz, calidad culinaria y

retención de área foliar de la Colección Nacional de yuca.

CARACTERIZACIÓN MOLECULAR

• Colecta del material vegetal

• Extracción de ADN

• Calidad del ADN extraído

• Llamado de variantes, GBS

• Filtrado de variantes, SNPs

• Análisis de diversidad Genética

• Análisis de estructura poblacional, DAPC

Diagrama de flujo del proceso de extracción de ADN a partir de hojas

jóvenes de yuca.

Gráfica del análisis discriminante de componentes principales para

establecer la estructura poblacional de la Colección Nacional de yuca

Gráfica compoplot que representa la probabilidad de pertenencia de cada

individuo a los clústeres identificados en el análisis DAPC de la Colección

Nacional de yuca

Conformación de los grupos genéticos identificados en el análisis de

estructura poblacional de la Colección Nacional de yuca

Diagramas de caja de la humedad de raíces de la Colección Nacional de

yuca según procedencia del material genético.

CARACTERIZACIÓN QUÍMICA

Diagramas de caja de materia seca de raíces de la Colección Nacional de

yuca según procedencia del material genético.

Diagramas de caja del contenido de almidón de raíces de la Colección

Nacional de yuca según procedencia del material genético.

Diagramas de caja del contenido de ácido cianhídrico de raíces de la

Colección Nacional de yuca según procedencia del material genético.

O

OH

OH

OH

OH

O CH3

N

CH3

Diagramas de caja de sólidos solubles de raíces de la Colección Nacional

de yuca según procedencia del material genético.

Diagramas de caja del parámetro cromático L* de raíces de la Colección

Nacional de yuca según procedencia del material genético.

Diagramas de caja del parámetro cromático a* de raíces de la Colección

Nacional de yuca según procedencia del material genético.

Diagramas de caja del parámetro cromático b* de raíces de la Colección

Nacional de yuca según procedencia del material genético.

Diagramas de caja de yellow index (índice de color amarillo) de raíces de la

Colección Nacional de yuca según procedencia del material genético.

Distribución de frecuencia del HCN en raíces de la Colección Nacional de

yuca según procedencia del material genético.

Distribución de frecuencia del contenido de almidón en raíces de la

Colección Nacional de yuca según procedencia del material genético.

Distribución de frecuencia de la materia seca en raíces de la Colección

Nacional de yuca según procedencia del material genético.

Análisis de correlación de los parámetros de color, Hue, yellow index y

luminosidad de raíces de la Colección Nacional de yuca.

Análisis de correlación del pH, sólidos solubles (°Brix), acidez, índice de madurez,

ácido cianhídrico y almidón de las raíces de la Colección Nacional de yuca.

Análisis de componentes principales de los caracteres químicos evaluados en la Colección

Nacional de yuca.

Distribución de las accesiones de la Colección de yuca según dendograma elaborado con los

caracteres cuantitativos de la caracterización química. Método de Ward y distancia Euclidea.

Accesiones promisorias de la Colección Nacional de yuca identificadas según contenido de

materia seca, almidón y ácido cianhídrico.

Contenido químico-proximal, compuestos fenólicos, flavonoides, carotenoides y actividad

antioxidante según DPPH y ATBS de 30 accesiones de la Colección Nacional de yuca.

PARTICIPACIÓN - EVENTOS

PUBLICACIONES

CONCLUSIONES

• Se identificaron 15 accesiones promisorias según información agro-

morfológica, con rendimientos (t/ha) entre 22,73 y 45,49 t/ha de buena calidad

culinaria en la Colección Nacional de yuca del INIA.

• El análisis de SNIPs identificó 6 grupos genéticos de la Colección Nacional de

yuca del INIA.

• Se identificaron 15 accesiones promisorias según información química, con

materia seca entre 51,04 y 53,95 %; almidón entre 25,60 y 39,23 % (base

húmeda) y bajos contenidos de ácido cianhídrico entre 8,71 y 41,42 mg/kg, en

la Colección Nacional de yuca del INIA.

• Se prepararon 2 documentos técnicos para publicación: “Catálogo de la

Colección de yuca del INIA Perú” y “Métodos en la caracterización agro-

morfológica, molecular y química de Manihot esculenta K. (Yuca)”

RECOMENDACIONES

AGRADECIMIENTOS

Al Programa Nacional de Innovación Agraria – PNIA por el financiamiento del Proyecto deInvestigación “Mapeo por asociación de caracteres agronómicos y fisicoquímicos en laColección Nacional de yuca del INIA para revelar su potencial en el mejoramiento y laagroexportación”.

A los obreros, técnicos y profesionales que apoyaron en el trabajo de campo en la EEA Donoso– Huaral, así como a los que apoyaron en el análisis de muestras en el Laboratorio de BiologíaMolecular de la DRGB, análisis bioinformático y análisis fisicoquímico en el Laboratorio deInvestigación Nutricional de los Recursos Genéticos. Técnica Teodocia Vega, Bachiller LuisSernaque Ramos, Bachiller Antonio Lanza, Bachiller Annie Yumpiri Aguilar, Bachiller BiancaVigil Santillan, Bióloga Elizabeth Fernández Huatalla, Ingeniera Karina Ccapa Ramírez, PhD JuanDaniel Montenegro, fotógrafo Gudion Avila Martínez y Administradora Karen Cubas Díaz, porsu apoyo en la ejecución del Proyecto de Innovación

Muchas gracias por su atención…