Caratterizzazione molecolare di 9 tipi razziali di mais locale peruviano, alcuni in coesistenza con il mais Yellow dent, per scopi di biosicurezza

Peru, the main centre of corn diversity, maintains a moratorium on the entry of GMOs that has been extended until 2035, to develop biosafety capacities. However, little progress has been made in the investigation, although Peru imports 70% of its demand for hybrid Yellow Dent Mais (YDM), which has tripled in the last 20 years, due to low production. Therefore, between 2010 - 2012, the LAC Biosafety project established Lambayeque as an area of coexistence between local varieties and YDM for more than 70 years. First of all, the status of the genetic diversity of the cultivated populations and the material from the germplasm bank of UNALM was compared. Andean corn was also incorporated, adapted to conditions of the coast to produce "choclo" corn, which is more requested. Besides, the seed management situation was analyzed and two crossbreeding trial models between local maize and YDM were established. Twenty-eight populations were studied, 9 from the bank, 11 from the place of origin and 8 YDM hybrids, using 8 polymorphic SSR loci. Fifteen of these populations were also studied with 3 AFLP combinations. Genetic parameters of local populations and possible introgression with YDM were described. Also, seed management problems in local maize and the YDM in Lambayeque were evaluated through visits and surveys. In local maize, a mean of 9.5 alleles was found at the 8 SSR loci tested. Local coastal maize from Lambayeque: Alazán (AL), Mochero (MO), Chancayano (CY) and Chaparreño (CH) showed 65 different alleles, of which 9 were exclusive to the group. High Andean maize had 60 different alleles, of which 4 were unique to that group of maize. The percentage of common alleles between the local maize from Lambayeque and the bank maize was medium-low in the case of MO and CY, showing values of 38.98% and 45.95%; however, AL had a higher percentage of common alleles (54.72%). This low values may be due to seed management; from the harvest to the commercialization in local or intermediary markets, which then end up in the wholesale markets, where some farmers buy the grain as a source of seeds. In this way, very intense allelic mixing is maintained. On the other hand, the YDM group showed 46 different alleles, of which 6 were unique. The exchange of seeds would be responsible for the high degree of polymorphism and genetic diversity of Nei, greater than 0.50 in most populations. Intrapopulation fixation indices were relatively low, less than 0.20 in local maize and higher in YDM. All analyzes indicated a marked genetic difference between local maize and YDM, supporting the absence of gene flow between these groups during more than 70 years of coexistence. On the other hand, the analysis of the genetic structure showed that the OM in Lambayeque is very mixed and does not separate into discrete groups. The same is observed in other varieties of maize from the Andean highlands. Piricinco maize (PI) from the jungle, which coexists with YDM, showed greater genetic uniformity, similar to that of CY. In the Lambayeque area, there are 3 cultivation situations: 1) where only YDM is grown, 2) where local maize is grown for "corn" and 3) where there are situations of coexistence of YDM with MO and AL maize. The main problems of the crop are the informality of local corn seeds, the lack of good practices in the use of YDM seeds, phytosanitary problems, lack of water, etc. Crossing trials have shown that the breeds behave differently when grown near the YDM; however, at 30 m the crossing rates are very low, so it seems that 100 m is sufficient to avoid mixing.

Il Perù, centro di diversità del mais, mantiene una moratoria sull'ingresso di OGM che è stata estesa fino al 2035, con l'obiettivo di sviluppare maggiormente la biosicurezza. Tuttavia, sono stati fatti pochi progressi nella ricerca, nonostante il fatto che il Perù importi il 70% della sua domanda di mais, che è triplicata negli ultimi 20 anni, e ha una bassa produzione. Pertanto, tra il 2010-2012 il progetto LAC Biosafety ha stabilito Lambayeque come un'area di coesistenza tra varietà locali e mais ibrido dentato per più di 70 anni. Prima di tutto è stato confrontato lo stato di diversità genetica delle popolazioni coltivate e del materiale della banca del germoplasma dell'UNALM. È stato incorporato anche il mais andino, adattato alle condizioni costiere per la produzione di mais "choclo", che è più richiesto. Inoltre, è stata analizzata la situazione della gestione delle sementi e sono state fatte prove di incrocio tra mais locale e mais dentato. 28 popolazioni, 9 dalla banca, 11 dal luogo di origine e 8 ibridi dentati sono state studiate utilizzando 8 loci polimorfici SSR. Quindici di queste popolazioni sono state studiate anche con 3 combinazioni AFLP. Sono stati descritti i parametri genetici delle popolazioni locali e la possibile introgressione con mais ibrido. Inoltre, sono stati valutati i problemi di gestione delle sementi nel mais locale e ibrido in Lambayeque con visite e indagini. Nel mais locale, una media di 9,5 alleli è stata trovata negli 8 loci SSR analizzati. Il mais locale costiero di Lambayeque: Alazán (AL), Mochero (MO), Chancayano (CY) e Chaparreño (CH) ha mostrato 65 alleli diversi, di cui 9 erano esclusivi del gruppo. Il mais alto andino aveva 60 alleli diversi, di cui 4 erano unici per quel gruppo di mais. La percentuale di alleli comuni tra il mais locale Lambayeque e banca è stata medio-bassa nel caso di MO e CY, mostrando valori del 38,98% e 45,95%; tuttavia, AL ha avuto una percentuale di alleli comuni più alta, pari al 54,72%. Queste percentuali possono essere dovute alle gestione delle sementi; dalla raccolta alla commercializzazione nei mercati locali o intermediari, che poi finiscono nei mercati all'ingrosso, dove alcuni agricoltori comprano il grano come fonte di sementi. In questo modo, si mantiene un mix allelico molto intenso. D'altra parte, il gruppo del mais dentato ha mostrato 46 alleli diversi, di cui 6 unici. Lo scambio di semi sarebbe responsabile dell'alto grado di polimorfismo e diversità genetica di Nei, che nella maggior parte delle popolazioni era superiore a 0,50. Gli indici di fissazione intra-popolazione erano relativamente bassi, sotto lo 0,20 nel mais locale e più alti nel mais dentato. Tutte le analisi effettuate hanno indicato una marcata differenza genetica tra il mais locale e quello ibrido dentato, il che supporta l'assenza di flusso genico tra questi gruppi durante il tempo di coesistenza. D'altra parte, le analisi della struttura genetica hanno mostrato che il MO in Lambayeque è molto misto e non si separa in gruppi discreti. Lo stesso si osserva in altre varietà di mais dell'altopiano andino. Il mais Piricinco (PI) nella giungla, che coesiste con mais ibrido, ha mostrato una maggiore uniformità genetica, simile al CY. In Lambayeque ci sono 3 situazioni di coltivazione: 1) dove si coltiva solo mais ibrido dentato, 2) dove si coltiva mais locale per il "choclo" e 3) dove ci sono situazioni di coesistenza di mais ibrido con mais MO e AL. Tra i principali problemi della coltura ci sono: l'informalità del seme di mais locale, la mancanza di buone pratiche nell'uso del seme ibrido, problemi fitosanitari, mancanza di acqua, ecc. Le prove di outcrossing hanno dimostrato che le razze si comportano diversamente se coltivate vicino a quelle ibride; tuttavia, a 30 m i tassi di outcrossing sono molto bassi, quindi sembra che 100 m siano sufficienti per evitare il mescolamento.