La papa, es el cultivo no cereal más importante del mundo con una producción mundial que ha alcanzado los 329 millones de toneladas anuales. A pesar de la enorme importancia de este cultivo, aún se desconocen aspectos sobre la genética de muchas de sus características cualitativas y cuantitativas. El mapa UHD (> 10 000 AFLPs) de Solanum tuberosum, ha sido una herramienta de gran utilidad para el proyecto de secuenciamiento del genoma de la papa, que se enfocó inicialmente en el individuo RH89-039-16. Sin embargo, debido a su heterocigocidad se optó por una línea doble monohaploide de la especie S. phureja (DM1-3516R44), para lo cual fue necesario la construcción de novo de un mapa genético. Con la finalidad de identificar cambios en la estructura genómica de estos dos individuos, se analizaron 74 marcadores microsatélites cartografiados previamente en DM1-3516R44, lográndose integrar 62 loci microsatélite en el mapa UHD de RH89-039-16. La comparación de los mapas genéticos de RH89-039-16 y DM1-3516R44 reveló la existencia de colinealidad en grandes fragmentos de los cromosomas II, V y VI, mientras que los cromosomas I, IV, X y XII presentan diferencias en cuanto al contenido de ciertos marcadores. Los cromosomas VII y IX muestran la presencia de rearreglos cromosómicos que podrían ser inversiones o translocaciones, además la presencia de loci duplicados en los cromosomas VIII, I y II, indicaría la ocurrencia de eventos de duplicación intra e intercromosómica. Sin embargo para verificar tales cambios es necesario cartografiar más microsatélites y saturar la zona cromosómica de interés. -- Palabras clave: Papa, marcador molecular, microsatélite, cartografía genética, mapa UHD, colinealidad. / -- Potato is the most important non-grain food crop in the world, with production in 2009 reaching 330 million tons. Despite the importance of the potato in the world, the genetics of many important qualitative and quantitative agronomic traits are poorly understood. The UHD map (>10 000 AFLP markers) of Solanum tuberosum, was a great tool for the Potato Genome Sequencing Project (clon RH89-039-16). However due to the high heterozygosity of RH89-039-16, it was decided to sequence the S.phureja doubled monoploid clone, DM1-3 516R44, for which it was necessary the de novo construction of a genetic map. Microsatellites markers mapped in DM was mapped in the UHD map, with two purposes, integrate microsatellites in the UHD map, and identify changes in the chromosomal organization of Solanum tuberosum (RH89-039-16) and Solanum phureja (DM1-3516R44), by comparison of their genetic maps. The aligment of microsatellites of RH89-039-16 and DM1-3516R44 maps along chromosomes has shown the existence of collinearity in the chromosomes II, V and VI, while the chromosomes I, IV, X and XII has shown differences in content of some markers. The chromosomes VII y IX has shown the presence of chromosomal rearrangements that could be inversions or translocations, further the presence of duplicated loci in chromosomes VIII, I and II might indicate that of intra- and interchromosomal duplications have occurred. However in order to verify these alterations would be necessary mapping more microsatellite markers and saturate the chromosomal region of interest. -- Key words: potato, molecular marker, microsatellite, genetic mapping, UHD map, collinearity

195 native potato cultivars collected in Chahuaytire community and 246 native potatoes repatriated to Potato Park Communities Association (ACPDP) by the International Potato Center (CIP) were characterized using nine primer pairs that amplify the ten most polymorphic microsatellite loci from the potato genetic identification kit (STM0019, STPoAc58, STM0037, STM0030, STM1104, STM1052, STM1106, STM2013, STM2022), located in 9 of the 12 chromosomes of potato. The molecular characterization differentiated the 93.33% of the native potatoes from the Chahuaytire community and the 92.68% of repatriated native potatoes from CIP. 114 and 130 alleles and average diversity index between 0.762 and 0.776 were obtained in the Chahuaytire community and the repatriated potatoes, respectively. The clustering of potato cultivars was performed using the UPGMA (Unweighted Pair Group Method with Arithmetic mean) method applied to similarity matrix obtained with Jaccard coefficient. Clustering analysis revealed that no differentiation according to origin was found. Similarly, Analysis of Molecular Variance (AMOVA) revealed that the molecular variation between evaluated groups was 0.73% (p- value=0.05), indicating a basically similar genetic constitution between both groups. The main source of molecular variation, 99.27% (p-value=0.05), was found within the native potatoes inside groups. However, the finding of 6 private alleles in the native potatoes from Chahuaytire suggests that some genetic diversity maintained in the Chahuaytire native potatoes is not represented in the 246 repatriated potatoes from CIP.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Evalúa la utilidad de los marcadores COSII para el mapeo de genes en el cromosoma 3, comparando el nivel de polimorfismos entre dos poblaciones diploides de papa B3C1HP y BCT, que han sido previamente analizadas en estudios de resistencia a Phytophthora infestan. El polimorfismo de estos marcadores COSII es evaluado por 3 diferentes métodos: agarosa, Polimorfismos Conformacionales de Secuencia Simple (SSCP) y Melting de Alta Resolución (HRM). / Tesis

La resistencia extrema al virus PVY es controlada por los genes Ry y es efectiva contra todas las cepas a diferencia de la resistencia hipersensitiva, la cual es específica para una determinada cepa. En Solanum tuberosum ssp andigena, el responsable de esta resistencia es el gen Ryadg localizado en el cromosoma XI. El presente trabajo tiene como objetivo caracterizar a nivel molecular la región del cromosoma XI donde se localiza el gen Ryadg que confiere resistencia al virus PVY con la finalidad de identificar marcadores moleculares estrechamente ligados al gen, así como el ordenamiento y la distancia de estos en esta región, y aplicar estos marcadores en la identificación de nuevas fuentes de resistencia a este virus en el germoplasma de Solanum tuberosum ssp andigena. La progenie segregante evaluada para determinar el orden y la distancia de los marcadores RySC3, M45 y M6 fue obtenida al cruzar la variedad Costanera, resistente a PVY por poseer el gen Ryadg en dosaje simplex, y la variedad susceptible LBr-43. Los tres marcadores evaluados segregaron en la progenie en la proporción 1:1, lo cual confirma el dosaje alélico de Ryadg de Costanera. De 1089 plantas evaluadas, se obtuvieron cuatro individuos recombinantes para los tres marcadores evaluados y se obtuvo que el orden más probable de estos marcadores es M6 flanqueado por RySC3 (a una distancia de 0,18 cM) y por M45 (a una distancia de 0,18 cM). La evaluación de la resistencia a PVY en los recombinantes indicó que el gen Ryadg se podría localizar entre los marcadores M6 y M45, o muy cercano a esta región. Al utilizar los marcadores M45 y RySC3 en una población de 251 entradas nativas de S. tuberosum ssp andigena, se encontró que solo la entrada Pisha Milpo es positiva para estos dos marcadores, y también al marcador M6. Posteriormente, se comprobó su identidad como S. tuberosum ssp andigena utilizando un marcador de cloroplasto y marcadores microsatélites. Finalmente, la evaluación en invernadero confirmó la resistencia a PVY en Pisha Milpo. Palabras claves: PVY, S. tuberosum ssp andigena, Ryadg, resistencia, marcadores moleculares / Extreme resistance to PVY virus is controlled by Ry genes and is effective against all strains in contrast to hypersensitive resistance, which is specific to a particular strain. In Solanum tuberosum ssp andigena, the responsible for this resistance is Ryadg gene located in the chromosome XI. This work aims to characterize at molecular level the region of chromosome XI where the gene Ryadg, that confers resistance to PVY, is located in order to identify molecular markers closely linked to this gen, the order and distance of these in this region and apply these markers in identifying new sources of resistance to PVY in the germplasm of Solanum tuberosum ssp andigena. Segregating progeny evaluated to determine the order and distance of the RySC3, M45 y M6 markers was obtained cross the Costanera variety, PVY resistant to possess the Ryadg gene in simplex dosage, and the susceptible variety LBr-43. The three markers evaluated in the progeny segregated in a 1:1 ratio, confirming the Ryadg allelic dosage of Costanera. Of 1089 evaluated were obtained four recombinant individuals for all three markers assessed and the most likely order of these markers is M6 flanked by RySC3 (to 0,18 cM) and M45 (to 0,18 cM). Evaluation of resistance to PVY in these recombinants indicated that the Ryadg could be located between M6 and M45 markers, or near of this region. By using the M45 and RySC3 markers in a population of 251 accessions of S. tuberosum ssp andigena, this work found that only the Pisha Milpo accession was positive for these markers, and also for the M6 marker. Subsequently, was confirmed their identity as S. tuberosum ssp andigena using a chloroplast marker and microsatellites. Finally, the greenhouse evaluation confirms the PVY resistance in Pisha Milpo accession. Keywords: PVY, S. tuberosum ssp andigena, Ryadg, resistance, molecular markers

La resistencia extrema al virus PVY es controlada por los genes Ry y es efectiva contra todas las cepas a diferencia de la resistencia hipersensitiva, la cual es específica para una determinada cepa. En Solanum tuberosum ssp andigena, el responsable de esta resistencia es el gen Ryadg localizado en el cromosoma XI. El presente trabajo tiene como objetivo caracterizar a nivel molecular la región del cromosoma XI donde se localiza el gen Ryadg que confiere resistencia al virus PVY con la finalidad de identificar marcadores moleculares estrechamente ligados al gen, así como el ordenamiento y la distancia de estos en esta región, y aplicar estos marcadores en la identificación de nuevas fuentes de resistencia a este virus en el germoplasma de Solanum tuberosum ssp andigena. La progenie segregante evaluada para determinar el orden y la distancia de los marcadores RySC3, M45 y M6 fue obtenida al cruzar la variedad Costanera, resistente a PVY por poseer el gen Ryadg en dosaje simplex, y la variedad susceptible LBr-43. Los tres marcadores evaluados segregaron en la progenie en la proporción 1:1, lo cual confirma el dosaje alélico de Ryadg de Costanera. De 1089 plantas evaluadas, se obtuvieron cuatro individuos recombinantes para los tres marcadores evaluados y se obtuvo que el orden más probable de estos marcadores es M6 flanqueado por RySC3 (a una distancia de 0,18 cM) y por M45 (a una distancia de 0,18 cM). La evaluación de la resistencia a PVY en los recombinantes indicó que el gen Ryadg se podría localizar entre los marcadores M6 y M45, o muy cercano a esta región. Al utilizar los marcadores M45 y RySC3 en una población de 251 entradas nativas de S. tuberosum ssp andigena, se encontró que solo la entrada Pisha Milpo es positiva para estos dos marcadores, y también al marcador M6. Posteriormente, se comprobó su identidad como S. tuberosum ssp andigena utilizando un marcador de cloroplasto y marcadores microsatélites. Finalmente, la evaluación en invernadero confirmó la resistencia a PVY en Pisha Milpo. Palabras claves: PVY, S. tuberosum ssp andigena, Ryadg, resistencia, marcadores moleculares / --- Extreme resistance to PVY virus is controlled by Ry genes and is effective against all strains in contrast to hypersensitive resistance, which is specific to a particular strain. In Solanum tuberosum ssp andigena, the responsible for this resistance is Ryadg gene located in the chromosome XI. This work aims to characterize at molecular level the region of chromosome XI where the gene Ryadg, that confers resistance to PVY, is located in order to identify molecular markers closely linked to this gen, the order and distance of these in this region and apply these markers in identifying new sources of resistance to PVY in the germplasm of Solanum tuberosum ssp andigena. Segregating progeny evaluated to determine the order and distance of the RySC3, M45 y M6 markers was obtained cross the Costanera variety, PVY resistant to possess the Ryadg gene in simplex dosage, and the susceptible variety LBr-43. The three markers evaluated in the progeny segregated in a 1:1 ratio, confirming the Ryadg allelic dosage of Costanera. Of 1089 evaluated were obtained four recombinant individuals for all three markers assessed and the most likely order of these markers is M6 flanked by RySC3 (to 0,18 cM) and M45 (to 0,18 cM). Evaluation of resistance to PVY in these recombinants indicated that the Ryadg could be located between M6 and M45 markers, or near of this region. By using the M45 and RySC3 markers in a population of 251 accessions of S. tuberosum ssp andigena, this work found that only the Pisha Milpo accession was positive for these markers, and also for the M6 marker. Subsequently, was confirmed their identity as S. tuberosum ssp andigena using a chloroplast marker and microsatellites. Finally, the greenhouse evaluation confirms the PVY resistance in Pisha Milpo accession. Keywords: PVY, S. tuberosum ssp andigena, Ryadg, resistance, molecular markers / Tesis

Al exponer el tubérculo de papa a temperaturas inferiores a los 7 °C, ocurre lo que se conoce como “endulzamiento por frío”. Este daño fisiológico, es la principal causa de rechazo de lotes de papa serrana para la industria, consiste en la acumulación de azúcares reductores (glucosa y fructosa) como resultado de la sucesiva degradación del almidón y sus componentes. Para ver la calidad de una papa almacenada en frío, sus niveles de azúcar deberán incrementarse en lo mínimo o no variar, para no perder su potencial como producto agroindustrial, caso contrario serviría para el procesamiento solo después de la cosecha. Por ello en el presente trabajo de tesis se seleccionó cultivares nativos de papa tolerantes al endulzamiento en frío, mediante su análisis fenotípico, bioquímico y molecular. Esto se desarrolló en las instalaciones del Centro Internacional de la Papa (CIP), en los laboratorios de Procesamiento, Fisiología y de Biología Molecular de la División de mejoramiento de cultivos. Se trabajó con 40 cultivares de papas nativas, seleccionadas anteriormente por su calidad de fritura teniendo como referente la relación entre: materia seca, fritura y azúcares reductores. / When potato tubers are exposed to temperatures lower than 7 °C, a process known as “Low Temperature Sweetening” takes place. This physiological damage involves the accumulation of the reducing sugars (glucose and fructose) as a result of successive degradation of the starch and its components, and is the principal reason native potato crops are rejected by industry. To maintain its potential as an agroindustrial product, a potato should be processed quickly (before sugars can accumulate) or be cold tolerant so if cold stored, will not change its levels of sugars much. To address this issue, the present thesis work selected native cultivars of potato resistant to cold induced sweetening, and characterized them phenotypically, biochemically, and genetically. This was done at the International Potato Research Institute (CIP), in the laboratories of the Processing, Physiology, and Molecular Biology Division of the department of Germplasm Improvement. There were 40 varieties of native potatoes, selected previously for their frying quality, dry matter content, and reducing sugar content.

Al exponer el tubérculo de papa a temperaturas inferiores a los 7 °C, ocurre lo que se conoce como “endulzamiento por frío”. Este daño fisiológico, es la principal causa de rechazo de lotes de papa serrana para la industria, consiste en la acumulación de azúcares reductores (glucosa y fructosa) como resultado de la sucesiva degradación del almidón y sus componentes. Para ver la calidad de una papa almacenada en frío, sus niveles de azúcar deberán incrementarse en lo mínimo o no variar, para no perder su potencial como producto agroindustrial, caso contrario serviría para el procesamiento solo después de la cosecha. Por ello en el presente trabajo de tesis se seleccionó cultivares nativos de papa tolerantes al endulzamiento en frío, mediante su análisis fenotípico, bioquímico y molecular. Esto se desarrolló en las instalaciones del Centro Internacional de la Papa (CIP), en los laboratorios de Procesamiento, Fisiología y de Biología Molecular de la División de mejoramiento de cultivos. Se trabajó con 40 cultivares de papas nativas, seleccionadas anteriormente por su calidad de fritura teniendo como referente la relación entre: materia seca, fritura y azúcares reductores. / When potato tubers are exposed to temperatures lower than 7 °C, a process known as “Low Temperature Sweetening” takes place. This physiological damage involves the accumulation of the reducing sugars (glucose and fructose) as a result of successive degradation of the starch and its components, and is the principal reason native potato crops are rejected by industry. To maintain its potential as an agroindustrial product, a potato should be processed quickly (before sugars can accumulate) or be cold tolerant so if cold stored, will not change its levels of sugars much. To address this issue, the present thesis work selected native cultivars of potato resistant to cold induced sweetening, and characterized them phenotypically, biochemically, and genetically. This was done at the International Potato Research Institute (CIP), in the laboratories of the Processing, Physiology, and Molecular Biology Division of the department of Germplasm Improvement. There were 40 varieties of native potatoes, selected previously for their frying quality, dry matter content, and reducing sugar content.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Las papas nativas constituyen el patrimonio genético de las generaciones presentes y futuras, es fuente de alimentación y seguridad alimentaria del mundo. Con el objetivo de evaluar la diversidad genética de papas nativas (Solanum spp.) de los distritos de Tambo y Anco de la provincia La Mar, se colectaron 50 cultivares procedentes del distrito de Tambo ubicado entre las altitudes de 3920 y 4047metros y, el distrito de Anco entre las altitudes de 3751 y 3984 metros. Se evaluó morfológicamente utilizando los descriptores de la “Guía para las caracterizaciones morfológicas básicas en colecciones de papas nativas del Centro Internacional de la Papa” y, molecularmente empleando el polimorfismo en la longitud de fragmentos amplificados (AFLP). En la caracterización morfológica, utilizando algoritmos de UPGMA se determinó alta diversidad morfológica de los cultivares de papas nativas estudiadas y en el análisis de coordenadas principales, de los 28 descriptores morfológicos estudiados, los descriptores del tubérculo y del brote fueron poderosos y más informativos que otros descriptores para estudiar la diversidad morfológica. En el cálculo del índice estomático según la prueba de Tukey, se determinó diferencias estadísticamente significativas entre los promedios de los índices estomáticos de los cultivares en estudio. En el análisis molecular por AFLP, la digestión enzimática del ADN se realizó utilizando EcoRI y MseI. La combinación de los primersE38 – M49 y E37 – M50 fueron los más informativos obteniendo un índice de contenido polimórfico de 0,39 y 0,38. La lectura de la presencia o ausencia de bandas polimórficas de los morfotipos evaluados empleando el coeficiente de similitud Simple Matching y el análisis de agrupamiento según el algoritmo UPGMA originó un dendrograma con un índice de correlación cofenética de r= 0,7. El dendrograma con un coeficiente de similitud de 0,68 agrupó a los cultivares de papas nativas en 11 grupos y no se encontró cultivares duplicados a pesar de tener algunas características morfológicas semejantes. / Tesis

Evalúa la eficacia del ensayo molecular HRM (High Resolution Melting; en español, análisis de curvas de disociación de alta resolución) para la detección del número de copias del alelo resistente del gen Ryadg. Para lo cual se analizaron dos poblaciones resultantes del cruce de genotipos con distinto número de copias del alelo resistente del gen Ryadg: la población CT y la población TL. Se realizó el ensayo HRM con la sonda y los iniciadores diseñados a partir de las secuencias de los alelos del marcador molecular M6. Finalmente, se utilizó la prueba de bondad de ajuste del chi-cuadrado para comprobar que la segregación observada del alelo resistente del gen Ryadg, corresponde a la segregación esperada. El ensayo HRM diferencia los alelos susceptibles y resistentes del locus Ryadg, representados por dos picos bien definidos. Además, se distinguen cuatro genotipos: simplex, dúplex, triplex y nuliplex. Se esperaba que la segregación observada coincida con la teórica esperada; sin embargo, la prueba del chicuadrado indica que los resultados no se ajustan a esta segregación. Esta discrepancia podría ser explicada por un efecto adverso sobre el desarrollo de la planta, causado por la acumulación del número de copias del alelo resistente del gen Ryadg. En conclusión, el ensayo HRM es eficaz para la detección del número de copias del alelo resistente del gen Ryadg. / Tesis

El genotipo doble monoploide DM1-351644 de Solanum tuberosum Grupo phureja (DM) desarrollado por la Universidad de Virginia fue secuenciado por el Consorcio de Secuenciamiento del Genoma de la Papa (PGSC) en el Instituto de Genómica de Beijing teniendo como resultado una gran cantidad de super-scaffolds con posición genómica desconocida. Con el fin de contribuir a la orientación y posicionamiento de estos super-scaffolds se construyó un mapa genético. En este trabajo, se analizaron 100 nuevos marcadores microsatélites diseñados por el PGSC, de los cuales 37 marcadores se lograron posicionar en 12 grupos de ligamiento. Debido a la utilización de microsatélites con posición cromosómica conocida se pudo asignar estos grupos de ligamiento a los 12 cromosomas específicos de la papa. Con estos marcadores posicionados se pudieron ubicar 37 super-scaffolds, contribuyendo al conocimiento del orden de las secuencias genómicas con posición cromosómica desconocida productos del secuenciamiento del genoma de DM. El conocimiento del genoma será una herramienta importante para ser utilizada en los futuros programas de mejoramiento. Palabras claves: PGSC, super-scaffolds, microsatélites, polimofismo, segregación, distorsión, mapa genético. / --- A doubled monoploid DM1-351644 of Solanum tuberosum Grupo phureja (DM) developed by the University of Virginia was sequenced by the Potato Genome Sequencing Consortium (PGSC) at the Beijing Genomics Institute resulted in a lot of super-scaffolds with unknown genomic position. ´ In order to contribute to the orientation and positioning of these super-scaffolds, a genetic map was constructed. In this study, we analyzed 100 new microsatellite markers designed by PGSC, which 37 markers were achieved position in 12 linkage groups. Due to the use of microsatellites with known chromosomal position, these linkage groups could be assigned to the 12 specific chromosomes of potato. With these markers 37 super-scaffolds could be located, contributing to the knowledge of the order of genomic sequences from DM with unknown chromosomal position. The knowledge of the genome will be an important tool to be used in future breeding programs. Key words: PGSC, super-scaffolds, microsatellite, polymorphism, segregation, distortion, genetic map. / Tesis