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 / 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

Se realizaron estudios comparativos de sintomatología en plantas indicadoras, relaciones serológicas y relaciones moleculares de los PVS, PVM, PLV y PVP pertenecientes al género Carlavirus y que afectan al cultivo de la papa. Los rangos de infección en plantas indicadoras mostraron sintomatología variable desde el más amplio para PLV y los más estrechos para PVS, PVP y PVM. PVS infectó a Chenopodium quinoa de manera sistémica, mientras otros virus como PVM ocasionaron una infección local, en cambio PLV se mostró asintomático o no infección como PVP. Lycopersicon esculentum resultó ser una planta susceptible solamente a la infección con PVM, siendo la única característica que lo diferencia del PVP, en cambio PLV infectó a plantas poco comunes entre los Carlavirus como Physalis floridana, Nicotiana rustica y N. glutinosa. La reacciones heterólogas con anticuerpos policlonales (PAbs) no mostraron una relación serológica en DAS-ELISA entre los cuatro Carlavirus estudiados, pero sí una reactividad cruzada entre PVM y PVP en NCM-ELISA. Mediante PCR usando el iniciador universal Carla-U se amplificó regiones conservadas del gen 11k de los cuatro virus estimando productos comprendidos entre 100 a 200 bp. Los iniciadores específicos diseñados a partir de la cápside proteica de los virus PVS, PVM y PLV mostraron alta especificidad para cada uno de los virus. Igualmente los productos amplificados obtenidos y que se usaron como sondas no mostraron reacciones cruzadas entre ellas. Es el primer reporte de la secuencia del gen 11k de PVP la cual presentó una alta identidad con PVSA (variante andina) (70,9%). El nivel de identidad de los Carlavirus para el gen 11k resultó ser más baja (entre 24% y 41%) que la presentada al nivel de la región que codifica la proteína de la cápside (entre 25% y 79,4%). El análisis de secuencia que codifica la proteína de la cápside de los cuatro virus en relación con otros miembros del grupo mostraron que el aislamiento de PVS-CIP (peruano) corresponde a la variante andina (PVSA), y que la especie de PVM-CIP (peruano) presentó mayor identidad con el aislamiento “Idaho” (95,8%) (USA) que con aislamientos de Europa y Asia. Asimismo, PVSA presentó alta identidad con PLV-CIP y PRDV (virus del enanismo rugoso de la papa) (54,8% y 72% respectivamente) más no con PVSO (variante ordinaria)sugiriendo que estas dos nuevas especies podrían tener como antecesor común o mayor cercanía a PVSA. PRDV y PLV-CIP presentaron una identidad de 60,2% sugiriendo que estos dos nuevos virus, aún denominadas como tentativas del género Carlavirus por el Comité Internacional de Taxonomía (ICTV), sean consideradas como especies definitivas. La mayor incidencia encontrada en muestreos dentro del banco del germoplasma del CIP fue para PVS (49%) seguido por PLV (13,7%), PVM (8,7%) y PVP (5,13%). No fue posible la recuperación de algún aislamiento de PLV a partir de estos muestreos. En conclusión, basado en los resultados moleculares, PVP y PLV deberían ser considerados definitivamente en el género Carlavirus. Empleando una mezcla de PAbs en DAS-ELISA y una “polisonda” en NASH se logró la detección simultáneamente de los cuatro virus, lo cual reduce costos y tiempo cuando ambas pruebas son empleadas individualmente. / --- The relationship among four Carlaviruses species such as potato virus S, M, P (PVS, PVM, PVP) and potato latent virus (PLV Syn. Red LaSoda Virus) affecting potato crop were studied using three criteria: Biological (symptomatology in host plants), serological and molecular relationships. Symptomlogically, PLV infected a wider range of host plants than PVS, PVM and PVP. Virus PVS caused a systemic infection to Chenopodium quinoa plants while other members caused a local infection (PVM), symptomless infection (PLV) and not infection (PVP) in that plant. Lycopersicon esculentum was the only host plant that get infected with PVM, in the other hand infection with PLV was generally symptomless and found in plants that are uncommon for the Carlavirus genera like Physalis floridana, Nicotiana rustica and N. glutinosa. PVP and PVM caused a similar range of infection in host plants. Serologically PVS, PVM, PLV and PVP were evaluated using double antibody sandwich enzyme-linked immnosorbent assay (DAS-ELISA). This test did not show a relevant relationship or cross-reactions, it is probably because of the high specificity of DAS-ELISA (Koenig, 1978), there was only an exception when PVS antibody cross-reacted with CVB (Chrysanthemum Virus B). This, however, did not seem to be equal when the same viruses were evaluated on indirect NCM-ELISA test where a weak cross-reaction was observed between PVM and PVP. Molecularly, primer carla-uni (Badge et al., 1996) has been shown to be a primary tool for Carlaviruses when RT-PCR was carried out on PVS, PVM, PLV and PVP, and usually gives a PCR product of about 120 bp in all four viruses. Specific primers designed to amplifying the coat protein sequence for PVS, PLV and PVM have shown a total specificity, maybe because of the low homology in this region. These three PCR products were cloned, then used to develop probes and finally tested in Nucleic Acid Spot Hybridization (NASH), so that specificity was confirmed because the probes hybridized only with their complementary pathogens. These specific probes were combined to form “Polyprobe” to achieve a simultaneous detection of PVS, PVM and PLV in a radioactive and no radioactive NASH tests. The successfully developed assay was tested with material that was processed from both in greenhouse and field in order to detect these three viruses. This is the first report of the partial sequence of 11k gene of PVP, which shown high homology with the same region of PVSA (70,9%). Nucleotides identity among Carlavirus 11k gene (between 24 and 41%) was lower than the one among coat protein regions (between 25 and 79,4 %). Alignments of the partial coat protein showed clearly that PVS-CIP was identical to PVSA (91%), while PVM-CIP was identitcal to PVM “Idaho” (95,8%) and PLV showed a high similarity with PVM-CIP (64,7%.) PVS showed the highest incidence (49%), then PLV (13,7%), PVM (8,7%) and the lowest PVP (5,13%) in the native Andean cultivar collection maintained at CIP. In conclusion, all these pathogens can be classified as distinct Carlavirus members, according to their biological, serological and molecular traits. Furthermore, this work showed modifications of standard detection tests like simultaneous detections in order to simplify the technique and reduce costs and time.

Se realizaron estudios comparativos de sintomatología en plantas indicadoras, relaciones serológicas y relaciones moleculares de los PVS, PVM, PLV y PVP pertenecientes al género Carlavirus y que afectan al cultivo de la papa. Los rangos de infección en plantas indicadoras mostraron sintomatología variable desde el más amplio para PLV y los más estrechos para PVS, PVP y PVM. PVS infectó a Chenopodium quinoa de manera sistémica, mientras otros virus como PVM ocasionaron una infección local, en cambio PLV se mostró asintomático o no infección como PVP. Lycopersicon esculentum resultó ser una planta susceptible solamente a la infección con PVM, siendo la única característica que lo diferencia del PVP, en cambio PLV infectó a plantas poco comunes entre los Carlavirus como Physalis floridana, Nicotiana rustica y N. glutinosa. La reacciones heterólogas con anticuerpos policlonales (PAbs) no mostraron una relación serológica en DAS-ELISA entre los cuatro Carlavirus estudiados, pero sí una reactividad cruzada entre PVM y PVP en NCM-ELISA. Mediante PCR usando el iniciador universal Carla-U se amplificó regiones conservadas del gen 11k de los cuatro virus estimando productos comprendidos entre 100 a 200 bp. Los iniciadores específicos diseñados a partir de la cápside proteica de los virus PVS, PVM y PLV mostraron alta especificidad para cada uno de los virus. Igualmente los productos amplificados obtenidos y que se usaron como sondas no mostraron reacciones cruzadas entre ellas. Es el primer reporte de la secuencia del gen 11k de PVP la cual presentó una alta identidad con PVSA (variante andina) (70,9%). El nivel de identidad de los Carlavirus para el gen 11k resultó ser más baja (entre 24% y 41%) que la presentada al nivel de la región que codifica la proteína de la cápside (entre 25% y 79,4%). El análisis de secuencia que codifica la proteína de la cápside de los cuatro virus en relación con otros miembros del grupo mostraron que el aislamiento de PVS-CIP (peruano) corresponde a la variante andina (PVSA), y que la especie de PVM-CIP (peruano) presentó mayor identidad con el aislamiento “Idaho” (95,8%) (USA) que con aislamientos de Europa y Asia. Asimismo, PVSA presentó alta identidad con PLV-CIP y PRDV (virus del enanismo rugoso de la papa) (54,8% y 72% respectivamente) más no con PVSO (variante ordinaria)sugiriendo que estas dos nuevas especies podrían tener como antecesor común o mayor cercanía a PVSA. PRDV y PLV-CIP presentaron una identidad de 60,2% sugiriendo que estos dos nuevos virus, aún denominadas como tentativas del género Carlavirus por el Comité Internacional de Taxonomía (ICTV), sean consideradas como especies definitivas. La mayor incidencia encontrada en muestreos dentro del banco del germoplasma del CIP fue para PVS (49%) seguido por PLV (13,7%), PVM (8,7%) y PVP (5,13%). No fue posible la recuperación de algún aislamiento de PLV a partir de estos muestreos. En conclusión, basado en los resultados moleculares, PVP y PLV deberían ser considerados definitivamente en el género Carlavirus. Empleando una mezcla de PAbs en DAS-ELISA y una “polisonda” en NASH se logró la detección simultáneamente de los cuatro virus, lo cual reduce costos y tiempo cuando ambas pruebas son empleadas individualmente. / The relationship among four Carlaviruses species such as potato virus S, M, P (PVS, PVM, PVP) and potato latent virus (PLV Syn. Red LaSoda Virus) affecting potato crop were studied using three criteria: Biological (symptomatology in host plants), serological and molecular relationships. Symptomlogically, PLV infected a wider range of host plants than PVS, PVM and PVP. Virus PVS caused a systemic infection to Chenopodium quinoa plants while other members caused a local infection (PVM), symptomless infection (PLV) and not infection (PVP) in that plant. Lycopersicon esculentum was the only host plant that get infected with PVM, in the other hand infection with PLV was generally symptomless and found in plants that are uncommon for the Carlavirus genera like Physalis floridana, Nicotiana rustica and N. glutinosa. PVP and PVM caused a similar range of infection in host plants. Serologically PVS, PVM, PLV and PVP were evaluated using double antibody sandwich enzyme-linked immnosorbent assay (DAS-ELISA). This test did not show a relevant relationship or cross-reactions, it is probably because of the high specificity of DAS-ELISA (Koenig, 1978), there was only an exception when PVS antibody cross-reacted with CVB (Chrysanthemum Virus B). This, however, did not seem to be equal when the same viruses were evaluated on indirect NCM-ELISA test where a weak cross-reaction was observed between PVM and PVP. Molecularly, primer carla-uni (Badge et al., 1996) has been shown to be a primary tool for Carlaviruses when RT-PCR was carried out on PVS, PVM, PLV and PVP, and usually gives a PCR product of about 120 bp in all four viruses. Specific primers designed to amplifying the coat protein sequence for PVS, PLV and PVM have shown a total specificity, maybe because of the low homology in this region. These three PCR products were cloned, then used to develop probes and finally tested in Nucleic Acid Spot Hybridization (NASH), so that specificity was confirmed because the probes hybridized only with their complementary pathogens. These specific probes were combined to form “Polyprobe” to achieve a simultaneous detection of PVS, PVM and PLV in a radioactive and no radioactive NASH tests. The successfully developed assay was tested with material that was processed from both in greenhouse and field in order to detect these three viruses. This is the first report of the partial sequence of 11k gene of PVP, which shown high homology with the same region of PVSA (70,9%). Nucleotides identity among Carlavirus 11k gene (between 24 and 41%) was lower than the one among coat protein regions (between 25 and 79,4 %). Alignments of the partial coat protein showed clearly that PVS-CIP was identical to PVSA (91%), while PVM-CIP was identitcal to PVM “Idaho” (95,8%) and PLV showed a high similarity with PVM-CIP (64,7%.) PVS showed the highest incidence (49%), then PLV (13,7%), PVM (8,7%) and the lowest PVP (5,13%) in the native Andean cultivar collection maintained at CIP. In conclusion, all these pathogens can be classified as distinct Carlavirus members, according to their biological, serological and molecular traits. Furthermore, this work showed modifications of standard detection tests like simultaneous detections in order to simplify the technique and reduce costs and time.