El tizón tardío causado por el oomiceto Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, es la enfermedad más seria y devastadora en cultivos de papa alrededor del mundo. Aparte del uso de fungicidas, el uso de variedades resistentes es otro método para la protección de los cultivos contra esta enfermedad. Las especies silvestres de papa han demostrado ser una fuente continua de resistencia al tizón tardío en muchos programas de mejoramiento. Esta resistencia está controlada por genes R los cuales son fácilmente superados por razas nuevas de P. infestans, y/o por un número desconocido de genes que expresan un tipo cuantitativo de resistencia el cual podría ser más durable. Con el objetivo de caracterizar la resistencia a tizón tardío, 57 genotipos de una progenie diploide PCS1, originada del cruce entre Solanum paucissectum Ochoa 762126.227 (R) con S. paucissectum 762124.236 (S) fue analizada por medio de marcadores moleculares.La primera parte de la tesis estuvo enfocada en la evaluación de la técnica del perfil NBS (sitio de unión nucleotídica), estrategia basada en PCR (reacción en cadena de la polimerasa) que eficientemente reconoce regiones cromosómicas que contienen genes R y análogos de genes R (RGAs) y al mismo tiempo produce marcadores polimórficos en estos genes. Los porcentajes de polimorfismo medio detectado al usar RsaI y HaeIII como enzimas de restricción fueron 11% y 8%, respectivamente. El número promedio de polimorfismo por combinación de iniciador-enzima fue igual a 5, con un rango que va desde 3 a 13 bandas polimórficas. Los resultados indican que el perfil NBS proporciona un medio efectivo para identificar polimorfismo en papa.La segunda parte se encontró enfocada en la evaluación de regiones genómicas responsables para resistencia a tizón tardío. La familia PCS1 fue analizada con 15 marcadores de ADN conocidos por estar ligados a QTL (locus de carácter cuantitativo) para resistencia en el genoma de la papa. Los fragmentos de ADN específicos basados en PCR fueron probados por asociación con este carácter cuantitativo analizado. Dos marcadores significativamente ligados a QTL para resistencia a P. infestans fueron encontrados en los cromosomas V y XI en la progenie PCS1. / --- Late blight caused by the oomycete Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, is the most serious and devastating disease of potato production worldwide. Beside fungicides, the use of resistance varieties is another strategy to protect potato production against this disease. Wild potato species have proven to be a source of resistance to late blight used by much breeding programs. This resistance is controlled by R genes which may be easily overcome by new races of P. infestans, and/or by an unknown number of genes resulting in a quantitative type of resistance which may be more durable. With the goal of characterizing resistance to late blight, 57 genotypes of a PCS1 diploid offspring originated from cross among Solanum paucissectum Ochoa 762126.227 (R) with S. paucissectum 762124.236 (S) it was analyzed by means of molecular markers.The first part of the thesis focused on the evaluation of the NBS profiling technique, a strategy based on PCR (polymerase chain reaction) that efficiently it recognizes chromosomal regions containing R genes or R genes analogs (RGAs). At the same time it produces polymorphic markers for this gene. Mean polymorphic rates detected using RsaI and HaeIII as restriction enzymes were 11% and 8%, respectively. Mean number of polymorphisms per enzyme-primer combination was equal to 5, ranging from 3 to 13 polymorphic bands. Our results indicate that NBS profiling provides an effective means to identify polymorphism in potato.The second part of the thesis focused on the evaluation of genomic regions responsible for resistance to late blight. PCS1 family was genotyped with 15 DNA markers known to be linked to QTL (quantitative trait locus) for resistance on potato genome. Specific DNA fragments based on PCR were tested for association with this analyzed quantitative character. Two markers significantly linked to QTL for resistance to P. infestans were found on chromosomes V and XI in the PCS1 progeny.

Dentro de la gama de especies de la selva peruana, se encuentran caracoles terrestres de la familia Megalobulimidae (Mollusca, Gastropoda), entre las que destacan Megalobulimus popelairianus, Megalobulimus huascari y Megalobulimus capillaceus, que tienen importancia económica por las propiedades nutricionales de su carne y cosméticas de su baba. Este trabajo tuvo por objetivo principal desarrollar perfiles de ADN de los Megalobulimidae de San Martín, que hagan posible su reconocimiento a nivel específico y estudiar su salud genético poblacional mediante la diversidad genética, todo ello para garantizar su uso sustentable y eventualmente certificar a estas especies en el biocomercio peruano. Se evaluaron 65 muestras biológicas que fueron colectadas en septiembre de 2007 y enero, febrero y marzo de 2008. Se realizó la extracción de ADN con el método del CTAB y cloroformo, alcohol-isoamílico a partir de tejido muscular de pie. Se amplificaron y secuenciaron regiones de los genes rRNA y Citrocromo C oxidasa subunidad I (COI) del genoma mitocondrial con primers internos y universales, respectivamente. Las secuencias de ADN fueron alineadas, caracterizadas, se determinó la calidad de los datos, distancias genéticas, diversidad genética, se realizó la reconstrucción filogenética con NJ, MP, ML e BI y se analizaron los perfiles de ADN. La tasa de éxito de amplificación del COI fue inferior a la del rRNA. Sorprendentemente, las 31 secuencias de ADN de M. capillaceus no mostraron ninguna variante genética. Los ejemplares de difícil identificación entre M. huascari y M. popelairianus (rotulados como Megalobulimus spp.) mostraron bajos valores de divergencia genética (menores al 2%) con M. huascari, además que formaron grupos monofiléticos estadísticamente bien sustentados con el gen COI con todos los métodos utilizados. Las filogenias con el rRNA fueron poco concluyentes y variaron según las metodologías. Los datos combinados de ambos genes arrojaron árboles filogenéticos no resueltos. La carencia de diversidad genética de M. capillaceus, que muy probablemente haya sido producida por la sobreexplotación, pone en riesgo su supervivencia como especie. / Among the great variety of species from the Peruvian Amazon forest are the land snails of the family Megalobulimidae (Mollusca, Gastropoda), among them are Megalobulimus popelairianus, Megalobulimus huascari y Megalobulimus capillaceus, that have economic importance for both the nutritional properties of their meat and cosmetic properties of their slime. The main goal of this research was to develop DNA profiles of the Megalobulimidae land snails from San Martin, to allow their recognition at specific level, and to study their population genetic health through the genetic diversity, in order to guarantee their sustainable use and eventually to certify these species in Peruvian biotrade. The biological samples were collected in September of 2007 and January, February and March of 2008. The total DNA extraction was carried out by a CTAB protocol, with chloroform-isoamílic alcohol, from foot muscle tissue of 65 snails. Fragments of the genes rRNA and Cytochrome C oxidase subunit I (COI) of the mitochondrial genome were amplified and sequenced, using internal and universal primers, respectively. DNA sequences were aligned, characterized, determined the data quality, genetic distances, genetic diversity; the phylogenetic reconstruction was performed with NJ, MP, ML and BI; DNA profiles were analyzed. COI amplification rate was lower than the rRNA one. Surprisingly, the 31 DNA sequences of M. capillaceus did not show any genetic variant. Low values of genetic divergence (lower than 2%) between M. huascari and Megalobulimus spp. in both genes were found, besides, they were in a monophyletic group, with robust statistical support for the COI marker. 16S rRNA phylogenies were inconclusive and varied according to the methodologies. The combined data showed unresolved phylograms. M. capillaceus did not show genetic diversity, probably as a result of over hunting, which could threaten its survival as a species.

La variabilidad genética en una muestra poblacional de 49 individuos no emparentados de la provincia de Andahuaylas, fue analizada con los marcadores microsatélites TPOX y TH01 mediante la técnica de PCR múltiplex. Los amplificados fueron separados mediante electroforesis en geles de poliacrilamida y visualizados por tinción con nitrato de plata. Ambos loci resultaron polimórficos, con 5 alelos en cada loci, y se encontraron en equilibrio de Hardy-Weinberg. La heterocigosidad de los loci TPOX y TH01 presentaron valores bajos en comparación con lo reportado en otras poblaciones mundiales; lo cual determinó que la variabilidad genética de la población estudiada, medida por la heterocigosidad promedio por locus, resultara baja. Se estimaron valores de FST como medida de subdivisión poblacional en ambos loci, entre la muestra poblacional de Andahuaylas y poblaciones caucásicas, asiáticas, africanas, oceánicas y algunas relacionadas, en cuanto su origen, a la muestra poblacional estudiada. No se encontró subdivisión genética con la muestra poblacional peruana de Mesa Redonda (Tito y col., 2004) en los loci TPOX y TH01, ni con una muestra poblacional de hispanos residentes en Estados Unidos reportada por Budowle y col. (1999) y la población Mapuche de Argentina (Tourret y col., 1999) en el locus TPOX. Se corroboró una fuerte correlación genética con la población de Mesa Redonda mediante el análisis de las distancias genéticas de Reynolds representadas en un árbol filogenético neighbor-joining. / ---A population study in a sample of 49 unrelated individuals from the Province of Andahuaylas (Southern Peru) was carried out using the TPOX and TH01 STRs markers, in order to estimate their level of genetic variability. The two loci were typified by PCR multiplex. The PCR products were separated by electrophoresis on gel polyacrylamide and visualized by silver staining. Both loci were polymorphic, with 5 alleles each one, and met Hardy-Weinberg expectations. In both loci, the heterozygosity showed values that were low in comparison with world populations. The genetic variability of the Andahuaylas population, measured as the average heterozygosity per locus, was low. FST were calculated as a measure of population subdivision, between the Andahuaylas population and others world populations, in both loci. No appreciable genetic subdivision was found with the Peruvian Mesa Redonda Lima population (Tito et al., 2004) in both loci, and in the TPOX locus with a sample of Hispanic population from United States reported by Budowle et al. (1999) and The Mapuche population from Argentina (Tourret et al., 1999). The Reynolds’ distances represented in a neighbor-joining tree confirmed the great genetic correlation with Mesa Redonda Lima population.

En el presente trabajo se estudió una muestra poblacional de ascendencia puneña, detectando su variabilidad genética a través de los marcadores microsatélites STR del Cromosoma Y: DYS390, DYS391 y DYS392 utilizando la técnica de amplificación Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR). Al comparar las frecuencias alélicas obtenidas con lo publicado a nivel mundial para la Población Amerindia, se encontraron diferencias significativas para el STR DYS392. Utilizando los datos publicados en la literatura se diseñaron dos cuadros de frecuencias haplotípicas poblacionales, uno a nivel de ocho poblaciones sudamericanas y otro de poblaciones a nivel mundial (tabla 16); mediante estos cuadros se ha encontrado que de las poblaciones sudamericanas la población de Puno estaría ubicada con las otras dos poblaciones peruanas, una de Arequipa y la segunda de Tayacaja trabajadas en la referencia, manteniéndose en nuestras poblaciones una distinción a nivel de Sudamérica. En el análisis con las diferentes poblaciones mundiales, la población puneña tendría mayor similitud genética con las poblaciones asiáticas, dándonos una muy buena correlación con la teoría acerca de la migración de los primeros hombres al continente americano así como de la conservación de caracteres genéticos de esta población. / --- In this work one Puno population sample was studied by the PCR (Polymerase Chain Reaction) amplification technique to detect the genetic variability of Y Chromosome STRs Markers DYS390, DYS391 and DYS392. These were compared with alleles frequencies with closest populations reported (Amerindian Population), the results show significant differences for the DYS392 STR. In addition two tables of population haplotype frequencies were constructed to compare South American populations with our Puno population and the other to compare with world-wide populations. The Puno population fits with the other peruvian populations studied (Arequipa and Tayacaja) keeping its distinction in South America. When compared with world-wide populations, the Puno population is similar with the Asiatic populations showing good correlation with the theories of human migration for peopling of the Americas as well as the conservation of genetic characters in this population.

El tizón tardío, causado por el oomiceto Phytophthora infestans, es la enfermedad más devastadora que ataca a la papa alrededor del mundo. La resistencia horizontal a tizón tardío, controlada por QTLs, es la de mayor uso en los programas de mejoramiento convencional debido a su mayor durabilidad. Mediante la detección de 8 QTLs que determinan este tipo de resistencia, ésta ha sido caracterizada en una población diploide (PD), que proviene del cruce entre Solanum phureja (phu) (CHS-625) (2n=2x=24) (P) x Solanum tuberosum dihaploide (dih-tbr) (PS-3) (n=2x=24) (D). El QTL del cromosoma XII del parental dih-tbr fue reportado como el más importante de los detectados debido a su gran contribución a la resistencia y a su asociación con marcadores ligados a genes que intervienen en rutas bioquímicas de defensa. Cuatro marcadores AFLP ligados al QTL tbr-XII fueron seleccionados para su conversión en marcadores de secuencia específica con el objetivo de facilitar su detección a gran escala en poblaciones segregantes. La técnica de PCR inversa (i-PCR) fue implementada como estrategia para la búsqueda de polimorfismo. Se desarrolló un marcador SCAR y un marcador CAPS para dicho QTL mediante i-PCR. Los otros dos marcadores SCAR fueron obtenidos directamente de la secuencia AFLP. La similitud de los patrones de segregación de los marcadores AFLP originales y los marcadores de secuencia específica obtenidos indica que éstos pueden ser empleados para detectar y/o acelerar la introgresión del QTL tbr-XII en variedades cultivadas. Adicionalmente, se secuenciaron 8 marcadores AFLP que podrían ser útiles para el diseño de marcadores de fácil uso / ---Late blight (LB) caused by the oomycete Phytophthora infestans, is the most severe potato disease worldwide. Horizontal resistance to late blight, governed by QTLs, is the most used in breeding programs because of its longer durability, and it has been characterized in a 2x Solanum population (PD) resulted from a cross between Solanum phureja (phu) (CHS-625) (2n=2x=24) (P) x Solanum tuberosum dihaploide (dih-tbr) (PS-3) (n=2x=24) (D). Eight QTL were detected by interval mapping methods. The QTL at chromosome XII of dihaploid S. tuberosum was reported as the most important one detected in the PD population because of its high contribution to field resistance and association to defense-related markers. Four Amplified Fragments Length Polymorphism (AFLP) linked to QTL tbr-XII were selected for conversion into sequence-specific markers in order to facilitate its detection in subsequent large progenies. Three Sequence Characterized Amplified Regions (SCAR) and one Cleaved Amplified Polymorphic Sequence (CAPS) markers have been developed for this QTL. Markers were converted by using inverse Polymerase Chain Reaction (iPCR) approach and by using the sequence of the original AFLP. Testing of these markers in the PD population confirmed their linkage to the QTL tbr-XII. Therefore, the developed markers can be applied to accelerate the introgression of this QTL into advanced breeding material. Additionally, eight AFLP markers were sequenced and may be useful for PCR-based markers designing

La papa (Solanum spp.) es uno de los 4 cultivos alimenticios de mayor importancia en el mundo. La caracterización morfológica y molecular es útil para estudiar la diversidad de este cultivo. El presente trabajo se realizó en las instalaciones del Centro Internacional de la Papa con la finalidad de caracterizar molecularmente una colección de 168 variedades de papa cultivada, de interés socioeconómico en el Perú, mediante marcadores microsatélites. Se extrajo DNA genómico de cada variedad a partir de sus hojas y por PCR se amplificaron 23 regiones microsatélites. Los fragmentos amplificados fueron cargados en geles de poliacrilamida para determinar su tamaño en pares de bases, obteniéndose así la caracterización molecular, y en base a ésta se analizó la diversidad genética, la varianza molecular (AMOVA) y el patrón de agrupamiento de las variedades en estudio. Dichos análisis se realizaron desde dos enfoques: por regiones (Norte, Centro y Sur) y por tipo de variedad (nativa y mejorada). Se pudo caracterizar a las 168 variedades de papas con los 23 SSR. Se encontró la mayor diversidad genética en la región Sur; mientras que la mayor fuente de variación genética es interna entre las regiones, y la mayor variación genética interregional se dio entre Norte y Centro. Por otro lado, se apreció que las variedades nativas tienen una mayor diversidad genética que las mejoradas y la variación genética entre ellas es considerable. En el análisis de agrupamiento se observó una tendencia de las papas diploides a formar un grupo distinto al de las tetraploides y que las variedades mejoradas tienden a formar un grupo estructurado en el dendrograma. Estos resultados sugieren que la diversidad genética se mantiene entre las regiones, que las frecuencias alélicas de las variedades diploides se diferencian de las tetraploides y que la mayor fuente de variación genética poblacional es interna. Palabras clave: Solanum spp, caracterización molecular, microsatélites, diversidad genética, AMOVA, análisis de agrupamiento. / Potato (Solanum spp.) is one of the four most important food crops in the world. The Morphological and molecular characterization is useful for studying the diversity of this crop. This work was performed at the facilities of the International Center of Potato in order to molecularly characterize a collection of168 cultivated potato varieties, from socioeconomic interests in Peru, using microsatellite markers. Genomic DNA was extracted from each variety leaves and were amplified by PCR 23 microsatellite regions. The amplified fragments were loaded onto polyacrylamide gels to determine its size in base pairs, thus obtaining the molecular characterization, and based on this we analyzed the genetic diversity, molecular variance (AMOVA) and the pattern of clustering of the varieties under study. These analyzes were conducted from two perspectives: by region (North, Central and South) and by category (native and improved). It was possible to characterize the 168 varieties of potatoes with 23 SSR. We found the greatest genetic diversity in the South, while the highest genetic variation is inside regions, and the interregional greater genetic variation occurred between North and Center. Furthermore, it was found that native varieties have greater genetic diversity than improved and genetic variation between them is considerable. In the cluster analysis was showed that diploid potatoes have a tendency to form a group distinct from the tetraploid potatoes and improved varieties tend to form a structured group in the dendrogram. These results suggest that genetic diversity is maintained between the regions, the allele frequencies of diploid varieties differ from the tetraploid and that the major source of population genetic variation is internal. Keywords: Solanum spp, molecular characterization, microsatellites, genetic diversity, AMOVA, cluster analysis.

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