Chenopodium pallidicaule, known commonly as cañahua, is a semi-domesticated crop grown in high-altitude regions of the Andes. It is an A-genome diploid (2n = 2x = 18) relative of the allotetraploid (AABB) Chenopodium quinoa and shares many of its nutritional benefits. Both species contain a complete protein, a low glycemic index, and offer a wide variety of nutritionally important vitamins and minerals. Due to its minor crop status, few genomic resources for its improvement have been developed. Here we present a fully annotated, reference-quality assembly of cañahua. The reference assembly was developed using a combination of established techniques, including multiple rounds of Hi-C based proximity-guided assembly. The final assembly consists of 4,633 scaffolds with 96.6% of the assembly contained in nine scaffolds representing the nine haploid chromosomes of the species. Repetitive element analysis classified 52.3% of the assembly as repetitive, with the most common (27.3% of assembly) identified as LTR retrotransposons. MAKER annotation of the assembly yielded 22,832 putative genes with an average length of 4.6 Kb. When compared with quinoa, strong patterns of synteny support the hypothesis that cañahua is a close A-genome diploid relative, and thus potentially a model diploid species for genetic analysis and improvement of quinoa. Resequencing and phylogenetic analysis of a diversity panel of 30 cañahua accessions collected from across the Altiplano suggests that coordinated efforts are needed to enhance genetic diversity conservation within ex situ germplasm collections.

O boom do consumo e da produção de quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) é um fenômeno recente que representa a transição de um cultivo andino negligenciado e subutilizado durante séculos para um supercultivo moderno do século XXI, dado o seu aporte nutricional. Nesse sentido, a presente tese apresenta e discute questões que o boom da quinoa suscita acerca das tendências das mudanças no uso da terra no Peru ― país que se tornou o maior produtor e exportador mundial do produto a partir de 2014. Para o desenvolvimento da pesquisa realizaram-se dois estudos. O primeiro deles objetivou analisar a dinâmica da expansão do cultivo de quinoa e identificar as mudanças no uso da terra resultantes do boom da quinoa, assim como determinar se tais mudanças ameaçam a agrobiodiversidade na principal região produtora de quinoa: Puno. O segundo estudo buscou calcular o impacto do boom da quinoa na expansão do seu cultivo, em termos de área ocupada, além de discutir os mecanismos pelos quais a expansão da demanda internacional por este produto ocasiona mudanças no uso da terra no Peru. Ambos os estudos se basearam em dados disponibilizados por entidades e órgãos oficiais do Peru, os quais foram coletados separadamente para as 18 regiões produtoras de quinoa, no período de 1995-2014. Para a análise dos dados, construíram-se mapas temáticos com as variáveis: área cultivada e variação porcentual anual de área cultivada. Também foram utilizadas as seguintes técnicas estatísticas: estatística descritiva, Análise de Componentes Principais (PCA) e exponential smoothing. Os resultados evidenciaram que o boom da quinoa no Peru começou em 2009, sendo que, a partir desse ano, a configuração da área cultivada com quinoa foi alterada drasticamente. Já no ano de 2014, inicia-se um período de expansão sem precedentes na história de sua produção. Cabe destacar, nesse sentido, que se o boom da quinoa não tivesse ocorrido, no ano de 2014 teria sido cultivada uma área 43% menor de quinoa do que foi efetivamente observado. A partir disso, foram constatados três fenômenos: (i) a evolução de uma nova geografia da produção de quinoa; (ii) a redução do uso de práticas agrícolas tradicionais (p.ex.: rotação de cultivos, descanso do solo) decorrente da intensificação da produção de quinoa; e (iii) a tendência de competição pelo uso da terra para produção de cultivos Andinos na região Puno (cañigua, mashua, oca e tarhui). Dessa forma, a expansão do mercado internacional de quinoa a partir de 2008 já começa a revelar suas consequências sobre as mudanças no uso da terra no Peru: (i) efeito de deslocamento (migração de atividades de um lugar para outro de uma maneira a ocasionar mudanças no uso da terra em novas localidades), (ii) efeito rebote (mudanças no uso da terra com as medidas adotadas para incrementar a eficiência da produção e aumento do número de empresas atuando no setor), e (iii) efeito cascata (perturbações que afetam o sistema terrestre em decorrência da substituição de áreas destinadas à produção de outros cultivos em condições agroecológicas específicas). Ao trazer uma perspectiva sobre a relação entre a intensificação do comércio internacional da quinoa e a expansão de terra cultivada no Peru, este trabalho contribui para a literatura, ainda em construção, sobre consequências das mudanças no uso da terra na sustentabilidade dos sistemas agrobiológicos. / The boom in consumption and production of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) is a recent phenomenon that represents the transition from a neglected and underutilized Andean crop for centuries to a modern supercrop of the 21st century due to its exceptional nutritional value. In this context, the present thesis presents and discusses issues raised as a resut of the quinoa boom regarding trends in land-use change in Peru, which, as from 2014, has become the world’s largest producer of quinoa. Therefore, two studies were carried out. The first study aimed to analyze the dynamics of the expansion of quinoa cultivation and to identify land use changes resulting from the quinoa boom, as well as to determine whether such changes threaten agrobiodiversity in the major quinoa producing region: Puno. The second study aimed to calculate the impact of the quinoa boom on the expansion of quinoa production in terms of cultivated area, and to discuss the mechanisms by which the growing international demand for this product causes land use changes in Peru. Both studies are based on data available from official sources. Data were collected separately for the quinoa producing regions, 18 in total. It covers the period from 1995 to 2014. Data were analyzed using thematic maps with the following variables: harvested area and annual variation in the percentage of harvested area. There were also used the following statistical techniques: descriptive statistics, Principal Component Analysis (PCA) and exponential smoothing. The findings showed that the quinoa boom in Peru began in 2009. From this year, the configuration of the area cultivated with quinoa has changed drastically, but the year 2014 marked the beginning of an unprecedented period in the history of the production of this crop. In this regard, it should be noted that if it had not occurred the quinoa boom, the area cultivated with quinoa in 2014 would have been 43% less than the observed quantity. From this, it was found three phenomena: (i) the evolution of the new geography of quinoa production in Peru; (ii) the diminished use of traditional farming practices (eg.: crop rotation with rest for the soil) due to the intensification of quinoa production; and (iii) the trend towards increased land use competition for Andean crop production in the Puno region (cañigua, mashua, oca e tarhui). Thus, the growing international quinoa trade since 2008 has started to reveal the consequences of land use changes in Peru: (i) displacement effect (migration of activities from one place to another, causing land use changes in new locations); (ii) rebound effect (land use changes in response to the measures introduced to improve production efficiency and the increase in the number of companies operating in the sector); and (iii) cascade effect (disorders that affect the land system as a result of the substitution of land area used to produce other crops in specific agro-ecological conditions). With the perspective on the link between the intensification of international trade of quinoa and the expansion of cultivated land in Peru, this study contributes to the literature by providing insights into the consequences of land use changes on the sustainability of agrobiological systems.

O boom do consumo e da produção de quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) é um fenômeno recente que representa a transição de um cultivo andino negligenciado e subutilizado durante séculos para um supercultivo moderno do século XXI, dado o seu aporte nutricional. Nesse sentido, a presente tese apresenta e discute questões que o boom da quinoa suscita acerca das tendências das mudanças no uso da terra no Peru ― país que se tornou o maior produtor e exportador mundial do produto a partir de 2014. Para o desenvolvimento da pesquisa realizaram-se dois estudos. O primeiro deles objetivou analisar a dinâmica da expansão do cultivo de quinoa e identificar as mudanças no uso da terra resultantes do boom da quinoa, assim como determinar se tais mudanças ameaçam a agrobiodiversidade na principal região produtora de quinoa: Puno. O segundo estudo buscou calcular o impacto do boom da quinoa na expansão do seu cultivo, em termos de área ocupada, além de discutir os mecanismos pelos quais a expansão da demanda internacional por este produto ocasiona mudanças no uso da terra no Peru. Ambos os estudos se basearam em dados disponibilizados por entidades e órgãos oficiais do Peru, os quais foram coletados separadamente para as 18 regiões produtoras de quinoa, no período de 1995-2014. Para a análise dos dados, construíram-se mapas temáticos com as variáveis: área cultivada e variação porcentual anual de área cultivada. Também foram utilizadas as seguintes técnicas estatísticas: estatística descritiva, Análise de Componentes Principais (PCA) e exponential smoothing. Os resultados evidenciaram que o boom da quinoa no Peru começou em 2009, sendo que, a partir desse ano, a configuração da área cultivada com quinoa foi alterada drasticamente. Já no ano de 2014, inicia-se um período de expansão sem precedentes na história de sua produção. Cabe destacar, nesse sentido, que se o boom da quinoa não tivesse ocorrido, no ano de 2014 teria sido cultivada uma área 43% menor de quinoa do que foi efetivamente observado. A partir disso, foram constatados três fenômenos: (i) a evolução de uma nova geografia da produção de quinoa; (ii) a redução do uso de práticas agrícolas tradicionais (p.ex.: rotação de cultivos, descanso do solo) decorrente da intensificação da produção de quinoa; e (iii) a tendência de competição pelo uso da terra para produção de cultivos Andinos na região Puno (cañigua, mashua, oca e tarhui). Dessa forma, a expansão do mercado internacional de quinoa a partir de 2008 já começa a revelar suas consequências sobre as mudanças no uso da terra no Peru: (i) efeito de deslocamento (migração de atividades de um lugar para outro de uma maneira a ocasionar mudanças no uso da terra em novas localidades), (ii) efeito rebote (mudanças no uso da terra com as medidas adotadas para incrementar a eficiência da produção e aumento do número de empresas atuando no setor), e (iii) efeito cascata (perturbações que afetam o sistema terrestre em decorrência da substituição de áreas destinadas à produção de outros cultivos em condições agroecológicas específicas). Ao trazer uma perspectiva sobre a relação entre a intensificação do comércio internacional da quinoa e a expansão de terra cultivada no Peru, este trabalho contribui para a literatura, ainda em construção, sobre consequências das mudanças no uso da terra na sustentabilidade dos sistemas agrobiológicos. / The boom in consumption and production of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) is a recent phenomenon that represents the transition from a neglected and underutilized Andean crop for centuries to a modern supercrop of the 21st century due to its exceptional nutritional value. In this context, the present thesis presents and discusses issues raised as a resut of the quinoa boom regarding trends in land-use change in Peru, which, as from 2014, has become the world’s largest producer of quinoa. Therefore, two studies were carried out. The first study aimed to analyze the dynamics of the expansion of quinoa cultivation and to identify land use changes resulting from the quinoa boom, as well as to determine whether such changes threaten agrobiodiversity in the major quinoa producing region: Puno. The second study aimed to calculate the impact of the quinoa boom on the expansion of quinoa production in terms of cultivated area, and to discuss the mechanisms by which the growing international demand for this product causes land use changes in Peru. Both studies are based on data available from official sources. Data were collected separately for the quinoa producing regions, 18 in total. It covers the period from 1995 to 2014. Data were analyzed using thematic maps with the following variables: harvested area and annual variation in the percentage of harvested area. There were also used the following statistical techniques: descriptive statistics, Principal Component Analysis (PCA) and exponential smoothing. The findings showed that the quinoa boom in Peru began in 2009. From this year, the configuration of the area cultivated with quinoa has changed drastically, but the year 2014 marked the beginning of an unprecedented period in the history of the production of this crop. In this regard, it should be noted that if it had not occurred the quinoa boom, the area cultivated with quinoa in 2014 would have been 43% less than the observed quantity. From this, it was found three phenomena: (i) the evolution of the new geography of quinoa production in Peru; (ii) the diminished use of traditional farming practices (eg.: crop rotation with rest for the soil) due to the intensification of quinoa production; and (iii) the trend towards increased land use competition for Andean crop production in the Puno region (cañigua, mashua, oca e tarhui). Thus, the growing international quinoa trade since 2008 has started to reveal the consequences of land use changes in Peru: (i) displacement effect (migration of activities from one place to another, causing land use changes in new locations); (ii) rebound effect (land use changes in response to the measures introduced to improve production efficiency and the increase in the number of companies operating in the sector); and (iii) cascade effect (disorders that affect the land system as a result of the substitution of land area used to produce other crops in specific agro-ecological conditions). With the perspective on the link between the intensification of international trade of quinoa and the expansion of cultivated land in Peru, this study contributes to the literature by providing insights into the consequences of land use changes on the sustainability of agrobiological systems.

O boom do consumo e da produção de quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) é um fenômeno recente que representa a transição de um cultivo andino negligenciado e subutilizado durante séculos para um supercultivo moderno do século XXI, dado o seu aporte nutricional. Nesse sentido, a presente tese apresenta e discute questões que o boom da quinoa suscita acerca das tendências das mudanças no uso da terra no Peru ― país que se tornou o maior produtor e exportador mundial do produto a partir de 2014. Para o desenvolvimento da pesquisa realizaram-se dois estudos. O primeiro deles objetivou analisar a dinâmica da expansão do cultivo de quinoa e identificar as mudanças no uso da terra resultantes do boom da quinoa, assim como determinar se tais mudanças ameaçam a agrobiodiversidade na principal região produtora de quinoa: Puno. O segundo estudo buscou calcular o impacto do boom da quinoa na expansão do seu cultivo, em termos de área ocupada, além de discutir os mecanismos pelos quais a expansão da demanda internacional por este produto ocasiona mudanças no uso da terra no Peru. Ambos os estudos se basearam em dados disponibilizados por entidades e órgãos oficiais do Peru, os quais foram coletados separadamente para as 18 regiões produtoras de quinoa, no período de 1995-2014. Para a análise dos dados, construíram-se mapas temáticos com as variáveis: área cultivada e variação porcentual anual de área cultivada. Também foram utilizadas as seguintes técnicas estatísticas: estatística descritiva, Análise de Componentes Principais (PCA) e exponential smoothing. Os resultados evidenciaram que o boom da quinoa no Peru começou em 2009, sendo que, a partir desse ano, a configuração da área cultivada com quinoa foi alterada drasticamente. Já no ano de 2014, inicia-se um período de expansão sem precedentes na história de sua produção. Cabe destacar, nesse sentido, que se o boom da quinoa não tivesse ocorrido, no ano de 2014 teria sido cultivada uma área 43% menor de quinoa do que foi efetivamente observado. A partir disso, foram constatados três fenômenos: (i) a evolução de uma nova geografia da produção de quinoa; (ii) a redução do uso de práticas agrícolas tradicionais (p.ex.: rotação de cultivos, descanso do solo) decorrente da intensificação da produção de quinoa; e (iii) a tendência de competição pelo uso da terra para produção de cultivos Andinos na região Puno (cañigua, mashua, oca e tarhui). Dessa forma, a expansão do mercado internacional de quinoa a partir de 2008 já começa a revelar suas consequências sobre as mudanças no uso da terra no Peru: (i) efeito de deslocamento (migração de atividades de um lugar para outro de uma maneira a ocasionar mudanças no uso da terra em novas localidades), (ii) efeito rebote (mudanças no uso da terra com as medidas adotadas para incrementar a eficiência da produção e aumento do número de empresas atuando no setor), e (iii) efeito cascata (perturbações que afetam o sistema terrestre em decorrência da substituição de áreas destinadas à produção de outros cultivos em condições agroecológicas específicas). Ao trazer uma perspectiva sobre a relação entre a intensificação do comércio internacional da quinoa e a expansão de terra cultivada no Peru, este trabalho contribui para a literatura, ainda em construção, sobre consequências das mudanças no uso da terra na sustentabilidade dos sistemas agrobiológicos. / The boom in consumption and production of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) is a recent phenomenon that represents the transition from a neglected and underutilized Andean crop for centuries to a modern supercrop of the 21st century due to its exceptional nutritional value. In this context, the present thesis presents and discusses issues raised as a resut of the quinoa boom regarding trends in land-use change in Peru, which, as from 2014, has become the world’s largest producer of quinoa. Therefore, two studies were carried out. The first study aimed to analyze the dynamics of the expansion of quinoa cultivation and to identify land use changes resulting from the quinoa boom, as well as to determine whether such changes threaten agrobiodiversity in the major quinoa producing region: Puno. The second study aimed to calculate the impact of the quinoa boom on the expansion of quinoa production in terms of cultivated area, and to discuss the mechanisms by which the growing international demand for this product causes land use changes in Peru. Both studies are based on data available from official sources. Data were collected separately for the quinoa producing regions, 18 in total. It covers the period from 1995 to 2014. Data were analyzed using thematic maps with the following variables: harvested area and annual variation in the percentage of harvested area. There were also used the following statistical techniques: descriptive statistics, Principal Component Analysis (PCA) and exponential smoothing. The findings showed that the quinoa boom in Peru began in 2009. From this year, the configuration of the area cultivated with quinoa has changed drastically, but the year 2014 marked the beginning of an unprecedented period in the history of the production of this crop. In this regard, it should be noted that if it had not occurred the quinoa boom, the area cultivated with quinoa in 2014 would have been 43% less than the observed quantity. From this, it was found three phenomena: (i) the evolution of the new geography of quinoa production in Peru; (ii) the diminished use of traditional farming practices (eg.: crop rotation with rest for the soil) due to the intensification of quinoa production; and (iii) the trend towards increased land use competition for Andean crop production in the Puno region (cañigua, mashua, oca e tarhui). Thus, the growing international quinoa trade since 2008 has started to reveal the consequences of land use changes in Peru: (i) displacement effect (migration of activities from one place to another, causing land use changes in new locations); (ii) rebound effect (land use changes in response to the measures introduced to improve production efficiency and the increase in the number of companies operating in the sector); and (iii) cascade effect (disorders that affect the land system as a result of the substitution of land area used to produce other crops in specific agro-ecological conditions). With the perspective on the link between the intensification of international trade of quinoa and the expansion of cultivated land in Peru, this study contributes to the literature by providing insights into the consequences of land use changes on the sustainability of agrobiological systems.