Genetic Characterization of Old Grapevines collected in Oases of the Atacama Desert Translated title: Caracterización Genética de Vides Antiguas colectadas en Oasis del Desierto de Atacama

Abstract

Old grapevine (Vitis vinifera L.) accessions are a source of genes that could be rescued for use per se or in modern breeding programs. The first step in this rescuing is collecting and characterizing the germplasm from a particular region. This study presents the genetic characterization of 21 grapevine accessions collected from the Atacama Desert in the far North of Chile. Characterization was based on 12 microsatellites (Simple Sequence Repeats, or SSRs) supplemented with Amplified Fragment Length Polymorphic (AFLP) markers. Most of the collected accessions produced red berries and shared the genetic characteristics of the cv. País, an old genotype found throughout America. However, among those red-berried accessions, one showed a severe abortive phenotype (22S7), and another (6S4) differed from ’País’ in one allele. Both could be examples of somatic mutations, even though no variations in their AFLP patterns were found. On the other hand, the only accession with red berries that exhibited genetic characteristics different from those of ’País’ (5CN) corresponded to ’Gros Colman’, a supposedly Georgian genotype introduced to this region by the mid-20th century. Greater genetic diversity was detected among the white and pink accessions, which were classified into five clades based on their SSR allelic patterns. Of these genotypes, 11Si was identified as ’Emperatriz’ or ’Red Seedless’, an Argentinean variety; accessions 16H1 and 17H2 corresponded to a product of crossing ’País’ and ’Muscat of Alexandria’; and, finally, accession 20S5 was identified as ’Ahmeur bou Ahmeur’, an Algerian genotype harboring pink berries. Two seeded genotypes harboring small and large white berries were not identified as known varieties. The possible use of these accessions for breeding to enhance survival in the harsh environment of the Atacama Desert is discussed.

Translated abstract

Las accesiones de vid (Vitis vinifera L.) de antigua data son una fuente de variantes génicas que pueden ser rescatadas para su uso directo o su incorporación en programas de fitomejoramiento. La primera etapa de este rescate es la colecta y caracterización del germoplasma propio de una región particular. Este estudio describe la caracterización genética de 21 accesiones de vid colectadas en el desierto de Atacama, en el Norte de Chile. La caracterización se basó en 12 marcadores de microsatélites (SSR), complementado con marcadores de tipo fragmentos amplificados de largo variable (AFLP). La mayoría de las accesiones colectadas con bayas negras corresponden al genotipo ’País’, un cultivar antiguo que se encuentra distribuido en toda América. Sin embargo, entre las accesiones de baya negra, una de ellas mostró un fenotipo abortivo severo (22S7), y otro (6S4) difirió en un alelo con respecto a ’País’. Ambos podrían ser ejemplos de mutaciones somáticas, aun cuando no fue posible detectar variaciones en sus patrones de AFLP. Por otra parte, la única accesión con bayas negras que exhibió características genéticas diferentes a ’País’ correspondió a ’Gros Colman’ (5CN), un genotipo supuestamente proveniente de Georgia, Rusia, introducido en esta región a mediados del siglo XX. Una mayor diversidad genética fue detectada entre las accesiones de bayas blancas y rosadas, que se clasificaron en cinco clados en base a sus alelos de microsatélites. De estos genotipos, 11Si se identificó como ’Emperatriz’ o ’Red Seedless’, una variedad de origen argentino, mientras que las accesiones 16H1 y 17H2 correspondieron a un cruzamiento de ’Moscatel de Alejandría’ × ’País’. Por último, la accesión 20S5 se identificó como ’Ahmeur bou Ahmeur’, un genotipo argelino de bayas de color rosado. Dos genotipos semillados de bayas blancas, pequeñas o grandes, no se asimilaron con alguna variedad conocida. Se discute también la posibilidad de utilizar algunas de estas accesiones en fitomejoramiento, para aumentar la tolerancia a estreses propios del ambiente del desierto de Atacama.