Resumo La variación observada en el tamaño del genoma y el contenido de heterocromatina knob en relación con el cline altitudinal y la duración del ciclo vegetativo en razas de maíz nativas del norte de Argentina, Estados Unidos y México, permitió considerar que la disminución del contenido de ADN y heterocromatina se debería a una adaptación a temporadas cortas de crecimiento y al resultado de selección artificial por parte del hombre. Las razas Guaraníes nativas del noreste de Argentina (NEA), cultivadas a bajas altitudes y sin cromosomas B, muestran una variación similar en el tamaño del genoma (3.81 pg a 7.56 pg) y el contenido de heterocromatina knob a aquellos maíces que crecen a lo largo de un cline altitudinal. El presente análisis ofrece una visión general de la variabilidad genética del maíz del NEA y trata de responder por qué estas razas Guaraníes y los maíces que crecen en un cline altitudinal presentan la variación mencionada. Se emplearon datos de cariotipo y citometría de flujo. El contenido de ADN de las razas Guaraníes no mostró correlación significativa con la heterocromatina knob, lo que sugiere diferencias en el contenido de ADN repetitivo disperso. Se encontró una correlación positiva significativa entre la duración del ciclo vegetativo tanto con el número como con el porcentaje de heterocromatina knob. No se encontró una relación significativa entre el tamaño del genoma y el ciclo vegetativo. Estos resultados nos permiten concluir que la variación en el contenido de heterocromatina entre los maíces Guaraníes estaría impulsada por la selección del tiempo de floración realizada por los agricultores.

Abstract Variation in genome size and knob heterochromatin content was explored in relationship to altitudinal cline and length of the vegetative cycle in northern Argentina, USA and Mexico landraces. It was considering that the decrease in DNA and heterochromatin content could be an adaptation to a shorter growing season and the result of artificial selection by man. Guaraní landraces from Northeastern Argentina (NEA) show similar variation in genome size (3.81pg to 7.56pg) and knob heterochromatin content than maize growing across an altitudinal cline. The present analysis offers an overview of the genetic variability of NEA maize to explain why Guaraní landraces and those along an altitudinal cline share this similar variation. Karyotype and flow cytometry data were employed. The DNA content of Guaraní landraces which lacking B chromosomes, showed no significant relationship with knob heterochromatin, suggesting differences in the amount of interspersed DNA. A significant positive relationship was found between the length of the vegetative cycle and both number and percentage of knob heterochromatin. No significant correlation was found between genome size and vegetative cycle. All these results allow us to conclude that the variation in heterochromatin content among Guaraní maize is driven by the selection of farmers for flowering time.

Background and aims: Although the races of maize native to the Northeast of Argentina (Misiones) have been described and a work on phenetic relations has been published, nevertheless little is known about genetic relationships, this being the main objective of this work. M&M: A group of 6 races of maize and the “F1” offspring of crosses derived from a diallel scheme have been evaluated on the basis of 21 morphological vegetative, reproductive and phenological quantitative traits using ANOVA and multivariate statistical methods (discriminant canonic analysis and cluster analysis). Results: The ANOVA showed highly significant differences among parental races and progeny for almost all the variables. The first two canonical variables (CV) explain almost 67% of overall variation. The most important discriminating characters associated with the first CV correspond to dimensions of ears and grains, while the traits contributing to the second CV are related mainly to vegetative and reproductive morphology. Racial groups defined by cluster analysis were described. Conclusions: Cluster analysis allowed distinguishing related racial groups. The genetic relationships observed from diallel crosses are different according to the parameter considered for regrouping. The results obtained are important from the taxonomic and evolutionary point of view and facilitate the choice of material to be used in breeding programs.

Introducción y objetivos: Si bien se han descripto las razas de maíz nativas del Noreste de Argentina (Misiones) y publicado un trabajo sobre las relaciones fenéticas, no obstante poco se conoce sobre las relaciones genéticas, siendo éste el objetivo principal de este trabajo. M&M: Un grupo de seis razas de maíz y la descendencia “F1” derivada de un esquema de cruzamientos dialélicos han sido evaluadas sobre la base de 21 caracteres cuantitativos, morfológicos vegetativos, reproductivos y fenológicos mediante ANVA y métodos estadísticos multivariados (análisis discriminante canónico y análisis de agrupamiento). Resultados: El ANVA mostró diferencias altamente significativas entre las razas parentales y la progenie, para casi todas las variables. Las dos primeras variables canónicas (VC) explican casi 67% de la variación total. Los caracteres discriminantes más importantes asociados a la primera VC corresponden a las dimensiones de la espiga y de los granos, mientras que los caracteres ligados a la segunda VC son morfológicos vegetativos y reproductivos. Se describieron los grupos raciales definidos por el análisis de agrupamiento. Conclusiones: El análisis de agrupamiento permitió distinguir grupos raciales afines. Las relaciones genéticas observadas a partir de cruzamientos dialélicos son diferentes según el parámetro que se considere para el reagrupamiento. Los resultados obtenidos son importantes desde el punto de vista taxonómico y evolutivo y facilitan la elección de material a emplear en los programas de mejoramiento.

The relationships of similarity existing among fifteen maize racial populations of native maize from the province of Jujuy (Argentina) were studied by univariate (ANOVA) and multivariate statistical methods (Discriminant Canonical Analysis, Cluster Analysis and Prim nets) on the basis of 22 quantitative traits (morphological, reproductive and phenological). The ANOVA detected highly significant differences among landraces for almost every variable. The first two canonical variates (cv) explain 75% of the overall variation. The discriminant traits associated to the first and second cv are related to ear and kernel dimensions (row number of kernel per ear and kernel width) and mainly to vegetative cycle length. These results along with the cluster analysis allowed the identification of racial groups, which are described. It also confirmed the existence of high variability in these races and from the minimum distance between OTUs a hypothetical evolutionary tree of these set of races was built. The results are discussed from the taxonomic and evolutionary point of view and in terms of their potential use in the selection of genetic material for maize breeding programs.

Se estudiaron las relaciones de similitud entre 15 razas de maíz nativas de la provincia de Jujuy (Argentina), mediante métodos estadísticos univariados (ANOVA) y multivariados (Análisis Discriminante Canónico, Análisis de Agrupamiento y Red de Prim), aplicados a 22 caracteres cuantitativos (morfológicos, reproductivos y fenológicos). El ANOVA detectó diferencias estadísticamente significativas entre razas para casi todas las variables. Las dos primeras variables canónicas (vc) explican el 75 % de la variación total. Los caracteres discriminantes asociados a la primera y segunda vc están relacionados con las dimensiones de la espiga y de los granos (número de hilera de granos por espiga y espesor de los granos) y principalmente a la longitud del ciclo vegetativo. Estos resultados y el análisis de agrupamiento han permitido la identificación de grupos raciales, los cuáles son descritos. Asimismo se confirmó la existencia de una elevada variabilidad en estas razas, y a partir de las distancias mínimas entre OTUs se construyó un “árbol evolutivo” hipotético del conjunto de razas. Los resultados se discuten desde el punto de vista taxonómico y evolutivo y en cuanto a su uso potencial en la selección de material genético para programas de mejoramiento del maíz.

Northern aboriginal communities from Argentina cultivate maize landraces for self-sufficiency. Genetic characterization of indigenous germplasm from Misiones Province is extremely limited. To contribute to the knowledge and conservation of the genetic diversity of these native maize landraces and to assess their potential as a reservoir of novel alleles, 467 individuals were evaluated using 15 nuclear microsatellite loci. The results of this study allow to conclude that: 1) landraces from Misiones can be divided into two different gene pools, which are consistent with the type of corn (flints and flours vs. popcorns), these should be regarded as different conservation units; and 2) Misiones landraces represent a significant reservoir of diversity, useful to broaden the genetic base of breeding programs.

En el norte de la Argentina habitan comunidades aborígenes Guaraníes que cultivan razas nativas de maíz. La caracterización genética del germoplasma autóctono, en particular de las razas de la Provincia de Misiones, es sumamente escasa. Con el fin de aportar al conocimiento de la diversidad genética y la estructura poblacional de estas razas nativas, contribuir a su conservación y evaluar su potencial como reservorio de nuevos alelos, se evaluaron 15 loci microsatélites nucleares en 467 individuos. Los resultados del presente estudio permiten concluir que: 1) Las razas de Misiones se encuentran constituidas por acervos génicos diferentes, que concuerdan con el tipo de grano que poseen, es decir, harinosos/córneo-harinosos y reventadores, grupos que deberían ser considerados como unidades de conservación diferentes; y 2) las razas nativas de Misiones constituyen una reserva de diversidad significativa, con potencial para ampliar la base genética de los programas de fitomejoramiento.