Caracterización morfoagronómica de clones de estevia (Stevia rebaudiana bert.) en la región Caribe de Colombia

Stevia (Stevia rebaudiana Bert.) is a natural sweetener with low-calorie steviol glycosides (GS) and medicinal properties that provide great health benefits. The University of Córdoba needs to characterize the plant genetic resources of S. rebaudiana to identify divergent genotypes and improve the species. The study was carried out in the year 2022 in the experimental area of the University of Córdoba, and for this purpose a randomized complete block design (DBCA) was established, with 87 treatments and 3 repetitions, evaluating 25 morphoagronomic characters based on the descriptor of UPOV. Principal component analysis was used to identify discriminant characters and analysis of genetic divergence using the UPGMA method based on Gower's distance. In addition, the gas exchange efficiency was evaluated using an open-flow portable infrared gas analyzer. The results demonstrated that the clones exhibited a wide range of genetic variability for the characteristics: initial flowering stage and leaf shape. Principal component analysis explained 69.57% of the variation with eight components and identified the variables with the most variation: CP1 with 19.65% in plant height, CP2 with 12.58% in the initial flowering stage, CP3 with 10.58% in flower size, CP4 with 7.04% in plant type, CP5 with 5.71% in the presence of anthocyanin in the stem, CP6 with 4.84% in number of nodes, CP7 with 4 80% in resistance to the southern blight disease and CP8 with 4.37% in incision of the leaf margin. The quantitative descriptors that most contributed to genetic diversity were vegetative propagation capacity, number of nodes and stem thickness; these traits were more efficient to explain the dissimilarity between genotypes. Through the cluster analysis, 4 groups were formed, of which they had 3, 1, 66 and 17 genotypes; where clone L052 was identified as a genotype apart from the others, because it does not present pubescence on the leaf, late flowering stage, pale green leaf color and a favorable trait of number of primary branches. The L020 and L102 genotypes of the first group presented desirable characteristics for biomass production, these being the most divergent and with favorable agronomic attributes. In addition, clone L020 has characteristics such as high efficiency in water use and high net photosynthesis, reflected in a greater 14 production of leaf area. The clones of group 3 were the earliest to flowering, short cycle and the lowest rates of dry yield, with clone L082 presenting the earliest flowering, which makes this group agronomically undesirable; while the last group has the genotypes with the smallest thickness of the stem and intermediate flowering represented by clone L057. These results allow the selection of clones L020 and L102 for their evaluation in the producing areas of the Caribbean region, through Agronomic Evaluation Tests and/or to be used as parents for the genetic improvement program.RESUMEN ...................................................................... 11ABSTRACT .................................................................. 131. INTRODUCCION .............................................. 162. ESTADO DEL ARTE..................................................... 202.1 GENERALIDADES DE LA ESPECIE ......................... 202.2 GLUCÓSIDOS DE ESTEVIOL ..................................................................... 212.3 ESTEVIÓSIDO ................................................. 222.4 REBAUDIÓSIDO A ............................................ 222.5 RENDIMIENTO DE LA ESTEVIA ................................. 242.6 CARACTERIZACIÓN MORFOAGRONÓMICA ............ 242.7 DESCRIPTORES ......................................................................................... 252.8 VARIABILIDAD GENÉTICA .............................. 262.9 ANÁLISIS DE CLÚSTER (AC) ....................................... 272.10 ASPECTOS FISIOLÓGICOS DE LA FLORACIÓN .................................... 293. MATERIALES Y MÉTODOS .................................. 323.1. LOCALIZACIÓN ................................................. 323.2. VARIABLES E INDICADORES ................................... 323.2.1 Variables independientes. ............................. 323.2.2 Variables dependientes. .................................... 343.3 DISEÑO EXPERIMENTAL ............................................ 373.4 OBJETIVO 1: CARACTERIZAR MORFOAGRONÓMICAMENTE LOS CLONES DE ESTEVIA ......................................................................................... 383.4.1. Fase de invernadero. ............................................. 383.4.2. Fase de campo. ............................................................. 393.4.3. Caracterización morfoagronómica. ................... 393.4.4. Análisis de datos. ........................................... 393.5 OBJETIVO 2: REALIZAR EL AGRUPAMIENTO GENÉTICO DE LOS CLONES EVALUADOS ......................................................................................... 403.6 OBJETIVO 3: DETERMINAR LA EFICIENCIA DEL INTERCAMBIO GASEOSO DE CINCO GENOTIPOS DE ESTEVIA CON BASE EN SU PRECOCIDAD A FLORACIÓN ............................................................................. 404. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .......................................................................... 424.1 OBJETIVO 1. CARACTERIZACIÓN MORFOAGRONÓMICA DE 87 CLONES DE ESTEVIA (Stevia rebaudiana Bertoni) DE LA COLECCIÓN DE LA UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA .............................................................. 424.1.1 Variables cualitativas. ........................................ 424.1.2 Análisis de varianza de las variables cuantitativas. ............................... 464.1.3 Análisis de componentes principales ............... 484.1.4 Análisis biplot. .................................................. 544.2. OBJETIVO 2. REALIZAR AGRUPAMIENTO GENETICO DE LOS CLONES EVALUADOS ........................................................................................ 594.2.1 Proyección 2D y 3D.. ..................................... 594.2.2 Análisis clúster mediante método jerárquico. ............................................ 644.3. OBJETIVO 3. DETERMINAR LA EFICIENCIA DEL INTERCAMBIO GASEOSO DE CINCO GENOTIPOS DE ESTEVIA CON BASE EN SU PRECOCIDAD A FLORACIÓN ............................................................................. 774.3.1 El intercambio de gases. ......................................... 775. CONCLUSIONES ......................................................... 836. RECOMENDACIONES ..................................................................................... 847. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .................................................................. 85La estevia (Stevia rebaudiana Bert.) es un edulcorante natural con glucósidos de esteviol (GS) bajos en calorías y propiedades medicinales que conceden grandes beneficios a la salud. La Universidad de Córdoba necesita caracterizar los recursos fitogenéticos de S. rebaudiana para identificar genotipos divergentes y mejorar la especie. El estudio se realizó en el año 2022 en el área experimental de la Universidad de Córdoba, y para ello se estableció un diseño de bloques completos al azar (DBCA), con 87 tratamientos y 3 repeticiones, evaluando 25 caracteres morfoagronómicos basados en el descriptor de la UPOV. Se utilizó el análisis de componentes principales para la identificación de caracteres discriminantes y el análisis de divergencia genética mediante el método UPGMA basado en la distancia de Gower. Además, se evaluó la eficiencia de intercambio gaseoso mediante un analizador de gases infrarrojo portátil de flujo abierto. Los resultados demostraron que los clones exhibieron una amplia gama de variabilidad genética para las características: etapa inicial de floración y forma de la hoja. El análisis de componentes principales explicó el 69,57% de la variación con ocho componentes e identificó las variables con más variación: CP1 con 19,65% en altura de la planta, CP2 con 12,58% en etapa inicial de floración, CP3 con 10,58% en tamaño de la flor, CP4 con 7,04% en tipo de planta, CP5 con 5,71% en presencia de antocianina en el tallo, CP6 con 4,84% en número de nodos, CP7 con 4,80% en resistencia ante la enfermedad tizón del sur y CP8 con 4,37% en incisión del margen de la hoja. Los descriptores cuantitativos, que más contribuyen a la diversidad genética fueron capacidad de propagación vegetativa, número de nudos y el grosor del tallo, estos rasgos fueron más eficientes para explicar la disimilitud entre los genotipos. Mediante el análisis de conglomerado, se formaron 4 grupos, de los cuales tuvieron 3, 1, 66 y 17 genotipo; donde el clon L052 se identificó como un genotipo a parte de las demás, debido a que no presenta pubescencia en la hoja, etapa de floración tarde, color de la hoja verde pálido y un rasgo favorable de número de ramas primarias. Los genotipos L020 y L102 del primer grupo presentaron características deseables para producción de biomasa, siendo estos los más divergentes y con atributos agronómicos favorables. Además, el clon L020 posee características como alta eficiencia en el uso del agua y alta fotosíntesis neta, reflejado en una mayor producción de área foliar. Los clones del grupo 3 fueron los más precoces a floración, ciclo corto y las tasas más bajas de rendimiento seco, siendo el clon L082 quien presentó la floración más temprana, lo que convierte a este grupo agronómicamente no deseable; mientras que el último grupo posee los genotipos con el menor grosor del tallo y floraciones intermedias representado por el clon L057. Estos resultados permiten seleccionar los clones L020 y L102 para su evaluación en las áreas productoras de la región Caribe, a través de Pruebas de Evaluación Agronómica y/o ser usados como parentales para el programa de mejoramiento genético.MaestríaMagíster en Ciencias AgronómicasTrabajos de Investigación y/o Extensió