Maximum photosynthetic assimilation in quinoa varieties (Chenopodium quinoa) from different geographic origins, and its relation to leaf morphology

Este trabajo brinda datos sobre las diferentes respuestas fisiológicas y morfológicas de seis variedades de Chenopodium quinoa Willd, de diferentes orígenes geográ- ficos, cultivadas bajo las mismas condiciones ambientales. Se analizaron el intercambio de gases (asimilación fotosintética máxima, Amax; conductancia estomática, gs, transpiración, Tr, concentración interna de CO2, Ci y eficiencia intrínseca en el uso del agua EUAi, anatomía foliar (densidad estomática, DE, tamaño estomático, TE, espesor de los tejidos, ET), área foliar específica, AFE y contenido de pigmentos fotosintéticos y protectores. Las experiencias se realizaron en una región árida del Noroeste Argentino (Amaicha del Valle, 22º31’S, 65º 59’ W, 1.985 m) bajo condiciones de sequía. Las variedades utilizadas fueron: Kancolla (Perú) y Sayaña (Altiplano Boliviano, 3.850 m), Quinoa Blanca (Cochabamba, Bolivia, 2.570 m), Quinoa Roja (Cangrejillos, Argentina, 3.700 m), CICA (originalmente obtenida en Perú pero ahora cultivada en Argentina a 2.000 m) y CO-407, una variedad de Chile, de zonas bajas (140 m). En general, los datos muestran que gs es una variable importante en el control de Amax pero la magnitud de este control depende de la variedad considerada. El valor más alto de Amax fue registrado para la variedad CICA (31 µmol m-2 s-1) y el más bajo para la variedad CO-407 con 19 µmol m-2 s-1. En relación a la capacidad de carboxilación y EUAi, los datos obtenidos permiten inferir que las variedades de altura (Sayaña y Kancolla) poseen valores altos de EUAi y capacidad de carboxilación en relación a las variedades provenientes de media y baja altitud (CO-407 y CICA). El valor de AFE no mostró variaciones de significación entre las variedades estudiadas. Todas resultaron ser anfiestomáticas con DE mayor en la epidermis inferior. Se encontró una correlación lineal positiva entre Amax y DE. Los resultados obtenidos aportan datos de valor biológico que pueden ser utilizados para los estudios relacionados al mejoramiento y/o selección varietal en ambientes de media y alta montaña. Palabras clave: Fotosíntesis, quinoa, tejidos foliares.Leaf gas exchange (Maxima photosynthetic assimilation, Amax; stomatal conductance, gs; leaf transpiration, Tr; internal CO2, and Ci concentration, and anatomical leaf data (stomatal density and size, tissue thickness), specific leaf area (SLA), photosynthetic and protection pigments in six quinoa varieties from dif ferent origins were analysed. Trials were carried out in an arid region of Argentina’s Nor thwest (Amaicha del Valle, 22º31’S, 65º59’ W, 1,985 m asl) under drought conditions. The varieties used were: Kancolla (Perú) and Sayaña (from Bolivian Altiplano, 3,850 m asl), Quinoa Blanca (from Cochabamaba, Bolivia, 2,570 m asl), Quinoa Roja (from Cangrejillos, Argentina, 3,700 m asl), CICA (originally form Perú but currently cultivated at 2,000 m asl in Argentina) and CO-407 a lowland Chilean variety (140 m asl). In general, our data showed that gs is an important variable in the net CO2 assimilation (Amax) but this control magnitude depends on the considered variety. Highest (31 µmol m-2 s-1 ) and lowest (19 µmol m-2 s-1) Amax values were recorded for CICA and CO-407 varieties. Regarding the carboxylic capacity and intrinsic water use efficiency (iWUE), it may be inferred from the obtained data, that the high altitude varieties (Sayaña and Kancolla) have both, the highest iWUE and carboxylation capacity in relation to other varieties from middle and low altitude (CO-407 and CICA). SLA value did not vary significantly among the studied varieties. Every analysed variety was amphiestomatic with higher stomatal density (SD) on the lower epidermis. A positive linear correlation between Amax and SD was found. The obtained results provide data of unquestionable biological value, which can be useful to varietal breeding studies in middle and high mountain environments.Fil: González, Juan A.. Fundación Miguel Lillo; ArgentinaFil: Ponessa, Graciela I.. Fundación Miguel Lillo; ArgentinaFil: Buedo, Sebastia. E.. Fundación Miguel Lillo; ArgentinaFil: Mercado, Maria Ines. Fundación Miguel Lillo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Prado, Fernando Eduardo. Universidad Nacional de Tucuman. Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo. Catedra de Fisiologia Vegetal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin