Morphological and genetic diversity of traditional varieties of agave in Hidalgo State, Mexico

Abstract

Background: The agaves are plants of cultural importance that have been used by humans for about 10,000 years for about 40 specific uses, of which the most culturally and economically important are fermented (Pulque) and distilled beverages (Mescal). Pulque continues to be produced in nearly all of Mexico, and the agaves used for this propose have shown domestication syndrome and selected morphological characteristics, such as larger plant size (since size is positively related to sap production) and less dentition of the leaves.Methods: In this study, we carry out an ethnobotanical, morphological and genetic analysis of the traditional varieties of pulque agave used in the production of aguamiel (agave sap) and pulque in two localities of the state of Hidalgo. We did semi-structured interviews and tours with crop owners, tlachiqueros (sap harvesters), and people related to the production system. We analyzed the morphology of 111 plants, and we studied the diversity and genetic structure of 130 individuals using 16 nuclear microsatellites.Results: We found wild, tolerated, transplanted, and cultivated varieties of agave. Asexual reproduction was the main method of propagation. We recorded 19 traditional varieties of pulque agave, 12 of them in production during the study, which correspond to the species Agave americana, A. salmiana y A. mapisaga with five intraspecific entities. The varieties were grouped according to a management gradient; the wild varieties were the smallest, with more lateral teeth and a larger terminal spine. The cultivated varieties clearly exhibited domestication syndrome, with larger plants and smaller dentition. The expected heterozygosity (He) of the varieties ranged between 0.204 to 0.721. Bayesian clustering suggested the existence of three genetic groups (K = 3), both at the level of traditional varieties of pulque agaves and for management categories, a result that matches multivariate clustering.Conclusions: Pulque producers in the studied localities, maintain high agrobiodiversity. The cultivated varieties exhibit domestication syndrome, as has been reported for other species of the genus with the same selection purposes. Our results support the hypothesis of a decrease in genetic diversity in crops compared to wild agaves, which seems to be due to vegetative propagation, among other factors.

Sistemas de manejo de agaves pulqueros en el estado de Hidalgo

“…salmiana var. salmiana es la especie con mayor número de variedades tradicionales, como se ha reportado en otros trabajos a) (Álvarez-Ríos et al, 2020 a, b;Figueredo et al, 2021;Mora-López et al, 2011;Reyes-Agüero et al, 2019). Esto se debe a la gran capacidad adaptativa de la especie para desarrollarse de manera óptima en diversas condiciones ambientales, a su amplia plasticidad fenotípica que le confiere diferentes características por las cuales los manejadores la clasifican, y al proceso de la domesticación de esta especie.…”

“…Además, las prácticas de manejo de los productores influyen en el número de variedades registradas, por ejemplo, es común que haya introducción de otras variedades ajenas a la localidad, además de que se pueda dar procesos de hibridación entre variedades, generando nuevos tipos de agaves con características intermedias, esto cuando los agaves se reproducen sexualmente (Álvarez-Ríos et al, 2020b;Figueredo et al, 2021). Otros estudios han registrados números similares a los que hemos registrado aquí, 2018) registran diez variedades en localidades de Puebla y Tlaxcala.…”

“…Siendo a través del conocimiento tradicional de los manejadores que estas diferencias en los agaves son identificadas, generando la clasificación campesina de las variedades tradicionales, por ejemplo, Agave salmiana var. salmiana la cual es clasificada dependiendo sus atributos en Chalqueño, Manso, Manso colorado, Muthá, Oreja de liebre, Palmilla y Poblano, en los sistemas de estudio, mientras que, en otros sistemas del estado, se identifica como Amapola, Púa larga o Dämni, siendo esta la especie con la mayor diversidad de variedades tradicionales en el estado (Figueredo et al, 2021;Reyes-Agüero et al, 2019). Es importante resaltar que esta clasificación va más allá de nombrar a los agaves de diferentes formas, sino que es una expresión del conocimiento ecológico tradicional de las comunidades, el cual se constituye a partir de la larga y continua interacción que las personas tienen con los agaves y con la gran capacidad de observación, abstracción y análisis de los elementos de la naturaleza por parte de los grupos humanos (Berkes et al, 2000) La clasificación campesina es un sistema sumamente útil para discernir entre los recursos disponibles y generar estrategias de aprovechamiento, por ejemplo, propagar variedades de agave más productivas de savia frente a otras de menor rendimiento.…”