Genetic diversity and structure in a major Brazilian annatto (Bixa orellana) germplasm bank revealed by microsatellites and phytochemical compounds

Abstract

Annatto (Bixa orellana L.) is a tropical crop indigenous to the Americas, probably Amazonia. Annatto is commercially valuable in the food and cosmetics industries as a natural dye used instead of synthetic dyes. In addition, annatto contains other important substances for human health, such as geranylgeraniol, tocotrienols and other carotenoids. The aim of the present study was to evaluate the genetic diversity of 63 accessions from the annatto germplasm bank at the Agronomic Institute (IAC), Sa ˜o Paulo, Brazil, using four phytochemical compounds and 16 microsatellite markers. Significant variation was observed for the phytochemical compounds, ranging from 2 to 7.31 g (100 g dry matter-DM) -1 for bixin, 2.14-7.11 g (100 g DM) -1 for lipids, 0.25-1.05 g (100 g DM) -1 for tocotrienols, and 0.49-2.61 g (100 g DM) -1 for geranylgeraniol content. A total of 73 alleles was observed in the molecular characterization with 16 microsatellite loci. We found higher expected heterozygosity than observed heterozygosity for all loci, indicating strong deficits of heterozygotes. For both molecular and phytochemical compounds, cluster and PCoA

Morfologia fenotípica de Bixa arborea e Bixa orellana (Bixaceae) em Alta Floresta, Mato Grosso, Brasil

“…Bixa orellana embora seja muito utilizada comercialmente, é facilmente encontrada de forma nativa, sobretudo em fragmentos antropizados (Dequigiovanni et al, 2017). Essa espécie é muito utilizada por grande parte da população de toda a América Latina e vem sendo selecionada e cultivada há muito tempo, gerando novos cultivares (Clement et al, 2010;Moreira et al, 2015): Em um estudo Barbosa-Filho et al (1998) relataram 4 variedades de B. orellana que eram cultivadas na Paraíba: Casca verde", "Casca vermelha", Bico de calango" e "Grão preto".…”

“…No Brasil são geralmente utilizados em plantações os cultivares Piave Vermelha, Wagner, Peruana Pará, Bico de Pato, Peruana Paulista e Piave Verde Limão (Poltroniere et al, 2001;Franco et al, 2008;Ferreira-Filho et al, 2018). As características reprodutivas, o isolamento geográfico e as influências ambientais, bem como a manipulação antrópica da espécie por anos tem garantido a diversidade e plasticidade fenotípica encontrada na espécie (Dequigiovanni et al, 2017;Dequigiovanni et al, 2018;Faria et al, 2019).…”

Highly structured genetic diversity of Bixa orellana var. urucurana, the wild ancestor of annatto, in Brazilian Amazonia

“…This is the first genetic study with wild populations of annatto. The levels of heterozygosity averaged over all loci ( H E = 0.520; H O = 0.385) among the 10 populations were considerably higher than those in a germplasm bank ( H E = 0.470; H O = 0.170) with 63 cultivated varieties of annatto using the same 16 SSR loci [ 46 ]. It is expected that wild populations exhibit higher levels of diversity in relation to cultivated populations, as the latter have passed through a domestication bottleneck [ 47 ] and generally further bottlenecks due to distribution and diversification [ 48 ], including different selection pressures for yield [ 49 ].…”

Extracción de antioxidantes de genotipos nativos de achiote (Bixa Orellana L.) y jitomate (Solanum lycopersicum L.) mediante métodos no convencionales y determinación de su actividad funcional in vitro e in vivo

“…En la literatura hay reportes muy variados sobre el contenido de bixina en extractos de achiote, que van desde 0.27 mg/gps hasta 73 mg/gps (Cardarelli et al, 2008;Chisté et al, 2011;Dequigiovani et al, 2017). Estos valores se ven fuertemente afectados por variables como el origen de la semilla utilizada, la variedad, los métodos de extracción y cuantificación, los solventes usados, entre otros (Rahmalia et al, 2015).…”

“…En los extractos analizados, el único tococromanol cuantificable fue el δ -tocotrienol (Cuadro 9). Estos resultados coincidieron con varios informes, donde se reporta que el δtocotrienol es el principal tococromanol en semillas de achiote, con concentracione s comprendidas entre 1.5-10.5 mg/gps (Aggarwal et al, 2010;Dequigiovani et al, 2017;Raddatz-Mota et al, 2016).…”