APLICACIÓN DE MARCADORES MOLECULARES EN LA MEJORA GENÉTICA DEL GUISANTE PROTEAGINOSO (PISUM SATIVUM L.)
APLICACIÓN DE MARCADORES MOLECULARES EN LA MEJORA GENÉTICA DEL GUISANTE PROTEAGINOSO (PISUM SATIVUM L.)
APLICACIÓN DE MARCADORES MOLECULARES EN LA MEJORA GENÉTICA DEL GUISANTE PROTEAGINOSO (PISUM SATIVUM L.)
Fecha de publicación: 2013
Tipo de publicación:
Tesis doctoral
Autor:
Sonia Ramos Gómez
Lugar de publicación:
https://www.educacion.gob.es/teseo/mostrarRef.do?ref=1058997
Resumen:
El guisante, como cultivo, adquiere importancia a través de las cualidades nutritivas de su semilla, destinada principalmente al consumo animal, así como a través de su incorporación al sistema de cultivos, dentro de una agricultura sostenible.
La necesidad de aumentar y estabilizar el rendimiento de este cultivo pasa por adelantar la fecha de siembra. Este adelanto somete al cultivo a estrés invernal, requiriendo del mismo que muestre alto grado de tolerancia a la dureza invernal, sin ver reducidos ni alterados sus rendimientos.
El objetivo principal de este trabajo ha sido contribuir al desarrollo y aplicación de herramientas moleculares útiles para la mejora genética de guisante proteaginoso, vinculándose con las actividades relacionadas con el programa para la obtención de nuevas variedades desarrollado en el Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León (ITACyL).
El desarrollo de este objetivo se ha planteado a través de tres enfoques dentro de la mejora genética y en relación a la aplicación de marcadores moleculares: (1) análisis exploratorio del fondo genético de una colección de germoplasma de trabajo representativa del género Pisum, (2) estudios preliminares relacionados con el mapeo genético necesario para la aplicación de marcadores moleculares como apoyo en selección asistida y, (3) determinación, mediante estudio de la expresión génica, de genes candidatos relacionados con procesos de aclimatación y tolerancia a helada.
Los materiales empleados durante el desarrollo experimental de esta tesis se basaron principalmente en el empleo de diferentes tipos demarcadores moleculares así como en su diseño. Las técnicas empleadas con este tipo de marcadores fueron, fundamentalmente técnicas de amplificación mediante PCR convencional y PCR cuantitativa. Se evaluaron caracteres de interés agronómico, rasgos de expresión fisiológica y de desarrollo dentro del rango de tolerancia a heladas, así como la expresión diferencial, a nivel de transcripción, de genes implicados en la aclimatación a bajas temperaturas.
Los diferentes análisis estadísticos nos permitieron analizar la variabilidad genética mostrada en una colección representativa del género Pisum, obtener mapas de ligamiento sobre los que realizar un análisis de QTL y establecer el efecto de la aclimatación así como el comportamiento diferencial, en función del rango de tolerancia a heladas, de diversos genes. Del mismo modo, estos análisis permitieron realizar un estudio comparativo de los resultados de cada enfoque, con el objetivo de detectar posibles marcadores asociados a la expresión diferencial en aclimatación, vinculados a su vez a QTL de interés y relacionados con la tolerancia a heladas.
Los resultados obtenidos sugieren que el género Pisum se compone de tres especies: P. fulvum, P. abyssinicum y P. sativum. No obstante, la detección de criterios influyentes en la estructura interna de la colección ha sido dependiente del tipo de marcador utilizado.
Se obtuvieron tres mapas de ligamiento parciales, sobre los cuales, se han anclado por primera vez un total de 21 marcadores moleculares, habiéndose confirmado la posición de otros 29. Se han detectado tanto QTL asociados a la floración como asociados a tolerancia a heladas y a dureza invernal, co-localizados con QTL relativos a rendimiento. Asimismo, se ha observado relación entre la posición de QTL relativos al daño por heladas con loci relacionados con el metabolismo proteico y glucídico a través de varios marcadores basados en genes.
La regulación mostrada por los genotipos tolerantesa heladas bajo aclimatación ha implicado genes relacionados con el metabolismo proteico y glucídico, mientras que los genotipos susceptibles han mostrado sobreexpresión de genes relacionados con respuestas de defensa.
Por último, se han relacionado los genes que han mostrado expresión diferencial durante aclimatación con QTL asociados a la dureza invernal y a caracteres fenológicos, así como de rendimiento mediante marcadores GTM localizados en regiones concretas del mapa de ligamiento de guisante.