Cartografía genética y análisis de qtl asociados a caracteres de calidad de fruto en tomate (solanum lycopersicum l.)

• Autores: Carmen Capel Salinas
• Directores de la Tesis: Rafael Lozano Ruiz (dir. tes.), Fernando Juan Yuste Lisbona (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Almería ( España ) en 2016
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Vicente Moreno (presid.), Trinidad Angosto (secret.), Rafael Fernández Muñoz (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biotecnología y Bioprocesos Industriales Aplicados a la Agroalimentación y Medioambiente por la Universidad de Almería
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• Resumen

  • La abundante información acumulada en las últimas décadas en el ámbito de la fisiología, genética y biología molecular del tomate (Solanum lycopersicum L.), unida a los avances surgidos tras la secuenciación de su genoma en 2012, han hecho de esta hortícola una especie modelo entre las angiospermas, especialmente para el estudio de genes y caracteres relativos al desarrollo y calidad del fruto. Ni que decir tiene, que la relevancia económica (producción y superficie cultivada) y nutricional (contenido en vitaminas, compuestos antioxidantes y saludables, pigmentos, etc.) del tomate han contribuido significativamente a esta consideración de especie modelo. El protagonismo de esta especie en los mercados lleva implícita una demanda constante de variedades productivas, mejor adaptadas a diferentes condiciones de cultivo y con resistencia a plagas y enfermedades; por su parte, los consumidores reclaman frutos de mayor calidad organoléptica y nutricional.

    Desarrollar nuevas variedades comerciales de tomate que respondan a las necesidades de productores y consumidores no es posible sin utilizar la variabilidad genética de las especies silvestres emparentadas con la especie cultivada, objetivo que se enmarca en programas de mejora por retrocruzamiento. Sin embargo, esos programas de mejora se ralentizan debido tanto a la dificultad de trabajar con cruzamientos interespecíficos, como al desconocimiento de la base genética de la herencia de muchos de los caracteres de interés agronómico.

    En esta tesis se ha caracterizado agronómica, fisiológica y genéticamente una población segregante consanguínea compuesta por 169 líneas recombinantes isogénicas (RILs). La población incorpora las características agronómicas de una variedad comercial de tomate, el cv. Moneymaker, y la gran variabilidad genética de la accesión TO-937 de la especie silvestre S. pimpinellifolium, que produce frutos de gran calidad nutricional y es portadora de genes de resistencia a plagas y enfermedades.

    A partir de la población RIL se ha generado un mapa genético con 353 marcadores moleculares de herencia codominante, localizados en 12 grupos de ligamiento, con un promedio de 29 marcadores distribuidos por cromosoma, proporcionando una cobertura uniforme del genoma de la especie. La distancia media entre marcadores es de 2,8 cM, que lo que supone una cobertura total de 1007 cM. La longitud de los cromosomas varia de 65 cM (cromosoma 8) a 101 cM (cromosoma 11), con una longitud media por cromosoma de 84 cM.

    A partir de este mapa genético se han cartografiado los QTL responsables de la herencia de numerosos caracteres de interés agronómico, tales como el tamaño del fruto, la acidez y el contenido en compuestos nutricionales tan importantes como vitamina C, licopeno y minerales esenciales, entre otros. Así mismo, merece destacar el análisis genético y cartografía de QTL implicados en una de las fisiopatías que mayores pérdidas ocasiona a productores y comercializadores de tomate, el agrietado de los frutos.

    En todos los caracteres estudiados, hemos detectado QTL de efecto individuales y de efecto mayor. De igual manera, se ha podido poner de manifiesto la importancia de nuevos QTL de efecto epistático y la interacción QTL x ambiente en el control genético de dichos caracteres. La mayoría de ellos QTL representan una contribución novedosa de esta Tesis Doctoral, lo que unido al hecho de estar delimitados por marcadores codominantes, los convierte en herramientas de gran utilidad para objetivos de selección genómica en programas de mejora genética de tomate.

    Para la mayoría de caracteres analizados hemos desarrollado nuevos marcadores moleculares a partir de genes candidatos que se co-localizan con los QTL antes descritos, y que por tanto, deben participar en la herencia de los respectivos caracteres. Por ello, los resultados descritos en este trabajo pueden ser utilizados como el punto de partida de futuros proyectos de investigación en los que se llegue a determinar los genes localizados en cada uno de los QTL identificados en esta Tesis Doctoral.