Resumen de Mejora genética y selección genotípica de la resistencia a tylcd conferida por los genes ty-1 y ty-3 en tomate
El tomate (Solanum lycopersicum L.) representa una de las especies hortícolas más relevantes de nuestro país, sin embargo, su cultivo se ve afectado por el ataque de numerosos agentes patógenos que, en muchos casos, merman de forma significativa su producción. Entre las patologías de naturaleza vírica, una de las más importantes es la enfermedad del rizado amarillo del tomate (TYLCD), causada por un complejo de especies virales pertenecientes al género Begomovirus (familia Geminiviridae). Esta enfermedad constituye un factor limitante para los cultivos de tomate en numerosos países de zonas tropicales y subtropicales donde se encuentra distribuido su insecto vector, la mosca blanca Bemisia tabaci Genn. Entre los métodos de control de TYLCD, el desarrollo de variedades resistentes es una de las alternativas más eficaces por lo que supone en favor de una agricultura sostenible y más respetuosa con el medio ambiente. Desde la aparición de la enfermedad, se han intentado obtener variedades comerciales resistentes a partir de cruzamientos entre la especie cultivada y especies silvestres emparentadas como S. pimpinellifolium, S. peruvianum, S. chilense, S. cheesmanii o S. habrochaites, habiéndose descrito hasta la fecha varios genes implicados en la tolerancia/resistencia a TYLCD. El estudio de la interacción entre los distintos genes de resistencia, así como la obtención de herramientas moleculares que faciliten su diagnóstico y monitorización, son requisitos imprescindibles para abordar una mejora de precisión que permita el desarrollo de nuevas variedades comerciales portadoras una resistencia efectiva y estable frente a TYLCD.
En la presente memoria se describe la caracterización genética de la resistencia a TYLCD presente en la línea TZ841-4. A partir del análisis genético, hemos desarrollado marcadores moleculares útiles tanto para la cartografía de dicha resistencia como para la selección inequívoca de genotipos resistentes a TYLCD.
La generación de un mapa de ligamiento de un fragmento introgresado en la línea TZ841-4 nos ha permitido identificar dos grupos o clusters de marcadores ligados a una distancia genética de 0,5 cM, que coinciden con las posiciones descritas para los genes de resistencia Ty-1 y Ty-3, ambos derivados de S. chilense. Los análisis fenotípicos y moleculares desarrollados han demostrado que en la región genómica donde se localizan los genes de resistencia a Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) deriva de la entrada LA1969 de S. chilense y, lo más importante, que se requiere la presencia simultánea de Ty-1 y Ty-3 para conferir una resistencia efectiva contra TYLCV. Adicionalmente, se han podido detectar frecuentes eventos de recombinación entre ambos loci, lo que supone la pérdida de la resistencia en algunas líneas segregantes, e indican que Ty-1 y Ty-3 se comportan como genes independientes, al menos en la línea TZ-841-4 objeto de nuestro estudio. Además, estos resultados aconsejan la utilización de, al menos, dos marcadores moleculares (uno ligado a cada gen de resistencia) para garantizar una correcta monitorización de la resistencia, favoreciendo de esta manera programas de mejora genética más eficientes (precision breeding) en el cultivo de tomate.
Mediante la combinación del análisis masal de progenies segregantes (BSA) y la técnica AFLP, hemos identificado ocho marcadores, seis ligados a Ty-1 y dos ligados a Ty-3, en la línea TZ841-4. La clonación y secuenciación de cada uno de estos fragmentos nos ha permitido desarrollar marcadores dominantes y codominantes de uso rutinario (CAPS y SCAR) estrechamente ligados al gen Ty-1. Adicionalmente, los marcadores alelo-específicos ligados a Ty-3 han podido ser resueltos mediante un sólido procedimiento basado en la técnica de cuantificación relativa mediante PCR a tiempo real. El análisis de 151 líneas e híbridos comerciales mediante los marcadores desarrollados en este trabajo, ha demostrado que la gran mayoría de ellos puede resultar una herramienta útil en programas de mejora asistida por marcadores moleculares orientados al desarrollo de variedades resistentes a TYLCD.
Hasta la fecha, varias estrategias han sido utilizadas para la obtención de líneas resistentes a TYLCD. Entre ellas, la búsqueda de genes del huésped relacionados con los mecanismos de transporte del virus o aquellos relacionados con mecanismos de defensa contra el vector está ganando posiciones frente a la introgresión de genes procedentes de entradas silvestres ya que, a diferencia estos, los primeros podrían otorgar a la planta una resistencia de amplio espectro. De entre todas las estrategias, la mutagénesis química se ha convertido en una herramienta sumamente útil ya que, a diferencia de la mutagénesis insercional basada en transgénesis, permite el uso de las líneas generadas en programas de mejora genética. En el presente trabajo hemos llevado a cabo el escrutinio y caracterización de 3.394 familias M2 generadas en un programa de mutagenesis con EMS en el cultivar Moneymaker de tomate. Con ello hemos pretendido identificar nuevos genes de resistencia a TYLCD dentro del genoma de S. lycopersicum, y si bien ello no ha sido posible, hemos podido detectar varias líneas que parecen mostrar cierto grado de tolerancia al insecto transmisor de la enfermedad, B. tabaci. No obstante, se requiere una mayor investigación en estas líneas para determinar su utilidad final en la mejora de la resistencia a TYLCD.
