Caracterización de recursos genéticos de trigo para la mejora genética de la calidad de grano
- Autores: Ana Belén Huertas García
- Directores de la Tesis: Juan Bautista Álvarez Cabello (dir. tes.), Carlos Guzman Garcia (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2024
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: M. Ángela Martín (presid.), Ignacio Solís Martel (secret.), Patricia Giraldo Carbajo (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biociencias y Ciencias Agroalimentarias por la Universidad de Córdoba
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Helvia
- Resumen
1. Introducción o motivación de la tesis: En trigo, la calidad del grano es uno de los factores más importantes del cultivo, ya que determina su valor de venta en el mercado y su posterior uso. Esta calidad viene determinada por la composición del grano y por las características derivadas de la misma, como son la dureza, y la fuerza del gluten. La calidad nutricional está relacionada con la concentración de algunos componentes del grano entre los que destacan el hierro, zinc, ácido fítico y la fibra por su importancia en el metabolismo y en la salud humana.
Dentro del mundo del trigo, tanto las variedades antiguas, que fueron sustituidas por otras más productivas, como algunas de las especies que se cultivaban antiguamente se han recuperado durante las últimas décadas (Geisslitz et al., 2020; Miedaner et al., 2016). Algunos de estos últimos se denominan «trigos antiguos».
En el pasado, estos trigos milenarios fueron descuidados principalmente por su menor rendimiento, su mala adaptación a la mecanización agrícola y porque requerían un tratamiento especial de descascarillado en el molino para separar la paja del grano. Actualmente, su mayor interés está más relacionado con su uso en alimentación, debido a un creciente interés por alimentos y cultivos tradicionales que prácticamente se han perdido durante el último siglo.
Los trigos antiguos tienen interés como cultivo per se y como donantes de características, ya que poseen variabilidad para diferentes genes que pueden no estar presentes en los cultivares modernos. Dicha variabilidad podría ser útil para que los programas de mejora modernos centrados en el desarrollo de materiales con características de calidad diferenciales y más nutritivos y el desempeño agronómico de los trigos modernos (Padulosi et al., 2002). Es por ello que en la actualidad se está potenciando la búsqueda de nueva variabilidad genética en los recursos genéticos disponibles almacenados en los Bancos de Germoplasma. Al mismo tiempo, se están desarrollando numerosos estudios sobre los trigos antiguos, comparando sus características con las del trigo moderno (Shewry, 2018; Brouns et al., 2022). Sin embargo, muchos de estos estudios se han realizado con un número limitado de genotipos (Shewry, 2015), lo que podría sesgar los resultados e infravalorar el verdadero papel de estos materiales antiguos. En consecuencia, la evaluación de colecciones más grandes es fundamental, y esto ha motivado el desarrollo de estudios más amplios (Curzon et al., 2021; Tóth et al., 2022), ya que la evaluación de grandes colecciones de estos trigos antiguos podría arrojar luz sobre estas cuestiones, identificando nuevos genotipos potenciales para utilizarlos en programas de mejora.
2.Contenido de la investigación: En esta Tesis Doctoral se ha evaluado y caracterizado la variabilidad genética para los genes y componentes implicados en la calidad del trigo en recursos genéticos procedentes de diversas regiones del mundo. Para ello se han planteado los siguientes objetivos: Analizar la variación en los loci Glu-Am1, Wx-Am1 y Ha en una colección de 170 accesiones de einkorn de Irak, Irán y Turquía, con el fin de establecer el valor potencial de esta especie silvestre como fuente donante de genes para la mejora de la calidad del trigo; Evaluar la diversidad de los genes Pina-D1 y Pinb-D1, en una colección de 271 variedades locales (landraces) de trigo harinero de Irán, con el fin de detectar nuevos alelos de los genes de las puroindolinas asociados a diferentes durezas del grano; Analizar la variabilidad de diferentes componentes del grano con importancia nutricional en una colección española de trigo espelta y variedades modernas de trigo harinero. Asimismo, identificar genotipos que puedan utilizarse en programas de mejora para desarrollar nuevos cultivares adaptados de alto rendimiento y calidad nutricional; y evaluar una colección española de trigo espelta y variedades modernas de trigo harinero para características de calidad de grano relacionadas con la calidad tecnológica.
3.Conclusión: A partir del trabajo realizado se han obtenido las siguientes conclusiones: 1. La escaña silvestre es una fuente interesante de nuevas variantes de genes relacionados con la calidad del trigo.
2. Una colección de variedades locales de trigos harineros iranís mostró una notable variabilidad para los ge-nes de las puroindolinas. Se detectó un nuevo alelo para el gen Pinb-D1 (Pinb-D1ak), el cual posee un cambio en la estructura de la proteína, lo que provoca que los granos de estos materiales sean duros. Futuros estudios determinarán si el nivel de dureza asociado a este alelo es diferencial del de otros alelos de puroindolinas.
3. Entre trigo espelta y trigo harinero existe una variación intra e interespecífica significativa en los compues-tos nutricionales, por lo que no se puede afirmar que una especie sea más saludable que la otra. Dentro de ambos grupos existen genotipos con valores sobresalientes para determinados compuestos nutricionales, que podrían utilizarse como donantes en los programas de mejora.
4. Existe una gran variación para características de calidad de procesamiento y panificación en la colección de espelta español. En general dichos materiales poseen grano blando, contenido proteico medio-alto, baja fuerza y alta extensibilidad del gluten, y calidad panadera media. Se identificaron genotipos con valores sobresalien-tes en algunos de estos rasgos que podrían ser útiles para la mejora genética y para desarrollar nuevos cultivares de espelta con buenas características para la industria alimentaria.
4. Bibliografía: Brouns, F., Geisslitz, S., Guzman, C., Ikeda, T.M., Arzani, A., Latella, G., ¿ Shewry, P. R., 2022. Do ancient wheats contain less gluten than modern bread wheat, in favour of better health. Nutrition Bulletin, 47, 157-167.
Curzon, A.Y., Kottakota, C., Nashef, K., Abbo, S., Bonfil, D. J., Reifen, R., ¿ & Ben-David, R., 2021. Assessing adaptive requirements and breeding potential of spelt under Mediterranean environment. Scientific Reports, 11, 1-12.
Geisslitz, S., & Scherf, K.A., 2020. Rediscovering ancient wheats. Cereal Foods World, 65, 13.
Miedaner, T., & Longin, F., 2016. Neglected cereals: From ancient grains to superfood. Agrimedia: Clenze, Germany.
Padulosi, S., Hodgkin, T., Williams, J., Haq, N., Engles, J., Rao, V., Brown, A., Jackson, M., 2002. 30 underutilized crops: trends, challenges and opportunities in the 21st century. In Managing plant genetic diversity, Eds. CABI Publishing: Wallingford, UK, 323-338.
Shewry, P.R., Hey, S.J., 2015. The contribution of wheat to human diet and health. Food Energy Security, 4, 178-202.
Tóth, V.; Láng, L.; Vida, G.; Mikó, P.; Rakszegi, M., 2022. Characterization of the protein and carbohydrate related quality traits of a large set of spelt wheat genotypes. Foods, 11, 14.
