Análisis genómico comparativo en Triticíneas:: generación y aplicación de herramientas para la mejora genética vegetal e inferencias filogenéticas
- Autores: Almudena Castillo Lopez
- Directores de la Tesis: Gabriel Dorado Pérez (dir. tes.), Pilar Hernández Molina (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2011
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ángeles Alonso Moraga (presid.), Andrés Muñoz Serrano (secret.), Guenter Kahl . (voc.), Pedro Javier Azor Ortiz (voc.), Santiago Moreno Vázquez (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Hordeum chilense (Roem. et Schulz.) es una cebada silvestre diploide (2n = 2x = 14), originaria del Sur de América que muestra gran variación genética, tanto a nivel bioquímico como morfológico. Crece en ambientes muy diversos y tiene características muy interesantes para la mejora genética de los cereales: se han conseguido híbridos fértiles con otros miembros de la tribu Triticeae, permitiendo la posibilidad de transferir características importantes a especies cultivadas. Entre ellas se encuentran resistencia a estreses bióticos y abióticos, alta variabilidad en caracteres de calidad, tales como proteínas de almacenamiento o contenido en carotenoides. Los tritórdeos son anfiploides obtenidos después de la duplicación cromosómica de los híbridos entre Triticum y H. chilense. Se trata de especies puente que facilitan la transferencia de características agronómicas importantes de H. chilense a trigo. Las especies silvestres constituyen una fuente de variabilidad genética para las especies cultivadas; así, la hibridación y la introgresión permiten introducir variabilidad de especies silvestres en las plantas cultivadas. Por ello, la caracterización de esta variabilidad y el desarrollo de herramientas para su introducción en plantas cultivadas son metas importantes en la mejora genética vegetal. Debido a la escasa información de una especie silvestre como H. chilense y de su poco interés agronómico directo, se hace inviable el desarrollo directo de herramientas genómicas en la misma, dado el elevado coste que esto supone. Gracias a la existencia de sintenia entre los cereales y dada la homeología de esta especie con otras de gran interés como trigo y cebada, es posible el desarrollo de herramientas moleculares en H. chilense. Así, mediante aproximación genómica comparativa se ha podido llevar a cabo la transferencia de marcadores microsatélites tanto genómicos (gSSR) como génicos; es decir, localizados en zonas génicas expresadas (EST-SSR) de especies cultivadas a H. chilense de una manera más rápida y económica. Con este trabajo se ha incrementado el número de gSSR, obteniéndose 39 nuevos gSSR polimórficos útiles para el análisis H. chilense. Además, los marcadores desarrollados son de alta calidad y reproducibles, ya que fueron validados bajo dos condiciones diferentes laboratorios, usando distintos equipos de secuenciación. También se aportan 41 nuevos EST-SSR de alta calidad, específicos de cromosomas de H. chilense, y por tanto disponibles para su uso en esta especie y colineales con los genomas de cebada o de trigo. Además, la disponibilidad de recursos citogenéticos, como las líneas de adición de H. chilense en trigo, permitió la asignación cromosómica de estos marcadores polimórficos, obteniéndose marcadores específicos para todos los cromosomas de H. chilense. Los estudios de variabilidad realizados permitieron determinar la estructura genética de las líneas estudiadas. Ello permite establecer asociaciones de la variabilidad de la especie con datos geográficos y ambientales, caracteres morfológicos y datos de interés agronómico. Por otro lado, se llevó a cabo el análisis del genoma del cloroplasto en H. chilense, mediante el uso de cebadores universales y detección mediante cromatografía líquida de alto rendimiento (dHPLC), permitiendo detectar diferentes haplotipos usados para el estudio de variabilidad de la especie. Asimismo, se compararon los resultados obtenidos con marcadores nucleares y citoplasmáticos, a nivel intra- e inter-específico. El análisis de las secuencias de la región ITS1-5¿8S-ITS2 del ADNr en la colección de H. chilense permitió el estudio de variabilidad en la especie así como su estudio filogenético. En el presente trabajo se ha llevado a cabo un estudio de la variabilidad genética en una colección representativa de H. chilense, mediante el uso de los marcadores moleculares desarrollados para determinar la variabilidad natural de la especie y llevar a cabo un análisis filogenético a nivel intraespecífico. Además, se realizó un análisis filogenético a nivel interespecífico e intergenérico con estos marcadores polimórficos desarrollados, utilizando para ello especies relacionadas. De esta forma se avanza en el conocimiento del genoma de H. chilense y se determina el grado de similitud con otros genomas, como trigo y cebada. En conclusión, los resultados de este trabajo indican que el conjunto de marcadores desarrollados es potencialmente útil, no sólo para el estudio de la estructura genética y evolución en cebada silvestre, sino también para identificar rasgos agronómicos de interés, para estudios de introgresión, y en general, para programas de mejora genética en cereales.
