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Generación, caracterización molecular y evaluación morfológica de una población de líneas dihaploides en melón(Cucumis melo L.)

by Gonzalo Pascual, María José

Abstract (Summary)
RESUMEN El melón (Cucumis melo L.) es una especie vegetal de gran importancia económica, en la que se han establecido numerosos programas de mejora. En ellos es de gran importancia la utilización de líneas puras, cuya obtención ha avanzado en gran medida por la utilización de técnicas de biotecnología entre las que se encuentran la obtención de poblaciones de líneas dihaploides y los marcadores moleculares. La producción de líneas haploides diploidizadas disminuye el tiempo de generación necesario para obtener individuos completamente homocigotos a una generación. Así mismo, la naturaleza homocigótica de estas líneas y su potencial para ser perpetuadas ilimitadamente por semilla, hacen a las poblaciones de líneas dihaploides muy útiles para estudios genéticos como la generación de mapas genéticos, donde los marcadores dominantes y codominantes pueden ser mapados con igual precisión. Así mismo, la disponibilidad de material vegetal genéticamente idéntico de forma ilimitada hace posible que se puedan añadir nuevos marcadores a medida que se vayan generando y que estas poblaciones sean muy útiles para la localización de genes mayores y QTLs (Quantitative Trait Loci), pudiendo estudiarse el mismo genotipo en diferentes localizaciones y estudiarse la interacción genotipo por ambiente (GxE). En este trabajo se estudió la respuesta partenogénica de varios genotipos de melón, ya que se había descrito la importancia del genotipo en la obtención de LDHs. Tras este estudio se pudieron describir 3 pasos limitantes en el proceso de obtención de LDHs: Eficacia en la obtención de embriones a partir de semilla de frutos partenocárpicos, supervivencia de los embriones en el proceso de cultivo in vitro y obtención de líneas diploidizadas, perpetuadas por semilla a partir de estos embriones. Se observó diferente comportamiento de los genotipos estudiados en cada uno de los pasos limitantes definidos para el proceso. Posteriormente se generó, por partenogénesis inducida in situ por polinización con polen irradiado, una población de 95 líneas dihaploides (LDHs) a partir del cruzamiento de dos líneas de melón, PI161375 x T111. Estas dos líneas se eligieron por presentar características agronómicas importantes. La línea T111 perteneciente a la variedad botánica inodorus, de tipo Piel de Sapo es una de las líneas más consumidas en España mientras que PI 161375 Sogwhan Charmi, perteneciente a la variedad botánica chinensis, presenta numerosas resistencias a enfermedades. Las líneas de la población fueron analizadas por marcadores moleculares de tipo codominante (RFLPs y SSRs) para determinar su homocigosis y se determinó su nivel de ploidía por citometría de flujo. A partir de la población de LDHs se realizó el mapa genético, transfiriendo marcadores moleculares codominates de alta calidad de tipo RFLPs y SSRs que ya habían sido posicionados en el mapa F 2 obtenido a partir del mismo cruce y se incluyeron 54 nuevos marcadores de tipo SSR. Se obtuvo un mapa con 169 marcadores que se distribuyeron en 12 grupos de ligamiento, cubriendo una distancia de 1289.6cM. La densidad de mapa fue de 7.6cM/marcador. El orden de los marcadores se mantuvo al compararlo con otros mapas de melón existentes y con el mapa realizado a partir de una población F2, lo que demuestra la consistencia del mapa genético obtenido, permitiendo emplearlo como mapa de referencia para posteriores estudios en esta especie y la integración de los dos mapas obtenidos a partir del cruce PI161375 x T111. Integrando se obtuvo un mapa altamente saturado con 331 marcadores codominantes que se distribuyeron en doce grupos de ligamiento cubriendo todo el genoma de melón, con una densidad de 3.02cM/ marcador y que cubrieron una distancia de 1061cM. Se estudió también la segregación de las frecuencias alélicas de los marcadores utilizados en la generación del mapa de la población de LDHs para identificar zonas distorsionadas que pudieran estar implicadas en el proceso de obtención de haploides. Se observaron 6 zonas que presentaron distorsión de las frecuencias alélicas. Estas zonas serían candidatas de incluir genes que son seleccionados en el proceso de generación de LDHs. En 2 de estas zonas la segregación fue favorable al alelo del parental PI161375 y en las otras 4 la distorsión fue favorable al alelo de T111, lo que indicaría que los dos parentales influyen en el proceso de generación de las líneas dihaploides. Finalmente, se estudiaron diferentes caracteres cuantitativos implicados en la morfología floral, morfología de fruto y la germinación, localizando 71 QTLs, para todos los caracteres analizados. La alta correlación observada entre la forma de ovario y fruto y la co-localización de los QTLs implicados en estos caracteres sugiere que la forma del fruto esta determinada por la forma del ovario, es decir, que los mismos genes controlan ambos caracteres, y la forma de fruto se determina en etapas tempranas del desarrollo. También permitió dividir el carácter de la pubescencia del ovario en dos componentes, longitud y densidad, confirmando que se trata de un carácter de herencia poligénica lo que explicaría la aparición de fenotipos intermedios en las clasificaciones taxonómicas realizadas. Se encontraron, así mismo, QTLs relacionados con la germinación de las LDHs que nos indican que los genes que intervienen en los procesos relacionados con la germinación se expresan en las primeras etapas del proceso, que existen alelos de PI161375 con efectos favorables a la germinación y que existe un importante efecto ambiental relacionado con la luz, observándose en presenc ia de luz un mayor porcentaje de germinación.
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Bibliographical Information:

Advisor:Dolcet-SanJuan, Ramon; Monforte Gilabert, Antonio José

School:Universitat de Lleida

School Location:Spain

Source Type:Master's Thesis

Keywords:pvcf producció vegetal i ciència forestal

ISBN:

Date of Publication:10/14/2003

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