Desarrollo y caracterización de herramientas genómicas en fragaria diploide para la mejora del cultivo de fresa

Abstract

La fresa es uno de los frutos con mayor cuota en la exportación de frutas y hortalizas en nuesto país. Sin embargo, la naturaleza octoploide de su genoma ha lastrado históricamente las investigaciones genéticas en esta especie. La fresa diploide constituye un excelente modelo para el estudio de las bases genéticas que gobiernan la calidad del fruto de fresa y de otras especies de la familia Rosaceae, dado que es una planta pequeña, de ciclo de vida corto, posee un genoma muy pequeño, es susceptible de ser transformada y regenerada con facilidad, se reproduce tanto de manera sexual como asexual y produce gran cantidad de descendientes en una sóla generación. Además, los genomas diploide y octoploide del género Fragaria presentan un alto grado de sintenia y colinearidad. Es por ello que en este trabajo de Tesis Doctoral se ha escogido Fragaria vesca como modelo para el desarrollo de herramientas genómicas encaminadas a localizar en su genoma los factores genéticos que determinan las principales características agronómicas y nutricionales que más interesan al sector fresero, de cara a la mejora genética de la especie. Este trabajo se compone de dos partes. En la primera parte se detalla el desarrollo de herramientas moleculares para el estudio del genoma de Fragaria diploide como la mejora del mapa genético de referencia del género, mediante la transformación de algunos marcadores moleculares en marcadores de tipo PCR y la incorporación de nuevos marcadores, la generación y caracterización de una genoteca de BACs para la confección de un mapa físico del género y el mapeo genético de genes candidatos, seleccionados para la calidad del fruto y obtenidos mediante la transferencia de marcadores del género Prunus al género Fragaria. En la segunda parte, se detalla el desarrollo de una serie de poblaciones segregantes generadas con objeto de crear una colección de líneas de introgresión a partir de las especies diploides Fragaria vesca var. ‘Reine des Vallées’ (conocida como Reina de los Valles en nuestro país) y la especie silvestre Fragaria bucharica. Esta colección de líneas ha sido obtenida tras dos rondas de retrocruzamientos seguidas de una autofecundación, mediante selección asistida por marcadores. La colección consta de 30 líneas cuyo genoma es esencialmente igual al del parental recurrente, F. vesca, a excepción de un segmento definido por marcadores moleculares, heredado del parental donante, F. bucharica. Cada una de las líneas posee un segmento o introgresión diferente, de manera que la suma de todas las introgresiones cubre más del 97% del genoma de Fragaria diploide. Las introgresiones tienen un tamaño medio de 43 cM, proporcionando una resolución media para el mapeo de 16,9 cM. Dado que la mayoría de las líneas ha heredado más del 90% del genoma del parental recurrente, y puesto que éste es un cultivar comercial, la genoteca presentada aquí es, además, un recurso precompetitivo que puede ser usado en mejora genética. La caracterización preliminar de algunas de las líneas obtenidas mediante el análisis de algunos caracteres agronómicos como el tiempo de floración, la fenología de la planta, la resistencia a enfermedades, así como el tamaño y la forma de sus hojas y frutos ha permitido identificar ciertas regiones genómicas que parecen estar controlando estos caracteres en el género Fragaria, demostrando que ésta colección de líneas de introgresión es una herramienta muy eficaz para la identificación y disección de caracteres complejos. Además, se ha localizado un nuevo locus implicado en la autoincompatibilidad asociada a algunas especies del género y se han desarrollado líneas que pueden propagarse vegetativamente ya que, pese a ser comercial, la variedad ‘Reine des Vallées’ no produce estolones.