Desarrollo de poblaciones multiparentales como fuente de nuevos recursos genéticos para el mejoramientoi del girasol
El área de cultivo de girasol en Argentina, se extiende entre los 24 y 38 grados de latitud sur, abarcando una amplia gama de ambientes. La plasticidad del cultivo en su adaptación a diversas condiciones agroecológicas lo convierte en el segundo cultivo oleaginoso en importancia después de la...
| Autor principal: | |
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| Otros Autores: | |
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| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad Nacional de Rosario
2022
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| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/2133/25035 http://hdl.handle.net/2133/25035 |
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El área de cultivo de girasol en Argentina, se extiende entre los 24 y 38 grados de latitud sur,
abarcando una amplia gama de ambientes. La plasticidad del cultivo en su adaptación a
diversas condiciones agroecológicas lo convierte en el segundo cultivo oleaginoso en
importancia después de la soja. Desde fines de la década del 90´ el cultivo de girasol fue
desplazado a zonas con menor potencialidad productiva a causa de adversidades bióticas y
abióticas que limitan los rendimientos obtenidos. Las principales enfermedades del girasol son
la roya negra causada por Puccinia helianthi, downy mildew causado por Plasmopara
halstedii, marchitez anticipada causada por Verticillium dahliae, el cancro del tallo y del
capítulo causado por Diaporthe helianthi y la podredumbre húmeda del capítulo causada por
Sclerotinia sclerotiorum. La diversidad de ambientes y de estreses a los que se ve expuesto
el cultivo de girasol han impulsado los estudios de las bases genéticas de la resistencia a
estreses bióticos y abióticos para poder lograr genotipos de mayor adaptabilidad, estabilidad
y rendimiento.
La identificación de los factores genéticos responsables de la expresión de características de
interés agronómico se basa en la disponibilidad de colecciones de germoplasma de base
genética amplia. El desarrollo de la genómica en los últimos años favoreció la caracterización
de la diversidad genética presente en estas colecciones y la implementación de diferentes
estrategias de mejoramiento basado en poblaciones no estructuradas y más recientemente
en poblaciones estructuradas a partir del cruzamiento de múltiples líneas parentales. Las
poblaciones multiparentales de tipo MAGIC por sus siglas en inglés “Multiparent Advanced
Generation Inter-Cross populations” han surgido como una alternativa en el estudio de QTLs
ofreciendo características intermedias entre las poblaciones biparentales y los paneles de
asociación en términos de diversidad, potencia y resolución.
El objetivo general de la presente Tesis fue diseñar, construir y caracterizar poblaciones
multiparentales de girasol para complementar la plataforma actual de recursos genéticos del
programa de mejoramiento de INTA para el estudio de regiones genómicas de interés
agronómico. Se desarrollaron dos poblaciones MAGIC a partir de 8 líneas endocriadas
mantenedoras de la fertilidad. Las líneas seleccionadas para la formación de las poblaciones
presentan características diferenciales para distintos caracteres de interés para el
mejoramiento del cultivo. Se priorizó la elección de materiales caracterizados en estudios
previos del grupo girasol de INTA frente a las enfermedades marchitez anticipada por V.
dahliae y podredumbre húmeda del capítulo por S. sclerotiorum. También, fueron
considerados otros caracteres de interés como la resistencia a Downy mildew, el contenido
de aceite, la composición de ácidos grasos, la senescencia, el ciclo y la aptitud combinatoria.
En la campaña 2020/21 se completó el segundo ciclo de autofecundaciones avanzando
ambas poblaciones al estado de F3 y obteniéndose 1161 familias para la población MAGIC1
y 1497 familias para la población MAGIC2.
Fueron genotipadas las líneas parentales de ambas poblaciones y los híbridos de 2, 4 y 8 vías
obtenidos en las etapas de desarrollo a través de la técnica de doble restricción enzimática
para reducir la complejidad del genoma seguida por secuenciación de alto rendimiento. En
esta instancia de desarrollo de las poblaciones, los datos genotípicos contribuyeron a testear
la calidad de las líneas parentales altamente homocigotas, evaluar la diversidad genética entre
ellas y la reconstrucción de haplotipos indicando la efectividad de los cruzamientos y el
potencial de las poblaciones para el mapeo fino de QTLs.
Las familias F2 de ambas poblaciones MAGIC fueron caracterizadas fenotípicamente en INTA
Pergamino en la campaña 2020/21 para caracteres de interés agronómico como floración,
altura del ápice de la lámina en relación al nivel de inserción del pecíolo en el estrato superior
de la planta, inclinación del capítulo y altura de planta. La población MAGIC2 fue caracterizada
por su respuesta frente a la marchitez anticipada en el infectario natural de INTA Balcarce en
la campaña 2020/21. Los resultados obtenidos confirmaron la variabilidad fenotípica de las
poblaciones, permitieron identificar grupos de familias con respuesta contrastante a la
marchitez anticipada y demostrar el potencial de ambas poblaciones para su utilización en
futuros estudios de mapeo fino de QTLs. Asimismo, en este experimento fue evaluada la
implementación de imágenes multiespectrales obtenidas por drones para el fenotipado de la
marchitez anticipada en girasol. Los resultados obtenidos revelaron el potencial que tiene la
implementación de índices de vegetación para el fenotipado de la marchitez anticipada en
girasol y la utilización de modelos de aprendizaje que permiten, en base a la información
aportada por los índices espectrales, poder clasificar genotipos de girasol como tolerantes o
resistentes a la enfermedad. La construcción y caracterización de las poblaciones MAGIC
presentadas en esta Tesis, constituyen recursos genéticos únicos hasta el momento para el
mejoramiento del cultivo a nivel nacional e internacional. |