Resultado Proyecto

Desarrollo de un mapa genético funcional para caracteres morfo-agronómicos, sensoriales y resistencias a enfermedades en judía común (Phaseolus vulgaris L.)

Referencia: RTA2011-0076-CO2-01. Organismo financiador: Ministerio de Ciencia e Innovación Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria Cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional. Importe: 141.078 €. Duración: 2011-2014.

Equipo investigador

Juan José Ferreira Fernández. SERIDA
Ana María Campa Negrillo. SERIDA
Elena Pérez-Vega. SERIDA
Guillermo García González de Lena. SERIDA
Noemí Trabanco Martín. INIA (becaria)

Entidad Colaboradora

Escuela Superior de Agricultura de Barcelona-Universidad Politécnica de Cataluña

Avance de resultados

1. Clusters de genes de resistencia a antracnosis

El conocimiento del control genético de la resistencia a antracnosis facilitará la mejora genética frente a este patógeno así como frente a otros hongos patógenos en esta especie.

1.1 Análisis en la población de líneas recombinantes derivada del cruzamiento AB136/MDRK. En 22 líneas de esta población se realizó una generación de autofecundación de una planta debido al alto nivel de heterozigosis detectado en ellas. Paralelamente y con objeto de mejorar el mapa genético, aquellos caracteres (bien marcadores moleculares o resistencia a antracnosis) para los que estas líneas eran heterocigotas volvieron a ser analizados. En esta población se había desarrollado una disección genética de los genes de resistencia a antracnosis presentes en la línea AB136, a partir del cruzamiento entre una RIL y el parental MDRK. Se obtuvo una población de 97 familias F2:3 en la que se mapearon 4 genes de resistencia a antracnosis en el grupo de ligamiento Pv11. Con objeto de acotar este cluster se analizaron un total de 19 marcadores tipo InDel de posición física conocida. Este cluster ha sido acotado entre 47.951.300 y 48.492.100 pares de bases del cromosoma 11, región en la que han sido anotados 6 genes con dominio LRR (leucine-rich-repeat) que podrían estar implicados en la resistencia, ya que este tipo de dominios se relaciona con el reconocimiento de patógenos en plantas.

1.2 Análisis en la población F2:3 derivada del cruzamiento TU/MDRK. Se ha re-secuenciado una línea de Tu utilizando la técnica Hiseq 2000 obteniéndose una cubrición del genoma mayor de 40x. Posteriormente se ha anotado manualmente de novo la región genómica de 300.000 pb donde se localizó, mediante aproximación genética, el cluster de resistencia Co-5 de TU. Los resultados indicaron que en esa región el genotipo TU es similar al genotipo secuenciado G19833 y que no hay evidencia de la presencia de un cluster de genes, estos es típico de genes repetidos en tandem. Se identificó en esta región un gen con domino LRR, característico de los genes de resistencia a antracnosis descritos.

2. Análisis de la variación en la expresión de proteínas asociadas a la respuesta de resistencia a antracnosis controlada por los principales cluster de resistencia a este patógeno

Para desarrollar este objetivo se modificó la estrategia prevista de modo que se investigó la variación en el polimorfismo de marcadores tipos SNP proporcionado por la técnica ‘Genotyping by Sequencing’ descrita en 2012. Se analizó la variación en un juego de 90 variedades entre las que se incluían 26 líneas esencialmente derivadas de Andecha portadores de cluster de resistencia, Andecha mas diversos genotipos de judía. Se obtuvo una media de 10000 SNP polimórficos por cromosoma. El análisis preliminar ha permitido rastrear la variación en todo el genoma de las líneas obtenidas así como identificar la región introgresada en cada línea derivada de Andecha. De este modo ha podido aproximarse al gen o genes de resistencia introgresados en Andecha con la ayuda del genoma secuenciado disponible.

3. Localización de QTLs asociados a la longevidad de la semilla

 La longevidad de la semilla es un carácter importante en el mantenimiento de las colecciones de germoplasma y de la comercialización de la semilla. En esta anualidad se ha desarrollados los tests para acelerar el envejecimiento de la semilla en condiciones controladas en las poblaciones de RIL Xana/Cornell y AB136/MDRK multiplicada en dos ambientes (campo e invernadero). Así mismo se llevaron a cabo los tests de germinación para analizar la pérdida de capacidad germinativa (véase Figura 1). Se desarrollaron 2-3 tests por ambiente y población. Con los datos de germinación reunidos en la población Xna/Cornell se llevó a cabo un análisis de QTL. Los resultados preliminares no permitieron detectar QTLs consistentes, con un elevado efecto en la expresión del carácter y repetibles.

4. Localización de QTL asociados a la respuesta a la temperatura en la germinación de la semilla

Se concluyó la evaluación para estos caracteres en la población de RIL Xana/Cornell constituida por 104 líneas. El análisis reveló QTLs significativos asociados a los siguientes caracteres de las fases iniciales de germinación: número de raíces secundarias [en grupos de ligamiento (GL) 6 y 7], longitud de la raíz principal (en GL 3), peso de la raíz fresca (en GL 6, 7 y 10) y velocidad de germinación (o Tolerancia al frío durante la germinación) a 18º C (GL 6).

5. Localización de QTLs asociados a caracteres agronómicos con especial énfasis en el grado de curvatura de la semilla, atributos sensoriales y composición química de la semilla

Con el objeto de tener semilla para posteriores análisis así como el desarrollo del mapa genético para la localización de QTLs, durante este anualidad se desarrolló una generación de autofecundación individual de una planta de cada línea recombinante de la población Xana/Montcau. Esta autofecundación fue aprovechada para extraer ADN de calidad para posteriores análisis moleculares que serán llevados a cabo por el equipo del subproyecto 2.
 

 
Figura 1. Variación en la germinación en líneas de la población de RIL Xana/Cornell depues d e ser sometidas a un envejecimiento acelerado.