Resultado Proyecto

Análisis genéticos para la actualización de conocimientos y desarrollo de herramientas útiles en la mejora genética de judía grano y verde (Phaseolus vulgaris L.)

Referencia: AGL207-87050_R. . Organismo financiador: Agencia Estatal de Investigación, Gobierno de España. Importe: 84.000 €. Duración: 2018-2021.

Equipo investigador

Juan José Ferreira Fernández. SERIDA
Ana María Campa Negrillo. SERIDA
Roberto Rodríguez Madrera. SERIDA
Belén Suárez Valles. SERIDA
María Jurado. SERIDA

Avance de resultados

El objetivo principal de este proyecto es obtener información mediante análisis de ligamiento, mapeo de QTLs y mapeo por asociación (GWAS; Genome-wideassociationstudy) sobre la expresión de caracteres relevantes para la mejora genética de judía (Phaseolusvulgaris L.).

Objetivo 1. Genotipado masivo y análisis de la diversidad reunida en el Panel-SERIDA
Se constituyó y genotipo el panel de diversidad del SERIDA (Spanish Diversity Panel, SDP)(Campa et al. 2018. Genes 9:518). Esta anualidad se actualizó el genotipado utilizando laversión 2 del genoma de judía en colaboración con el equipo de Dr. PM Miklas (ARS-USDA, EEUU).

Objetivo 2: Identificación de regiones genómicas implicadas en el control de caracteres morfológicos, nutricionales y funcionales de vaina y semilla
2.1 Mapeo por asociación, utilizando el Panel-SERIDA, de caracteres morfológicos de semilla y vaina
El fenotipado del SDP para caracteres de vaina y semilla se ha concluido. Además, se concluyeron los análisis de asociación (GWAS) utilizado 7 métodos distintos lo que permitió detectar QTNs asociados a los caracteres medidos y validar Meta-QTLs (QTLs detectado en múltiples ambientes y poblaciones).

2.2 Mapeo por asociación, utilizando el Panel-SERIDA, de compuestos fenólicos en semilla
Se validó un procedimiento analítico, consistente en una extracción asistida por ultrasonidos y posterior análisis por cromatografía de alta eficacia (HPLC), para la cuantificación de los compuestos fenólicos en judía. Estos resultados han sido publicados en forma de artículo científico (Journal of Food Composition and Analysis, 85 (2020) 103334, DOI: 10.1016/j.jfca.2019.103334). Asímismo, se caracterizó el perfil fenólico (ácidos hidroxicinámicos y derivados, flavonoles y antocianinas) de las diferentes entradas que constituyen el SDP como etapa previa al mapeo por asociación.

2.4 Localización de QTLs implicados en el control de caracteres de vaina inmadura en la población de líneas recombinantes Tu x Musica (TUM)
La población TUM está formada por 175 líneas, cada una de las cuáles se caracterizó en invernadero durante tres campañas. Se registraron tanto caracteres cualitativos como cuantitativos de vaina. Paralelamente a estas caracterizaciones, se realizó un genotipado masivo mediante GBS en el que se obtuvieron 9231 marcadores SNP. Se elaboró un mapa genético de ligamiento que incluyó 842 SNPs distribuidos a lo largo de los 11 cromosomas de la especie. Se comenzó a realizar el mapeo de QTLs utilizando los datos de las caracterizaciones más el mapa genético elaborado.

2.5 Valoración de la base genética y efecto de la fecha de siembra en la rotura de la semilla
2.5.1 Mapeo de QTL implicados en el control de la rotura de la semilla en la población de líneas recombinantes Xana x Cornell 49242 (XC)
Los resultados de la evaluación para rotura de la semilla en la población XC no fueron concluyentes.Por este motivo se replanteó el objetivo y se valoró la rotura de la semilla desde un punto de vista fitotécnico. Seinvestigó el efecto dela humedad de la semilla y el manejo en la laborde trilla en la rotura de la semilla. Los resultados fueron publicados en la Revista de Tecnología Agroalimentaria del SERIDA (2019, Nº22:10-13). En paralelo se investigaron los daños causados en las semillas de faba por Nezaraviridula mediante la inoculación de vainas en condiciones controladas (Figura 1)

a  b

Figura 1. Vainas embolsadas con adultos de N viridula para determinar los síntomas que causa (a). Adulto de N. viridula (b)

Objetivo 3. Identificación de regiones genómicas implicadas en el control de la respuesta a enfermedades
3.1 Mapeo por asociación, utilizando el Panel-SERIDA, de la resistencia genética a las razas de antracnosis 3, 38
Se evaluó la respuesta a las razas 3 y 38 de Colletotrichumlindemuthianumen las 308 líneas del SDP. En este objetivo está pendiente re-analizar los resultados con el nuevo alineamiento de los SNP con la versión 2 del genoma de judía.

3.2 Mapeo por asociación, utilizando el Panel-SERIDA, de la resistencia genética a un aislamiento local de moho blanco
Se concluyó la evaluación del SDP frente a un aislamiento local de moho blanco y se realizó un mapeo por asociaciónutilizando 7 métodos diferentes. Los resultados han permitido verificar algunas regiones genómicas ya descritas previamente (Meta QTL), así como identificar nuevas regiones implicadas en el control genético de este carácter.
 
3.3 Mapa fino del gen de resistencia Co-5 utilizando la población RIL Tu (Co-5Co-5) x Música (co-5co-5)
Se concluyó la evaluación la respuesta a las razas 3 y 38 de antracnosis en esta población de líneas recombinantes. Los marcadores SNP que etiquetan la región cromosómica donde se localiza el gen Co-5 (5-8 Mpb del cromosoma Pv07) presentaron una distorsión en su segregación, por lo que no fue posible realizar un mapeo genético de ligamiento preciso. Se abordará la localización del gen Co-5 mediante un análisis de asociación.

3.4 Mapa fino del gen de resistencia Co-3 en la población RIL Xana (co-33co-33) x BAT93 (Co-33Co-33)
Este objetivo se ha concluido y publicado en la revista PLos ONE 2019, 14(2):e0212298).

Objetivo 4. Análisis de la variación en la respuesta a mancha angular (pre-breeding)
El objeto de este trabajo es definir las herramientas necesarias (pre-breeding) para abordar un programa de mejora genética frente a mancha angular, enfermedad causada por el hongo Pseudocercosporagriseola.En el medio plazo, se pretende incorporar genes de resistencia a esta enfermedad en Faba Asturiana.
4.1 Análisis de la variación patogénica de P. griseola presente en los cultivos locales
Se recogieron muestras con síntomas en la campaña 2019 en la que se observaron abundantes síntomas en campo. Estos aislamientos semantienen en el laboratorio, para la identificación de la variante patogénica se precisa del juego variedades diferenciales (12). En la anualidad 2019, se importaron estas variedades diferencies junto con 5 fuentes de resistencia bien caracterizadas. Se multiplicaron estas líneas para disponer de semilla suficiente y se aprovecharon las multiplicaciones para realizar los primeros cruzamientos de un programa de mejora. Cinco de estas variedades resultaron susceptibles al fotoperiodo (florecen cuando la longitud del día y noche son similares).