Defensa de la tesis doctoral Aplicaciones del genotipado de alto rendimiento en manzano (Malus domestica Borkh.)

Belén García Fernández defendió su tesis doctoral “Aplicaciones del genotipado de alto rendimiento en manzano (Malus domestica Borkh.): reconstrucción del pedigrí y estudios de asociación genoma completo en el contexto de la manzana de sidra”, el pasado mes de junio en la Universidad de Oviedo.  Esta tesis fue realizada dentro del Programa de Fruticultura del SERIDA, y dirigida por los doctores Enrique Dapena y Diego Micheletti.

Resumen

El manzano doméstico (Malus domestica Borkh.) es uno de los cultivos frutales más extendidos, sobre todo en las regiones templadas. Favorecida por su importancia social y económica, la mejora genética del manzano ha sido, y sigue siendo, un objetivo importante. Si bien el desarrollo de nuevas variedades mediante cruzamientos biparentales es una labor larga y tediosa en esta especie, el proceso de mejora puede acelerarse cuando se conocen las bases genéticas de las variaciones fenotípicas.

Una de las estrategias a utilizar en la identificación de estas variantes son los estudios de asociación de genoma completo (GWAS). Su capacidad para investigar la correlación entre los polimorfismos de nucleótido único (SNPs) y el fenotipo, utilizando individuos no emparentados, ha sido aplicada en varias especies. En árboles leñosos como el manzano, los GWAS se llevan a cabo utilizando colecciones de campo. El genotipado de estos bancos de germoplasma también es crucial para avanzar en el análisis de la diversidad y la reconstrucción del pedigrí de las variedades de manzano.

En España, una de las colecciones más importantes es el Banco de Germoplasma de Manzano situado en Asturias. En sintonía con el contexto de la comunidad autónoma, las variedades de sidra predominan sobre las de mesa. Además de velar por su conservación y caracterización, la Unidad de Investigación en Fruticultura del SERIDA (Servicio Regional de Investigación y Desarrollo Agroalimentario) trabaja en la mejora genética de las variedades locales con el fin de satisfacer las necesidades de los productores. En base a esto, los objetivos principales de esta tesis doctoral son la reconstrucción del pedigrí y la identificación de marcadores asociados a la calidad del fruto y la resistencia frente a agentes bióticos.

En el Capítulo 1 se analizó la diversidad genética y se trabajó en la reconstrucción del pedigrí de una población de variedades de manzano, compuesta mayoritariamente por accesiones de sidra asturianas y vascas. En los Capítulos 2 y 3 los datos genotípicos y fenotípicos de la población fueron utilizados para implementar GWAS relacionados con la calidad del fruto y la resistencia frente agentes bióticos, respectivamente. En concreto, se investigaron asociaciones genotipo-fenotipo para el rendimiento en mosto, el contenido en sólidos solubles, la acidez y el contenido en compuestos fenólicos por considerarse de especial interés en el cultivo de manzano de sidra; y para el moteado, el oídio y la monilia por tratarse de enfermedades incidentes en la región. Ante el riesgo potencial que supone el fuego bacteriano, en el Capítulo 4 se evaluó el nivel de susceptibilidad de las variedades locales y también se estudiaron las bases genéticas subyacentes a esta enfermedad.

Entre los resultados más relevantes de este trabajo se encuentran la detección de relaciones de tipo padre-hijo hasta ahora desconocidas, la detección de marcadores significativamente asociados para todos los caracteres evaluados, con la excepción del oídio y la monilia, y la identificación de genes candidatos potenciales en las regiones asociadas.

Se espera que los resultados generados puedan ser utilizados en la mejora genética del manzano de sidra, pero también en la mejora genética del manzano en general. La reconstrucción del pedigrí previene la endogamia a la hora de diseñar nuevos cruzamientos. La identificación de regiones genómicas asociadas con los caracteres evaluados puede ser utilizada en la selección asistida por marcadores (MAS) y la identificación de genes candidatos potenciales sienta las bases para el desarrollo de estudios que puedan validar el papel de los mismos. Finalmente, los datos fenotípicos recopilados son también una fuente de información valiosa que puede contribuir a la selección de variedades óptimas para el cultivo.