CARACTERIZACION GENETICA DEL GUAYABO DEL PAIS

Pritsch C., Quezada M., Garcia AAF., Alvarez M., Machado G., Bernal J., Cazzulo Y., Malosetti M., Zaccari F., Rivas, M., Cabrera D., Vignale

6to Encuentro de Frutos Nativos INIA La Estanzuela 2015

…en Uruguay • Especie prioritaria en el Programa de Selección de Frutas Nativas (FA-UdelaR, INIA, Dirección Forestal-MGAP) • Prospección e Instalación de materiales en la EFFAS para evaluación de caracteres agronómicos • Selección de genotipos destacados por calidad de fruta (tamaño, sabor, productividad) • Realización de cruzamientos dirigidos entre padres seleccionados, con el fin de identificar genotipos recombinantes superiores

Liberación de cultivares adaptados a nuestras condiciones locales Diferentes estrategias de análisis genómico como apoyo al mejoramiento genético

GENOMICA Se enfoca al estudio de la información (instrucciones) codificada en el ADN de un individuo.

APORTES DE LA GENOMICA AL DESARROLLO DE VARIEDADES FRUTALES ELITE ¿Cuánta diversidad genética hay entre las plantas de guayabo en Uruguay? ¿Cómo esta organizada esa diversidad genética? Poblaciones silvestres Colección de plantas en EEFAS

4 x 40 plantas

33 plantas

¿Que hemos aprendido estudiando el ADN de las diferentes colecciones de guayabo del país? CUATRO POBLACIONES (PLANTAS SILVESTRES)

ALTA DIFERENCIACION GENETICA ENTRE POBLACIONES (Baccino, 2011)

¿Que hemos aprendido estudiando el ADN de las diferentes colecciones de guayabo del país? JARDIN DE INTRODUCCIONEEFAS (PLANTAS SELECCIONADAS)

AMPLIA (Y NOVEDOSA) DIVERSIDAD GENETICA ENTRE PLANTAS DE ALTO VALOR AGRONOMICO (Quezada 2008)

APORTES DE LA GENOMICA AL DESARROLLO DE VARIEDADES FRUTALES ELITE

¿Cómo

está organizado físicamente (estructura) el genoma de una especie?

Tamaño del genoma Número de cromosomas Mapa genético: Despliegue de la información en los cromosomas

TAMAÑO DEL GENOMA (Contenido de ADN en pg) arazá

(P. cattleianum)

guayabo brasilero pitanga

Contenido de ADN (pg)

(Eugenia uniflora)

(Psidium guajava)

guayabo del país (A. sellowiana)

El genoma de A. sellowiana es pequeño. 2C= 0.74pg

Costa et al, 2008

NUMERO DE CROMOSOMAS

Se confirmó el número cromosómico esperado de 2n = 22. Todos los cromosomas son metacéntricos con un largo entre 0.74 μm y 2.46 μm. El par cromosómico 4 se distingue por presentar una región satelital Vazquez y Mazzella, 2014

Algunas características de A. sellowiana que facilitan los análisis genéticos • Se cuenta con material , de buen adaptacion, genéticamente elite diverso • Diploide • Numero cromosómico conocido 2n=22 • Genoma pequeño • Especie alógama, con facilidad para realizar cruzamientos • Gran producción de semillas por frutos • Corto período juvenil • Optimización de metodologías de propagación vegetativa • Mapas genéticos disponibles en especies emparentadas (Psidium guajava, Eucalyptus spp)

Población de mapeo Progenitores Característica

TCO

BR

Origen

Silvestre

Huerta comercial

Tamaño de fruta

Pequeña

Grande

Amarilla brillante

Verde oscura

Muy fina

Gruesa

Sabor

Muy bueno

Sin sabor

Pulpa

Fundente

No fundente

Bueno

Bueno

Muy bueno

Muy bueno

Color cáscara Grosor cáscara

Desarrollo Productividad

Beatriz Vignale

• Progenitores heterocigotos, Programa de mejoramiento genético • Cruzamiento dirigido oct-2008 • Población F1 de 160 individuos sembrados a campo mayo-2010

X

♀TCO

F1 (marzo 2010)

♂ BR

F1 (marzo 2011)

POBLACION SEGREGANTE F1 (HERMANOS ENTEROS)

P1 ♀

X

P2

Un marcador

♂ F1

Se repite el análisis para 300 a 400 marcadores

Identificación de sitios específicos en la secuencia de ADN

Utilizando diferentes técnicas de análisis de ADN se detectaron en total

219 marcadores moleculares (cada marcador señala un sitio en el genoma). Para esos 219 sitios en el genoma, la planta TCO y la BR, que se utilizaran como padres en un cruzamiento, presentaron diferencias claramente reconocibles en la secuencia de ADN.

2014

EN QUE ESTAMOS?

EXPLORACION

 Incrementar de 200 a 2000 marcadores en el mapa (tecnologías genómicas de nueva generación GBS) Población H5: TCO x BR (EEFAS) Población H6: TCO x DE (INIA Salto) “Elaboración de una mapa genético integrado saturado, consenso”.

UTILIZACION/EXPLOTACION

 Identificar cuáles regiones del genoma explican la expresión de caracteres relacionados a la floración y calidad de fruta - número - localización - efecto (importancia relativa), utilizando H5 y H6. “Mapeo de QTLs asociados a floración y calidad de fruta”

CARACTERES ASOCIADOS A FLORACION

Fecha inicio floración (FIF) Fecha fin floración (FFF) Altura de estigma (AE)

CARACTERES ASOCIADOS A CALIDAD DE FRUTA FORMA Altura, Diámetro, Altura/diámetro de fruto PESO Peso de fruto, Peso de pulpa (%) CASCARA Espesor, Resistencia, Rugosidad, Color PULPA Peso de pulpa (%), Color, Velocidad de oxidación, Sólidos Solubles Totales (SST), Acidez total titulable, Peso de 100 semillas MADURACION Época de maduración para el consumo

UTILIZACION (EXPLOTACION) DE LA INFORMACION GENOMICA EN FRUTALES

P1 TCO ♀

X

P2 BR ♂ F1

DESCUBRIMIENTO DE ASOCIACIONES ENTRE SECUENCIAS DEL GENOMA Y LA EXPRESION DE ALGUN CARACTER: COLOR FRUTA, FRAGANCIA, RESISTENCIA A ENF, etc.

Posible resultado…. PF

Posible resultado….

FIF FFF AE EC %P PF

Floración FIF FFF AE

Calidad de fruta SST

CC M

UTILIZACION (EXPLOTACION) DE LA INFORMACION GENOMICA EN FRUTALES

P1 ♀

P2

X

♂ F1

R

S

R

R

S

R

S

DESCUBRIMIENTO DE ASOCIACIONES ENTRE SECUENCIAS DEL GENOMA Y LA EXPRESION DE ALGUN CARACTER: COLOR FRUTA, FRAGANCIA, RESISTENCIA A ENF, etc.