Mapeo por asociación mediante genes candidatos en Palmera de Aceite Africana (E. guineensis Jacq.)

Abstract

Actualmente, la palmera de aceite africana (E.guineensis Jacq.) es el mayor cultivooleaginoso en cuanto a producción y rendimiento. El proceso de mejora tradicional presentalimitaciones como los largos ciclos de selección (15 años) o la necesidad de grandes superficiesde tierra para las plantaciones experimentales, entre otras. Una alternativa a este proceso demejora tradicional es la aplicación de la selección asistida por marcadores en el cultivo, lo quepermite la selección temprana de las palmeras. Sus principales caracteres agronómicos estáncontrolados por múltiples genes que pueden ser diseccionados mediante el mapeo porasociación.En esta tesis doctoral se ha aplicado el mapeo por asociación mediante genescandidatos. La población de mapeo estaba compuesta por 238 genotipos procedentes dediferentes familias sometidas durante años a un proceso de selección recíproca recurrente, ypara cuyos caracteres agronómicos (número de frutos, peso de los frutos (g), número deracimos, peso de los racimos (kg), incremento de altura de tallo (cm), relación tamaño delmesocarpo vs tamaño de fruto (%), rendimiento de aceite (ton/ha/año) y relación volumen deaceite vs peso seco de mesocarpo (%)) fueron fenotipados durante 10 años.Los genes candidatos (GC) se seleccionaron por tres métodos diferentes: 1. el análisisdel transcriptoma mediante BSA cDNA-AFLP, 2. el análisis de co-localización en un mapafuncional de alta densidad, y 3. la búsqueda de GC cuya funcionalidad es conocida en otrasespecies mediante la genómica comparativa, y GC descritos en la especie. Un total de 198 GCcontinuaron en el estudio para secuenciar sus amplicones mediante la plataforma desecuencia masiva de nueva generación Ion Torrent con el objetivo de buscar marcadores tipoSNPs y determinar sus patrones en la población de mapeo mediante un programa basado en lacomparación de secuencias. Los resultados mostraron un total de 64 GC bi-alélicos quecontinuaron en el estudio de asociación. Además, estos GC sirvieron para realizar un estudiode diversidad genética que no mostró un proceso deriva genética en el conjunto de lapoblación de mapeo ni una estructura poblacional.La última etapa de este estudio se centró en el estudio del desequilibrio de ligamiento(DL) a nivel intra-locus, que confirmó los patrones obtenidos como haplotipos, inter-locus y alo largo del genoma. Además se analizó la estructura poblacional mediante un análisis decomponentes principales, y el método bayesiano implementado en STRUCTURE, con el fin deevitar posibles asociaciones espurias si está estructuración estuviera presente. A la hora deseleccionar el mejor método estadístico para la asociación genotipo-fenotipo se demostró queel que más se ajustaba era el modelo linear generalizado. Este modelo fue aplicado para ladeterminar la asociación y sus resultados arrojaron 15 SNPs pertenecientes a 11 genescandidatos que se asociaron a 6 de los caracteres de estudio (número de racimos, número defrutos, peso de los frutos (g), relación tamaño del mesocarpo vs tamaño de fruto(%),rendimiento de aceite (ton/ha/año) y relación volumen de aceite vs peso seco demesocarpo (%)). Estos SNPs explicaban menos del 5% de la variación fenotípica en la poblacióntal y como se espera para caracteres cuantitativos poligénicos.