Diversidad genómica y mapeo por asociación para la resistencia a la podredumbre húmeda del capítulo causada por Sclerotinia sclerotiorum en girasol

• Autores: Filippi, Carla Valeria
• Año de publicación: 2015
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Lia, Verónica Viviana; Paniego, Norma B.
• Materia: GIRASOL; SCLEROTINIA SCLEROTIORUM; MAPEO POR ASOCIACION; GEN CANDIDATO; SNPS; DIVERSIDAD GENOMICA; SUNFLOWER; SCLEROTINIA SCLEROTIORUM; ASSOCIATION MAPPING; CANDIDATE GENES; SNPS; GENOMIC DIVERSITY
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Argentina tiene una larga tradición en el mejoramiento de girasol, siendo su germoplasmaun recurso genético invaluable a nivel mundial. Nuestro país es el tercer exportador mundialde aceite crudo y segundo exportador de harinas proteicas y pellet. Actualmente, laproducción del cultivo presenta una importante brecha entre el rendimiento real y elrendimiento potencial debido principalmente a las limitantes generadas por los estresesbióticos y abióticos. El mapeo por asociación (MA) es un método de mapeo de QTL (del inglés, Quantitative traitloci) que tiene el potencial de identificar las bases genéticas de características cuantitativascomplejas, alcanzando resolución a nivel de genes individuales. Los objetivos de este trabajocomprendieron: 1) el estudio de la diversidad genómica en colecciones de girasol cultivadoconservadas en el Banco Activo de Germoplasma de INTA Manfredi (BAG-IM); y 2)la identificación de genes involucrados en la defensa a la Podredumbre Húmeda del Capítulo (PHC) causada por Sclerotinia sclerotiorum utilizando la estrategia de MA. La población de mapeo por asociación (PMA) para caracteres complejos de INTA,constituida por 137 líneas endocriadas pertenecientes al programa de mejoramiento degirasol, fue genotipificada con un panel de 384 polimorfismos de nucleótido simple (SNPs)basado en la tecnología Veracode (Illumina), 28 genes candidato y 42 marcadoresmicrosatélite (SSRs). Los estudios de diversidad realizados mostraron que tanto los SSRcomo los SNPs resultaron informativos para la caracterización del germoplasma. En general,las estimas de variabilidad genética fueron moderadas, al tiempo que se obtuvieronevidencias de la existencia de tres grupos genéticos diferentes en la PMA. La respuesta a PHC en las líneas de la PMA fue evaluada a campo durante cinco campañas sucesivas coninoculación asistida con esporas del hongo, registrando como medidas fenotípicas laincidencia, severidad y período de incubación de la enfermedad. El análisis estadístico de las asociaciones fenotipo-genotipo llevado a cabo, ya seamediante el uso de modelos lineales mixtos que contemplan la existencia de estructuracióny relaciones de parentesco entre los individuos de la población de mapeo, o modelos bayesianos de interrogación simultánea de loci, permitió la identificación de polimorfismosasociados con reducción de la enfermedad (p<0,05). Los resultados obtenidos demuestran que los estudios de asociación son herramientas útilesa la hora de identificar genes implicados en caracteres complejos para ser usados comoinsumos para el mejoramiento genético del cultivo de girasol.
Argentina has a long tradition of sunflower breeding, and its germplasm is a valuable geneticresource worldwide. Our country is the third global oil exporter and the second proteinmeal pellet exporter. Nowadays, there is a significant gap between actual and potentialyield, mainly due to biotic and abiotic stresses. Association mapping (AM) is a method for QTL mapping that has a potential resolution tothe level of individual genes. The aims of this thesis were to: a) study the genomic diversityin a set of sunflower accessions preserved at the Active Germplasm bank of INTA Manfredi (AGB-IM); and b) identify gene loci involved in resistance to Sclerotinia Head Rot disease insunflower by an association mapping approach. The association mapping population (AMP) for complex characters of INTA, composedof 137 inbred lines from the sunflower breeding program, was genotyped with an Illumina 384-plex oligo pool assay, 28 candidate genes and 42 microsatellite markers (SSR). Theanalysis of polymorphism in the set of sunflower accessions studied here showed that boththe microsatellites and Single Nucleotide Polymorphism (SNP) markers were informative forgermplasm characterization. In general, the estimates of genetic variability were moderate,while evidence for the existence of three different genetic groups was found in the AMP. The AMP was evaluated for disease incidence, severity and incubation period (PI) afterassisted inoculation with the pathogen across five campaigns in replicated field trials. Mixed linear models accounting for population structure and kinship relatedness, as well asa Bayesian approach for multilocus association mapping, were used for the statisticalanalysis of phenotype-genotype associations, allowing the identification of polymorphismsassociated with disease reduction (p<0.05). These results demonstrate the potential of candidate gene association mapping for complextrait dissection in sunflower, contributing to the generation of useful tools for sunflowermolecular breeding.
Fil: Filippi, Carla Valeria. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.