La apomixis es una forma de reproducción clonal, donde no ocurre ni meiosis ni fecundación para la formación de la semilla. Existe una estrecha relación entre la apomixis y el nivel de ploidía, dado que en la mayoría de las especies que presentan el carácter los genotipos diploides son sexuales y los poliploides son apomícticos y con un grado variable de sexualidad (facultativos). Aunque se sabe que el carácter es regulado por una o más regiones del genoma, se han hallado numerosas evidencias de mecanismos epigenéticos que regulan su expresión. Conocer los factores que determinan la apomixis tendría un gran impacto en la agricultura. Eragrostis curvula (“pasto llorón”) es una gramínea forrajera originaria de Sudáfrica, que incluye genotipos con diferentes niveles de ploidía (2X hasta 8X, con X = 10), que pueden ser sexuales o apomícticos (facultativos u obligados). Nuestro grupo de trabajo realizó numerosos estudios, sobre todo en el carácter apomixis, tanto a nivel de genética estructural como funcional. El objetivo de esta tesis fue contribuir a la dilucidación de las bases genéticas y epigenéticas que regulan uno de los componentes de la apomixis (apomeiosis) en E. curvula. Se desarrolló una población de mapeo segregante para el carácter apomixis a partir del cruzamiento entre dos genotipos tetraploides, uno sexual (OTA-S) y otro apomíctico facultativo (Don Walter). La genotipificación se realizó con marcadores DArT-SNP y el fenotipado mediante citoembriología y un marcador molecular dominante. El mapa de ligamiento quedó conformado por 20 grupos de ligamiento (GL), con el posicionamiento del APO locus en el GL1, donde también se ubicaron tres marcadores SNP 100 % ligados al carácter apomeiosis. La secuencia de los SNP 100 % ligados tienen homología con proteínas anotadas en bases de datos, que podrían estar relacionadas al modo reproductivo. Se realizó un análisis de sintenia entre los GLs del mapa consenso y el genoma de referencia de la especie (cv. Victoria) que permitió asociar todos los GLs a alguno de los contigs y hallar los GLs que corresponderían potencialmente a cada uno de los genomas del alotetraploide (homeólogos). Para la validación de los marcadores se diseñaron y evaluaron cinco primers KASP que permitieron discriminar entre los alelos de los individuos sexuales y apomícticos. En el segundo capítulo se analizaron diferentes resultados obtenidos por el grupo de trabajo que evidencian la influencia de la epigenética sobre el carácter apomixis en plantas de E. curvula. Para analizar la participación de mecanismos de metilación del ADN en la regulación de la apomixis bajo condiciones de estrés hídrico, se realizó un ensayo en el cual muestras de ADN de inflorescencias fueron evaluadas mediante la “Estimación del contenido de metilación por doble corte con enzimas de restricción sensibles” (MCSeEd). En las regiones diferencialmente metiladas se lograron encontrar genes vinculados al modo reproductivo, como BABYBOOM, ubiquitinas, FBox y subtilisinas. Podría afirmarse que tanto el estrés interno como externo ejerce una gran influencia sobre el modo reproductivo de E. curvula, modificando la expresión del carácter apomixis en plantas apomícticas facultativas. / Apomixis is a type of clonal reproduction, where neither meiosis nor fertilization occurs in seed formation. There is a close relationship between apomixis and ploidy level, since in most of the apomictic species diploid genotypes are sexuals and polyploids are apomictics. Usually, apomictic plants are facultative, being some of the seeds sexuals in origin. Although it is known that this trait is regulated by one or more genomic regions, numerous evidences of epigenetic mechanisms that regulate its expression have been found. Knowing the factors that determine apomixis could have a great impact on agriculture. Eragrostis curvula, commonly known as weeping lovegrass, is a forage grass native to southern Africa, which includes genotypes with different ploidy levels (from 2X to 8X, with X = 10) and that can be sexuals or apomictics (facultative or obligate). Our work group carried out several studies on this model species, especially related with the apomixis character, both at the structural and functional genetic level. The objective of this thesis was to contribute to the elucidation of the genetic and epigenetic bases that regulate one of the components of apomixis (apomeiosis) in E. curvula. A segregating mapping population was generated for the apomixis trait from the cross between two tetraploid genotypes, one sexual (OTA-S) and the other one facultative apomictic (Don Walter). Genotyping was performed with DArT-SNP markers and phenotyping using cytoembryological techniques and a dominant molecular marker. The linkage map was made up of 20 linkage groups (LGs), with the apomeisis locus (APO locus) located on GL1, where three SNP markers 100 % linked to the APO locus were also located. All of this 100 % linked SNPs have homology with proteins, two of these annotated in databases. A synteny analysis was performed between the GLs of the consensus map and the E. curvula reference genome (cv. Victoria), which allowed all the GLs to be associated to any of the contigs and to find the GLs that would potentially correspond to each allotetraploid genome (homeologs). For the validation of the markers, five KASP primers were design and performed, allowing to discriminate between the sexual or apomictic alleles of the ndividuals of the mapping population. Furthermore, in a second chapter, several results obtained by the work group were evaluated, demonstrating an influence of epigenetic regulation on the apomixis trait in E. curvula. To analyze the involvement of DNA methylation mechanisms in the regulation of apomixis under water stress conditions, DNA samples of inflorescences under different stress conditions were evaluated, using the “Methylation content sensitive enzime double-digest restriction-site-associated DNA” (MCSeEd) method. Some of the genes identified in the differentially methylated regions were found to be related to the reproductive mode, such as BABYBOOM, ubiquitin, F-box and subtilisin genes. It could be proposed that stress, both internal and external, has a significant influence in the reproductive mode of E. curvula, modifying the expression of the trait in facultative apomicts.

El genotipo doble monoploide DM1-351644 de Solanum tuberosum Grupo phureja (DM) desarrollado por la Universidad de Virginia fue secuenciado por el Consorcio de Secuenciamiento del Genoma de la Papa (PGSC) en el Instituto de Genómica de Beijing teniendo como resultado una gran cantidad de super-scaffolds con posición genómica desconocida. Con el fin de contribuir a la orientación y posicionamiento de estos super-scaffolds se construyó un mapa genético. En este trabajo, se analizaron 100 nuevos marcadores microsatélites diseñados por el PGSC, de los cuales 37 marcadores se lograron posicionar en 12 grupos de ligamiento. Debido a la utilización de microsatélites con posición cromosómica conocida se pudo asignar estos grupos de ligamiento a los 12 cromosomas específicos de la papa. Con estos marcadores posicionados se pudieron ubicar 37 super-scaffolds, contribuyendo al conocimiento del orden de las secuencias genómicas con posición cromosómica desconocida productos del secuenciamiento del genoma de DM. El conocimiento del genoma será una herramienta importante para ser utilizada en los futuros programas de mejoramiento. Palabras claves: PGSC, super-scaffolds, microsatélites, polimofismo, segregación, distorsión, mapa genético. / --- A doubled monoploid DM1-351644 of Solanum tuberosum Grupo phureja (DM) developed by the University of Virginia was sequenced by the Potato Genome Sequencing Consortium (PGSC) at the Beijing Genomics Institute resulted in a lot of super-scaffolds with unknown genomic position. ´ In order to contribute to the orientation and positioning of these super-scaffolds, a genetic map was constructed. In this study, we analyzed 100 new microsatellite markers designed by PGSC, which 37 markers were achieved position in 12 linkage groups. Due to the use of microsatellites with known chromosomal position, these linkage groups could be assigned to the 12 specific chromosomes of potato. With these markers 37 super-scaffolds could be located, contributing to the knowledge of the order of genomic sequences from DM with unknown chromosomal position. The knowledge of the genome will be an important tool to be used in future breeding programs. Key words: PGSC, super-scaffolds, microsatellite, polymorphism, segregation, distortion, genetic map. / Tesis

Eragrostis curvula (Schrad.) Nees, pasto llorón, es una gramínea forrajera, de origen sudafricano, extensamente cultivada en la zona semiárida templada de Argentina. El pasto llorón es un complejo polimórfico donde la mayoría de sus miembros se reproducen por apomixis diplospórica, tipo de reproducción asexual a través de semillas, que conduce a la generación de progenies genéticamente idénticas a la planta madre. Los pasos de la apomixis implican evitar la meiosis para generar un saco embrionario no reducido (apomeiosis), desarrollo del embrión sin fecundación de la ovocélula (partenogénesis) y formación de endospermo viable de una manera dependiente o independiente de la fertilización de los núcleos polares. El objetivo general de esta tesis es estudiar la herencia de la diplosporía en Eragrostis curvula y localizar la/s región/nes condicionantes de la misma a través de la obtención de una población de mapeo a nivel tetraploide, segregante para el modo reproductivo, y de la construcción de un mapa genético de alta densidad, basado en marcadores moleculares. El primer paso de trabajo de esta tesis fue obtener una población de mapeo tetraploide proveniente del cruzamiento entre un genotipo sexual (OTA-S, accesión PI574506 del USDA) con un genotipo apomíctico facultativo (cv. Don Walter-INTA). La caracterización fenotípica de los híbridos F1, realizada mediante análisis citoembrológicos, dio como resultado una proporción 1:1 de plantas apomícticas vs. sexuales (34:27, Chi2 = 0,37), lo que concuerda con un modelo de herencia genética de un solo factor dominante. La población segregante para este carácter permitió construir el primer mapa de ligamiento saturado de E. curvula a nivel tetraploide utilizando marcadores moleculares tradicionales (AFLP y SSR) y derivados de secuenciación (GBS-SNP) en el cual se identificó el locus que controla la diplosporía. Se construyeron mapas de ligamiento para cada uno de los parentales por separado con 1.114 marcadores para OTA-S y 2.019 para Don Walter, construyendo en ambos 40 grupos de ligamiento, lo que concuerda con el número de cromosomas al nivel tetraploide. El largo total del mapa de OTA-S fue de 1.335 cM, con una densidad promedio de marcadores 1,22 cM/marcador. La longitud del mapa de Don Walter fue de 1.976,2 cM, con una densidad de promedio de marcadores de 0,98 cM/marcador. El locus responsable de la diplosporía fue mapeado en el grupo de ligamiento 3 de Don Walter. Mediante análisis de sintenia, comparando las secuencias de los marcadores GBS-SNP con genomas completos de especies relacionadas (Oropetium thomaeum, Cenchrus americanus, Setaria italica, Zea mays, Panicum hallii y Oryza sativa) se logró establecer cuáles de los grupos de ligamiento de cada parental corresponderían a los grupos de homólogos / homeólogos. El mapa de ligamiento genético que se logró alcanzar en esta tesis es el primer mapa de este tipo para E. curvula, es el mapa más saturado para el género Eragrostis y uno de los mapas más saturados para entre las gramíneas poliploides forrajeras. / Eragrostis curvula (Schrad.) Nees (weeping lovegrass) is an apomictic species native to Southern Africa that is used as forage grass in semiarid regions of Argentina. Apomixis is a mechanism for clonal propagation through seeds that involves the avoidance of meiosis to generate an unreduced embryo sac (apomeiosis), parthenogenesis, and viable endosperm formation by in a fertilization-dependent or -independent manner. In this thesis, the first saturated linkage map of tetraploid E. curvula is informed, using both traditional (AFLP and SSR) and high-throughput molecular markers (GBS-SNP), and the locus controlling diplospory is identified. Also syntenic relationships with genomes of other grass species are established to identify homologs/homeologs groups. A tetraploid mapping population was obtained from the cross between a sexual genotype (OTA-S) with a facultative apomictic individual of cv. Don Walter. Phenotypic characterization of F1 hybrids by cytoembryological analysis yielded a 1:1 ratio of apomictic vs. sexual plants (34:27, Chi2 = 0.37), which agrees with the model of inheritance of a single dominant genetic factor. The final number of markers was 1,114 for OTA-S and 2,019 for Don Walter. These markers were distributed into 40 linkage groups per parental genotype, which is consistent with the number of E. curvula chromosomes (containing 2 to 123 markers per linkage group). The total length of the OTA-S map was 1,335 cM, with an average marker density of 1.22 cM per marker. The Don Walter map was 1,976.2 cM, with an average marker density of 0.98 cM/marker. The locus responsible for diplospory was mapped on Don Walter linkage group 3. Syntenic analysis , comparing GBS-SNP markers sequences with complete genomes of related species (Oropetium thomaeum, Cenchrus americanus, Setaria italica, Zea mays, Panicum hallii y Oryza sativa) allowed to establish the homologs/homeologs groups for each linkage map and the relationships between both linkage maps. The genetic linkage maps reported in this study, the first such map for E. curvula, is the most saturated map for the genus Eragrostis and one of the most saturated maps for a polyploid forage grass species.