El trigo para fideos (Triticum turgidum var. durum Desf.), o trigo candeal, como se lo denomina habitualmente en Argentina, es un cereal de larga tradición en el sur bonaerense, donde se lo cultiva de forma excluyente para abastecer la demanda de las industrias semolera y fideera, tanto regional como nacional. Si bien hacia fines de la década del 60´ y principios de los 70´ la producción de este cereal alcanzó niveles destacados que le permitieron al país incursionar en el mercado internacional, en la actualidad, para asegurarse los volúmenes de grano necesarios para operar a lo largo del año (alrededor de 250.000 t), la cadena del candeal depende de la celebración de contratos con los productores. La amplitud del área, y la diversidad de suelos en que se lo cultiva, sumadas a las fluctuaciones interanuales en los factores del clima, suelen traer aparejados problemas de falta de consistencia en la calidad industrial del grano cosechado que complican la operatividad de la industria procesadora, cuyos protocolos de elaboración demandan alta homogeneidad en la calidad de la materia prima. A ello se agregan las variaciones debidas al espectro de variedades en uso, y la diferente respuesta de las mismas a las fluctuaciones impuestas por el ambiente. Es por ello que para asistir al sector de la producción en la toma de decisiones que permitan estabilizar los niveles de calidad a lo largo del tiempo, se hace necesaria la implementación de estudios que exploren en profundidad el modo en que las distintas variables que integran la calidad del grano y de la sémola, son afectadas por los factores del ambiente, y por las complejas relaciones que gobiernan la respuesta de los genotipos al mismo. En este marco, en el presente trabajo de tesis se analizaron los efectos del ambiente, el genotipo y las interacciones genotipo-ambiente (GA) sobre seis atributos de calidad de interés para la industria, tres en el grano, peso hectolítrico, vitreosidad y contenido proteico, y tres en la sémola, índice de amarillo, y cantidad y fuerza de gluten, en cinco cultivares comerciales de trigo para fideos, sembrados durante tres ciclos agrícolas en cuatro localidades pertenecientes a las subregiones del Centro Sur Subhúmedo y Sudoeste Semiárido de la zona de producción de trigo candeal. Los resultados del estudio revelaron la existencia de amplias diferencias en la contribución relativa de los efectos del ambiente, el genotipo y las interacciones GA para los seis atributos analizados, con prevalencia de los efectos asociados al ambiente en el caso de las tres variables medidas en el grano y del gluten húmedo de la sémola, y mayor impacto del genotipo sobre el índice de amarillo y la fuerza de gluten. En lo que concierne a las interacciones GA, las mismas fueron particularmente importantes para el contenido proteico del grano y el gluten húmedo, en tanto que para el resto, la magnitud fue menor, y estuvo asociada por lo general, con cambios proporcionales a las fluctuaciones del ambiente. El largo del ciclo desde la emergencia a la espigazón, y en un segundo plano, el rendimiento, y el tamaño y forma del grano, fueron las variables que más influyeron en la respuesta diferencial de las variedades al ambiente, a excepción del gluten index de la sémola, donde la sensibilidad en la respuesta se mostró mayormente vinculada con la fuerza de gluten intrínseca de la variedad. Entre las subregiones, el Sudoeste Semiárido se destacó consistentemente con altos niveles de proteína, gluten y color, y valores de peso hectolítrico y vitreosidad también satisfactorios y estables entre campañas, lo cual puede considerarse una fortaleza para la región en virtud de los comparativamente bajos niveles de rendimiento que la caracterizan. Por su parte, entre las localidades del Centro Sur, donde los rendimientos fueron por lo general superiores, la calidad del grano fue igualmente satisfactoria, con La Dulce destacándose con valores consistentemente altos de PH, rubro en el que Barrow mostró cierta dificultad para satisfacer las exigencias impuestas por el Grado 1 de la norma comercial, e inconsistencia entre años. Esta última localidad, en contrapartida, ostentó los niveles más altos de vitreosidad, aún en los casos en que la proteína del grano se ubicó en el rango de valores intermedios. Pese a las diferencias en las condiciones agroclimáticas, y en los rendimientos y calidad del grano cosechado, la evidencia recogida en este estudio permite suponer que en lo que respecta a la calidad, las localidades ensayadas integran un único mega-ambiente de respuesta, donde por lo general los niveles de calidad exhibidos por los genotipos fueron, proporcionales a los cambios del ambiente, y la ocurrencia de episodios esporádicos de déficit o excesos hídricos, y/o de altas temperaturas durante el llenado de granos, se constituyeron en la principal causa de alteraciones en el comportamiento de las variedades. / Pasta wheat (Triticum turgidum var. durum Desf.), or “candeal” wheat, as usually called in Argentina, is a cereal crop of long tradition in southern Buenos Aires province, where it is grown exclusively for supplying the demands of regional as well as national semolina and pasta industries. Although near the end of the decade of ´sixties´ and beginning of ´seventies´ the production of this cereal crop reached substantial levels which allowed the country to participate in the international market, at present, to guarantee the grain volumes required to operate throughout the year (about 250.000 t), the candeal chain depends on pre-sowing cultivation contracts held with producers. The wideness of cultivation area, and the diversity of soils where it´s sown, along with year-on-year fluctuations of weather factors, usually bring about troubles of luck of consistency in the industrial quality of harvested grain which complicate the operability of the processing industry, whose protocols procedures require high homogeneity in the quality of the raw material. In addition to this, there are the quality variations due to the spectrum of varieties in use, and their different response to fluctuations imposed by environment. This is why, for assisting the production sector in making decisions for allowing stabilize quality levels throughout the time, it becomes necessary the implementation of studies to deeply explore the way different variables integrated in grain and semolina quality, are affected by environmental factors, and by the complex relationships governing the response of genotypes to it. Within this context, in the present thesis work the effects of environment, genotype and genotype-environment interactions (GE) on six quality attributes of interest for industry, three on the grain, test weight, vitreousness and protein content, and three on semolina, yellow index, and gluten quantity and quality, were analyzed on five commercial cultivars of pasta wheat, sown during three crop cycles in four locations belonging to Sub Humid Central South and Semiarid South West sub-regions of the candeal producing area. Outcomes of the study revealed the existence of wide differences in relative contribution of environment, genotype and GA interactions for the six attributes analyzed, with environment effects prevailing on the three variables measured on grain and semolina gluten content, and a greater impact of genotype on yellow index and gluten strength. Concerning GE interactions, they were particularly important for grain protein and wet gluten contents, while for the rest, they were smaller, and generally associated with changes which were in proportion to environmental fluctuations. Cultivar cycle length from emergence to heading, and in second place, yield and grain size and shape, were the variables which influenced the most the differential response of varieties to environment, with exception of gluten index where response sensitivity showed to be mainly related with variety intrinsic gluten strength. Among sub-regions, Semiarid South West, stood out consistently with high levels of grain protein, wet gluten content and yellow index, and values of test weight and vitreousness also satisfactory and stable between seasons, which can be considered a strength for this region considering its characteristic lower yield levels. Within Central South, where yields were generally higher, grain quality was satisfactory to the same extent, with La Dulce standing out with consistently high values of test weight, where Barrow showed more difficulty to satisfy the demands imposed by Grade 1 of the trading standard and inconsistency among seasons. The latest, in contrast, showed the highest levels of vitreousness, even in cases when grain protein was in the intermediate-range values. Despite the differences in agro-climatic conditions, and in the yield and quality of harvested grain, evidence gathered in this study revealed that, concerning quality, tested locations represented a single mega-environment of response, where quality levels exhibited by genotypes were, in general, proportionate to environmental changes, and sporadic episodes of water deficit or excess and/or high temperatures during grain filling, were the most likely causes of alterations in genotypes´ behavior.

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.

El mapeo por asociación (MA), fundamentado en el desequilibrio de ligamiento (DL), es una estrategia complementaria al mapeo de loci cuantitativo (QTL) tradicional, que constituye una herramienta poderosa para la identificación de loci asociados a caracteres de interés. El objetivo de este trabajo de tesis fue realizar un análisis tendiente a implementar la estrategia de mapeo por asociación en trigo candeal de manera de complementar los estudios realizados por mapeo biparental, identificando marcadores asociados a caracteres de color, peso hectolitrito (PH) y peso de mil granos (PMG). Para ello se estudió la diversidad nucleotídica y la estructura poblacional a partir de marcadores de polimorfismos de longitud de fragmentos amplificados (AFLPs) y se consideraron los caracteres de calidad y rendimiento mencionados en una población de trigo candeal constituída por 133 genotipos de distinta procedencia. Para el carácter color del endosperma se determinó el contenido de pigmentos carotenoides (CPC) y color amarillo (CIE 1976 b*), color rojo (CIE a*) y luminosidad (CIE L*) de la sémola; se registró también el peso de mil granos (PMG), el peso hectolitrico (PH) y el rendimiento de las parcelas (Kg/Ha) durante la campaña 2011/2012 en tres localidades de la Pcía de Buenos Aires, Pieres, Cabildo y Barrow. Se analizó el potencial del MA para identificar QTLs utilizando la estrategia de exploración amplia del genoma (GWAS). El color amarillo cuantificado por la extracción de los pigmentos con butanol saturado en agua y la medición de la reflectancia de la luz CIE 1976 b* se evaluaron en una colección de 133 variedades de diferentes orígenes geográficos y fueron genotipadas con seis combinaciones de AFLPs que produjeron 116 bandas polimórficas y determinaron que el germoplasma estudiado presenta un 35.8 % de variabilidad genética. La estructura de la población se evaluó mediante la distancia genética y el enfoque basado en el modelo Bayesiano, identificando seis subpoblaciones consistentes con el origen de las variedades y el pedigrí. El análisis de asociación identificó asociaciones significativas entre los marcadores y los caracteres evaluados, los marcadores que explicaron mayores porcentajes de la variación en un carácter fueron, P41M39_715 para el peso de los granos, P41M39_747 para el CIE a*, P41M43_390 para el rendimiento, P41M31_767 para el contenido de pigmentos carotenoides y el color amarillo CIE b* y el marcador P41M43_367 para CIE b*. Los resultados de este estudio indican que el MA se puede utilizar para complementar las técnicas tradicionales de cartografía de QTL (mapeo biparental), e identificar nuevos QTL para estudios posteriores. Teniendo en cuenta los modelos lineales mixtos y los lineales generalizados, se seleccionaron genotipos superiores utilizando los métodos REML/BLUP y correlaciones de Pearson, entre los caracteres, encontrándose que para los caracteres de calidad relacionados con el color del grano como el (CPC) y (CIE b*) evaluados en 133 genotipos indicaron que los materiales de trigo candeal Amarillo, CBW 05082, Buck Topacio , Durobonus , Vivadur , Joyau, Exeldur , CBW 0105 , CBW 0225 , VF 0163 y Argeles fueron las variedades que se demostraron estabilidad como genotipos superiores para las localidades de Pieres, Cabildo y Barrow. En relación a los caracteres de PMG y PH las variedades que se comportaron de manera estable en los tres ambientes fueron ACA 1801F, Candeal Durumbuck, Buck Esmeralda, Taganrog Sel. BUCK, Portorico, Catervo, Buck Cristal, CBW 0156, CBW 0230, CBW 0225, Tiziannia, Garic , Buck Granate (B#26) y CBW 0153. Por consiguiente, se considera que estas variedades son genotipos superiores y estas observaciones demuestran la posibilidad de encontrar dentro de estos materiales alelos favorables para estos caracteres. Dado que la enzima Zds participa en dos pasos críticos de la ruta biosintética de los carotenoides, y también se ha asociado con QTLs en el grupo 2 de cromosomas de trigo pan se planteó como objetivo caracterizar el gen Zds de trigo candeal y encontrar variantes alélicas y determinar si estas podrían explicar la variación fenotípica observada en la concentración de pigmentos amarillos entre las distintas variedades que constituyen la población. Este trabajo de tesis permitió determinar que el gen Zds presenta dos copias en el genoma A de candeal, que fueron designadas como TtZds-A1.a y TtZds-A1.2. Las dos copias del gen del genoma A, TtZds-A1.1a y TtZds-A1.2 comparten una identidad del 98% para la región analizada, lo cual sugiere una relativa reciente duplicación. TtZds-A1.a tiene una variante alélica, denominada TtZds-A1.b, la cual se encontró asociada a variedades con elevados valores de CPC y CIEb*. La variante alélica TtZds-A1.1b, identificada en las variedades BonINTACarilo, VF 0113, Amarillo, Gabbiano, Joyau, Karur, Neodur, Garic y Exeldur se encuentra alta y significativamente relacionada con la variación del CPC y CIE b*. Se considera que las variedades que porten el alelo TtZds- A1.1b relacionado con mayor color, tienen mayor contenido de pigmentos carotenoides, lo cual permitió desarrollar un marcador específico para este alelo, que constituirá una buena herramienta para seleccionar variedades de alto color amarillo en trigo candeal. Este trabajo de tesis constituye el primer antecedente de aplicación de mapeo por asociación en trigo candeal en la Argentina. / Association mapping (MA), based on linkage disequilibrium, is a complementary strategy to the traditional quantitative trait loci (QTL) mapping, which is a powerful tool for identify gene loci associated with traits of interest. The aim of this thesis was to implement the strategy of MA in durum wheat in order to complement the studies carried out at CERZOS by biparental mapping, identifying markers associated with traits related with quality and yield in durum wheat, like color, test weight (TW) and thousand grain weight (TGW). For this purpose the nucleotide diversity and the population Structure were studied by using amplified length fragment polymorphisms (AFLPs) and the quality and yield traits were measured in a durum wheat panel composed of 133 genotypes of different geographic origin. For the trait endosperm color the content of carotenoid pigments (CPC), yellow color (CIE 1976 b *), red color (CIE a *) and luminosity (CIE L *) of the semolina were determined; TWG, TW and the yield of the plots (kg / ha) were taken during the period 2011/2012 in three locations of the Buenos Aires province, Pieres, Cabildo and Barrow. The potential of MA to identify QTLs was analysed by using the genome-wide association strategy (GWAS). The yellow color determined by the extraction of pigments with saturated butanol in water and the measurement of light reflectance CIEb* were evaluated in the association panel that was genotyped with six combinations of AFLPs. These six AFLPs primer combinations produced 116 polymorphic bands showing a genetic variability of 35.8% in the studied germplasm. The population Structure was assessed by using the genetic distance and the Bayesian model based approaches, identifying six sub-populations and showing consistency with varieties origin and pedigree. Association analysis identified significant associations between the markers and the evaluated traits. The AFLP markers that explained the highest percentages of variation by trait were P41M39_715 for grain weight, P41M39_747 for CIEa*, P41M43_390 for yield, P41M31_767 for carotenoid pigment content and CIEb* yellow and P41M43_367 for CIEb*. Although these markers are anonimous and should be mapped to establish the position in the durum wheat genome, the results are promising, indicating that AM can be used to complement traditional QTL mapping techniques and identify novel QTL for further studies. Considering the mixed linear and generalized linear models, superior genotypes were selected using the REML / BLUP methods and Pearson's correlations considering the studied traits. Related with color the superior genotypes for the three locations were Amarillo, CBW 05082, Buck Topacio, Durobonus, Vivadur, Joyau), Exeldur , CBW 0105, CBW 0225, VF 0163 and Argeles. Taken into account TWG and TW the varieties that behaved in a stable way in the three environments were ACA 1801F, Candeal Durumbuck, Buck Emerald, Taganrog Sel. BUCK, Portorico, Catervo, Buck Cristal, CBW 0156, CBW 0230, CBW 0225, Tiziannia, Garic, Buck Garnet (B # 26) and CBW 0153. These varieties are therefore considered to be superior genotypes and these observations demonstrate the possibility of finding within these materials favorable alleles for these traits. Inasmuch as Zds enzyme participates in two critical steps of the biosynthetic pathway of carotenoids, and has also been associated with QTLs in the chromosomal group 2 of bread wheat, our aim was to characterize the durum wheat Zds gene and to find allelic variants and to determine if these variants could explain the observed phenotypic variation in the concentration of yellow pigments among the different varieties included in the association panel. This thesis work allowed to determine that the Zds gene presents two copies in the durum wheat genome A, which were designated as TtZds-A1.a and TtZds-A1.2. The two copies of the genome A, Ttds- A1.1a and TtZds-A1.2 share 98% identity for the region analyzed, suggesting a relatively recent duplication event. Ttds-A1.a has another allelic variant, called TtZds-A1.b, which was found associated to varieties with high values of CPC and CIEb *. The allelic variant TtZds-A1.1b, identified in the varieties BonINTACarilo, VF 0113, Amarillo, Gabbiano, Joyau, Karur, Neodur, Garic and Exeldur is highly and significantly related to the variation of CPC and CIEb*. It is considered that varieties bearing the TtZds-A1.1b allele associated with higher color have a higher content of carotenoid pigments, allowing the development of a specific marker to amplify this allele that will be a good tool to high yellow varieties selection in durum wheat. This thesis work constitutes the first antecedent of application of mapping by association in durum wheat in Argentina.