En aquesta Tesi Doctoral es va estudiar el potencial de varietats tradicionals de blat dur per a la millora de la qualitat i el valor agronòmic en base a una col•lecció de 172 accessions procedents de 21 països mediterranis. Com a referència es va utilitzar un conjunt de 20 varietats modernes representatives de la variabilitat cultivada a la zona. Els assaigs de camp es van dur a terme en secà durant tres anys a Gimenells (Lleida). Es va estudiar la variabilitat existent a la col•lecció per a les principals característiques agronòmiques i de qualitat, la presència d’estructures geogràfiques i l’efecte del clima prevalent als països d’origen de les varietats sobre llur comportament agronòmic. Es va analitzar la relació existent entre la força del gluten i la composició al•lèlica en cinc loci de glutenines d’alt (HMW) i baix (LMW) pes molecular i es van identificar noves fonts d’al•lels potencialment interessants per la millora de la qualitat. / En esta Tesis Doctoral se estudió el potencial de variedades tradicionales de trigo duro para la mejora de la calidad y el valor agronómico en base a una colección de 172 accesiones procedentes de 21 países mediterráneos. Como referencia se utilizó un conjunto de 20 variedades modernas representativas de la variabilidad cultivada en la zona. Los ensayos de campo se llevaron a cabo en secano durante tres años en Gimenells (Lérida). Se estudió la variabilidad existente en la colección para las principales características agronómicas y de calidad, la presencia de estructuras geográficas y el efecto del clima prevalente en los países de origen de las variedades sobre su comportamiento agronómico. Se analizó la relación existente entre la fuerza del gluten y la composición alélica en cinco loci de gluteninas de alto (HMW) y bajo (LMW) peso molecular y se identificaron nuevas fuentes de alelos potencialmente interesantes para la mejora de la calidad / A collection of 172 durum wheat landraces from 21 Mediterranean countries was assembled and used to examine their value for quality and field performance improvement in breeding programs. A set of 20 representative modern varieties were used for comparison. Field experiments were conducted during 3 years under rainfed conditions in northeastern Spain. The existing variability for the main quality and agronomic traits, the presence of geographic structures as well as the effect of the climate in the countries of origin on the agronomic performance were investigated. The relationship between gluten strength and the allelic composition at five glutenin loci was assessed, and donors of potentially novel alleles for quality improvement were identified.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 503594 bytes, checksum: 9404a8d4266a856855a02a401fdb8a03 (MD5) Previous issue date: 2010-07-06 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Wheat is one of the principal cereals in the world and is processed into a wide range of products. In recent decades researchers have shown concern over acquisition of cultivars with good baking quality, a characteristic which initially refers to the protein composition of the endosperm, composed principally of the proteins making up gluten. Various methodologies have been employed in the evaluation of this characteristic, including SDS-PAGE (polyacrylamide gel electrophoresis), SE-HPLC (size exclusion high performance liquid chromatography), baking tests and employment of genetic markers. In an attempt to compare the different existing methodologies and propose a strategy for wheat genetic improvement programs based on industrial quality, four different techniques were tests with 45 national cultivars. Six allele-specific markers were used for verification of the presence of the HMW subunits: Glu-D1-1d (5+10) and Glu-B1-2a (7+8), one LMW subunit: Glu-A3d, the presence or absence of 1B/1R translocation: by the presence of Glu-B1 (long arm of the wheat chromosome) or ω- secalin (gene of the short arm of rye) and puroindoline (Pinb-D1b). Also employed where SDS-PAGE, SE-HPLC and baking test methods. As a result of applying the markers, the presence in the genotypes observed was: 71% for subunit Glu-D1-1d (5+10), 16% for Glu-B1-2a (7+8), 60% for Glu-B1 (absence of translocation) and 8% for Pinb-D1b and Glu-A3d. The results of SDS-PAGE suggested a prevalence of the subunits 2* and 1 in chromosome 1A; 7+8, 7+9 and 17+18 in 1B; and 5+10 in 1D. The average values of SE-HPLC were 35.99% and 44.99% for the polymeric protein in protein (PPP) and unextractable polymeric protein (UPP), respectively, and 1.29 for the ratio between gliadins and glutenins (GLI/GLU), with significant variation among the genotypes (p≤0.05). The baking test also showed a significant difference (p≤0.05) between the cultivars under the same conditions. The UPP data were independent of the PPP percentage data, signifying that a portion of the unextractable polymeric protein (UPP) does not depend on the greater percentage of total polymeric proteins. However there was a positive correlation between the score of HMW subunits, evaluated by SDSPAGE, and the UPP values; this indicates that scoring has apparently been efficient in classifying the genotypes of greatest quality. The cultivars without translocation with rye also showed better results for UPP, PPP and GLI/GLU in relation to those possessing translocation. The GLI/LGU ratio is correlated with the specific volume of the bread, but apparently does not guarantee quality of the qualitative characteristics, which may indicate the action of gliadins in extensibility, but with a lack of structure in the gluten network. These results corroborate for the selection of HMW subunits 5+10, cultivars without translocation with rye, with high values of UPP and an appropriate GLI/GLU ratio with the objective of obtaining greater wheat baking quality. / O trigo é um dos principais cereais em todo o mundo, sendo processado para uma gama de produtos. Surgiu nas últimas décadas a preocupação dos pesquisadores com a obtenção de cultivares com boa qualidade de panificação, característica que refere-se primordialmente a constituição protéica do endosperma, composta principalmente pelas proteínas formadoras de glúten. Várias metodologias vêm sendo empregadas na avaliação dessa característica, dentre as quais, estão o SDS-PAGE (eletroforese em gel de poliacrilamida), SE-HPLC (cromatografia líquida de alta eficiência por exclusão molecular), teste de panificação e o emprego de marcadores genéticos. Buscando comparar as diferentes metodologias existentes e propor uma estratégia a programas de melhoramento de trigo voltados à qualidade industrial, testaram-se quatro diferentes técnicas em 45 cultivares nacionais. Usaram-se seis marcadores alelo-específicos direcionados à verificação da presença das subunidades de HMW: Glu-D1-1d (5+10) e Glu-B1-2a (7+8), uma subunidade de LMW: Glu-A3d, a presença ou ausência de translocação 1B/1R: pela presença de Glu-B1 (braço longo do cromossomo de trigo) ou de ω-secalin (gene do braço curto do centeio) e puroindolina (Pinb-D1b). Também foram empregadas as metodologias de SDS-PAGE, SE-HPLC e teste de panificação. Como resultado da aplicação de marcadores obteve-se presença nos genótipos de: 71% para subunidade Glu-D1-1d (5+10), 16% para Glu-B1-2a (7+8), 60% para Glu-B1 (ausência de translocação) e 8% para Pinb-D1b e Glu-A3d. Os resultados de SDS-PAGE apontam uma prevalência das subunidades 2* e 1 no cromossomo 1A; 7+8, 7+9 e 17+18 no 1B; e 5+10 no 1D. Enquanto, os valores médios de SE-HPLC foram de 35,99% e 44,99% para as frações de proteínas poliméricas totais (PPP) e não-extraíveis (UPP), respectivamente, e 1,29 para a relação entre gliadinas e gluteninas (GLI/GLU), com variação significativa entre os genótipos (p≤0,05). O teste de panificação também apontou diferença significativa (p≤0,05) entre as cultivares nas mesmas condições. Os dados de UPP foram independentes dos dados da proporção de PPP, significando que a porção de proteínas poliméricas não-extraíveis (UPP) não depende de maior proporção de proteínas poliméricas totais. Enquanto houve correlação positiva entre o escore dado às subunidades de HMW, avaliadas por SDS-PAGE, e os valores de UPP; isto indica que a pontuação aparentemente vem sendo eficaz em classificar os genótipos de melhor qualidade. As cultivares sem translocação com centeio também obtiveram melhores resultados para UPP, PPP e GLI/GLU em relação as que a possuem. A relação GLI/GLU está correlacionada ao volume específico dos pães, mas aparentemente não garantiu boa qualidade nas características qualitativas, o que pode indicar a ação de gliadinas na extensibilidade, mas com falha na estruturação da rede de glúten. Esses resultados corroboram para uma seleção a favor das subunidades 5+10 de HMW, de cultivares sem translocação com centeio, com alto valor de UPP e razão apropriada de GLI/GLU, quando se objetiva melhorar a qualidade de panificação do trigo.