El meló (Cucumis melo L.) és una espècie vegetal de gran importància econòmica, amb la que s'han establert nombrosos programes de millora. Dins d'ells, és de gran importància la utilització de línies pures, la seva obtenció ha avançat en gran mesura per la utilització de tècniques de biotecnologia, entre les que es troben, l'obtenció de poblacions de línies diphaploids i els marcadors moleculars.La producció de línies haploids diploiditzades, disminueix el temps de generació necessari per a obtenir individus completament homozigots a una mateixa generació. Així mateix, la naturalesa homozigòtica d'aquestes línies i el seu potencial per a ser perpetuades il·limitadament per llavor, fan de les poblacions de línies dihaploids, siguin molt útils per a estudis genètics com la generació de mapes genètics, on els marcadors dominants i codominants poden ser mapats amb idèntica precisió. Així mateix, la disponibilitat de material vegetal, genèticament idèntic de manera il·limitada, fa possible que es puguin afegir nous marcadors a mesura que es vagin generant i que aquestes poblacions siguin molt útils per a la localització de gens majors i QTLs (Quantitative Trait Loci), podent-se estudiar, al mateix temps, genotips en diferents localitzacions i estudiar-se la interacció genotip per ambient (GxE).En aquest treball es va estudiar la resposta partenogènica de varis genotips de meló, donat que s'havia descrit la importància del genotip en l'obtenció de LDHs. Després d'aquest estudi es va poder descriure 3 passos limítrofs en el procés d'obtenció de LDHs: Eficàcia en l'obtenció d'embrions a partir de llavors de fruits partenocàrpics, supervivència dels embrions en el procés de cultiu in vitro i obtenció de línies diploiditzades, perpetuades per llavor a partir d'aquests embrions. Es va observar diferent comportament en els genotips estudiats en cadascun dels passos limítrofs definits per a el procés. Posteriorment es va generar, per partenogènesis induïda in situ per polinització amb pol·len irradiat, una població de 95 línies dihaploids (LDHs) a partir del creuament de dos línies de meló, PI161375 x T111. Aquestes dos línies es van escollir per presentar característiques agronòmiques importants. La línia T111 pertany a la varietat botànica inodorus, del tipus "Piel de Sapo" és una de les línies més consumides a Espanya, mentres que PI161375 "Sogwhan Charmi", pertany a la varietat botànica chinensis, presenta nombroses resistències a malalties. Les línies de la població van ser analitzades per marcadors moleculars del tipus codominant (RFLPs i SSRs) per a determinar la seva homozigòsis i es va determinar el seu nivell de ploidia per citometria de flux. A partir de la població de LDHs es va realitzar un mapa genètic, transferint marcadors moleculars codominants d'alta qualitat del tipus RFLPs i SSRs que ja havien estat posicionats en el mapa F2 obtingut a partir del mateix creuament i es van incloure 54 nous marcadors del tipus SSR. Es va obtindre un mapa amb 169 marcadors moleculars codominants de grups de lligament, cobrint una distància de 1289.6cM. La densitat de mapa va ser de 7.6cM/marcadors. L'ordre dels marcadors es va mantenir al comparar-lo amb altres mapes de meló existents i amb el mapa realitzat a partir d'una població F 2, el que demostra la consistència del mapa genètic obtingut, permet utilitzarlo com a mapa de referència per a posteriors estudis amb aquesta espècie i la integració dels dos mapes obtinguts a partir del creuament PI161375 x T111. Integrant es va obtenir un mapa altament saturat amb 331 marcadors codominants que es van distribuir en dotze grups de lligament, cobrint tot el genoma de meló, amb una densitat de 3.02cM/marcador i que van cobrir una distància de 1061cM.Es va estudiar, també, la segregació de les freqüències aléliques dels marcadors utilitzats en la generació del mapa de la població de LDHs per a identificar zones distorsionades que poguessin estar implicades en el procés d'obtenció d'haploids. Es van observar 6 zones que van presentar distorsió de les freqüències aléliques. Aquestes zones serien candidates a incloure gens que són seleccionats en el procés de generació de LDHs. En 2 d'aquestes zones la segregació va ser favorable a l'al.lel del parental PI161375 i en altres 4 la distorsió va ser favorable a l'al.lelde T111, el que indicaria que els dos parentals influeixen en el procés de generació de les línies dihaploids.Finalment, es van estudiar diferents caràcters quantitatius implicats en la morfologia floral, morfologia del fruit i la germinació, localitzant 71 QTLs, per a tots els caràcters analitzats. L'alta correlació observada entre la forma de l'ovari i el fruit i la co-localització dels QTLs implicats en aquest caràcters, suggereix que la forma del fruit ve determinada per la forma de l'ovari, és a dir, que els mateixos gens controlen ambdós caràcters, i la forma del fruit ve determinada en les primeres etapes de desenvolupament. També va permetre dividir el caràcter d'herència poligènica, el que explicaria l'aparició de genotips intermitjos en les classificacions taxonòmiques realitzades. Es van trobar, així mateix, QTLs relacionats amb la germinació de les LDHs que ens indiquen que els gens que intervenen en els processos relacionats amb la germinació s'expressen en les primeres etapes del procés, que existeixen al.lels de PI161375 amb efectes favorables a la germinació i que existeix un important efecte ambiental relacionat amb la llum, observant que amb presència de llum un major porcentatge de germinació. / El melón (Cucumis melo L.) es una especie vegetal de gran importancia económica, en la que se han establecido numerosos programas de mejora. En ellos es de gran importancia la utilización de líneas puras, cuya obtención ha avanzado en gran medida por la utilización de técnicas de biotecnología entre las que se encuentran la obtención de poblaciones de líneas dihaploides y los marcadores moleculares.La producción de líneas haploides diploidizadas disminuye el tiempo de generación necesario para obtener individuos completamente homocigotos a una generación. Así mismo, la naturaleza homocigótica de estas líneas y su potencial para ser perpetuadas ilimitadamente por semilla, hacen a las poblaciones de líneas dihaploides muy útiles para estudios genéticos como la generación de mapas genéticos, donde los marcadores dominantes y codominantes pueden ser mapados con igual precisión. Así mismo, la disponibilidad de material vegetal genéticamente idéntico de forma ilimitada hace posible que se puedan añadir nuevos marcadores a medida que se vayan generando y que estas poblaciones sean muy útiles para la localización de genes mayores y QTLs (Quantitative Trait Loci), pudiendo estudiarse el mismo genotipo en diferentes localizaciones y estudiarse la interacción genotipo por ambiente (GxE).En este trabajo se estudió la respuesta partenogénica de varios genotipos de melón, ya que se había descrito la importancia del genotipo en la obtención de LDHs. Tras este estudio se pudieron describir 3 pasos limitantes en elproceso de obtención de LDHs: Eficacia en la obtención de embriones a partir de semilla de frutos partenocárpicos, supervivencia de los embriones en el proceso de cultivo in vitro y obtención de líneas diploidizadas, perpetuadas porsemilla a partir de estos embriones. Se observó diferente comportamiento de los genotipos estudiados en cada uno de los pasos limitantes definidos para el proceso. Posteriormente se generó, por partenogénesis inducida in situ porpolinización con polen irradiado, una población de 95 líneas dihaploides (LDHs) a partir del cruzamiento de dos líneas de melón, PI161375 x T111. Estas dos líneas se eligieron por presentar características agronómicas importantes. La línea T111 perteneciente a la variedad botánica inodorus, de tipo 'Piel de Sapo' es una de las líneas más consumidas en España mientras que PI 161375 'Sogwhan Charmi', perteneciente a la variedad botánica chinensis, presenta numerosas resistencias a enfermedades. Las líneas de la población fueron analizadas por marcadores moleculares de tipo codominante (RFLPs y SSRs) para determinar su homocigosis y se determinó sunivel de ploidía por citometría de flujo.A partir de la población de LDHs se realizó el mapa genético, transfiriendo marcadores moleculares codominates de alta calidad de tipo RFLPs y SSRs que ya habían sido posicionados en el mapa F 2 obtenido a partir del mismo cruce y se incluyeron 54 nuevos marcadores de tipo SSR. Se obtuvo un mapa con 169 marcadores que sedistribuyeron en 12 grupos de ligamiento, cubriendo una distancia de 1289.6cM. La densidad de mapa fue de 7.6cM/marcador. El orden de los marcadores se mantuvo al compararlo con otros mapas de melón existentes y con el mapa realizado a partir de una población F2, lo que demuestra la consistencia del mapa genético obtenido, permitiendo emplearlo como mapa de referencia para posteriores estudios en esta especie y la integración de los dos mapas obtenidos a partir del cruce PI161375 x T111. Integrando se obtuvo un mapa altamente saturado con 331 marcadores codominantes que se distribuyeron en doce grupos de ligamiento cubriendo todo el genoma de melón, con una densidad de 3.02cM/ marcador y que cubrieron una distancia de 1061cM.Se estudió también la segregación de las frecuencias alélicas de los marcadores utilizados en la generación del mapa de la población de LDHs para identificar zonas distorsionadas que pudieran estar implicadas en el proceso de obtención de haploides. Se observaron 6 zonas que presentaron distorsión de las frecuencias alélicas. Estas zonas serían candidatas de incluir genes que son seleccionados en el proceso de generación de LDHs. En 2 de estas zonas la segregación fue favorable al alelo del parental PI161375 y en las otras 4 la distorsión fue favorable al alelo de T111, lo que indicaría que los dos parentales influyen en el proceso de generación de las líneas dihaploides.Finalmente, se estudiaron diferentes caracteres cuantitativos implicados en la morfología floral, morfología de fruto y la germinación, localizando 71 QTLs, para todos los caracteres analizados. La alta correlación observadaentre la forma de ovario y fruto y la co-localización de los QTLs implicados en estos caracteres sugiere que la forma del fruto esta determinada por la forma del ovario, es decir, que los mismos genes controlan ambos caracteres, y laforma de fruto se determina en etapas tempranas del desarrollo. También permitió dividir el carácter de la pubescencia del ovario en dos componentes, longitud y densidad, confirmando que se trata de un carácter de herencia poligénica lo que explicaría la aparición de fenotipos intermedios en las clasificaciones taxonómicasrealizadas. Se encontraron, así mismo, QTLs relacionados con la germinación de las LDHs que nos indican que los genes que intervienen en los procesos relacionados con la germinación se expresan en las primeras etapas del proceso, que existen alelos de PI161375 con efectos favorables a la germinación y que existe un importante efecto ambiental relacionado con la luz, observándose en presenc ia de luz un mayor porcentaje de germinación. / Melon (Cucumis melo L.) is an important vegetal crop; with large number of breeding programs already established. In these programs, the use of inbred lines is very important; the process to obtain these lines can be enhanced with the use of biotechnology techniques as the generation of dihaploid lines population and molecular markers.DHLs production decreased the generation time needed to obtain complete homocigous plants to one generation.The homocigosity potential to be perpetuated by seed, make DHLs populations an useful tool for genetics studies, as genetic map construction, where the dominants and codominants markers can be mapped with the same precision.Also, the possibility to dispose unlim ited material genetically identical make possible to add news markers as soon as they are generated, the localization of major genes and QTLs (Quantitative trait loci) and study the genotype by environment (GxE) interaction by evaluating the same genotype in different locations.The parthenogenetic response of several melon genotypes was studied. As reported by other authors the genotype had an important effect on the production of DHLs. Three limiting steps were found in the DHLs production process: (1) the parthenogenic embryo production efficiency from parthenocarpic fruits; (2) the in vitro rescueefficiency of parthenogenic embryos; and (3) the production of diploid lines, perpetuated by seed, out of the rescued embryos. For each of these limiting steps, different behaviours were observed on the studied genotypes. Moreover, apopulation of 95 DHLs was generated from the PI161375 x T111 hybrid, utilizing the in situ induction of parthenogenic embryos through pollination by gamma-irradiated pollen. The two parents were chosen for their important agronomic traits. The T111 line, pertaining to inodorus botanic variety, of fruit type 'Piel de Sapo', is one of the most consumed in Spain. Whereas, PI 161375 or 'Sogwhan Charmi', pertaining to the chinensis botanical variety, has a large number of disease resistances. Presumed parthenogenic lines were analyzed by codominants molecular markers (RFLPs and SSRs) to confirm their homocigosity, and by flow citometry to determine their ploidy level.A molecular markers map, involving RFLP and SSRs mapped previously in a F2 population from the same cross, was constructed using the DHL population. 54 new SSRs markers were added to the DHL map. A map with 169 markers distributed in twelve linkage groups was obtained with a distance coverage of 1286 cM. The map density was 7.6cM/marker. The order of markers was maintained when compared with other melon maps and with the F2 map. This fact proved the consistence of obtained genetic map, allowing their use as a reference map for later studies in this specie and permitting the integration of the two maps obtained from the cross PI161375 X T111. After integration, a highly saturated map with 331 codominats markers, covering the whole genome was obtained. Markerswere distributed in twelve linkage groups with a density of 3.02cM/marker covering a distance of 1061cM.Allelic frequency segregation of markers in DHLs population map was studied to identify genomic regions with segregation distortion. Six regions were observed which could include genes selected during DHLs generation process. Two of the regions showed favourable segregation towards PI 161375 alleles and in the other four the segregation was favourable towards T111 alleles. This confirms the influence of both parentals in the DHLs generation process.Finally, a study of several quantitative traits involved in floral and fruit morphology and germination of melon was realized. Seventy-one QTLs were localized for all analysed traits. The high correlation observed between ovary andfruit shape and the co-localization of QTLs involved in these traits suggests that the fruit shape was determined by ovary shape, i.e., the same genes control both traits and the fruit shape is determinated in the early period of development. Also, this analysis allowed to divide ovary pubescence trait in two components, hair length and density, and also confirming that this trait is under polygenic control. This could explain the apparition of intermediate phenotypes in the taxonomic classifications by others authors. In addition, QTLs related with germination were found, indicating that the genes involved in germination are expressed in the first steps of the process. PI161375 alleles withfavourable effect in germination were uncovered. Light intensity during germination has a major effect on the percentage of seed germination, being higher light intensity associated with higher percentage of germination.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UDL/oai:www.tdx.cat:10803/8335 |
| Date | 14 October 2003 |
| Creators | Gonzalo Pascual, María José |
| Contributors | Dolcet-SanJuan, Ramon, Monforte Gilabert, Antonio José, Universitat de Lleida. Departament de Producció Vegetal i Ciència Forestal |
| Publisher | Universitat de Lleida |
| Source Sets | Universitat de Lleida |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs. |
Page generated in 0.0037 seconds