La selección in vitro es una herramienta utilizada tanto en los programas de mejora para disminuir el tiempo empleado en la obtención de una variedad comercial, así como en investigación para la selección de nuevas combinaciones génicas que implementen una característica fenotípica deseada. Los cultivos de cebada sufren diferentes estreses, bióticos y abióticos, que causan grandes pérdidas en el rendimiento de las cosechas. Entre ellos están la toxicidad del exceso de boro en suelo y la fusariosis de la espiga, una infección causada por hongos del género Fusarium.
En este trabajo se desarrollaron dos métodos de selección in vitro. Uno para cribar individuos resistentes a estrés por boro y el otro para estrés por Fusarium. Se utilizó como material vegetal embriones cigóticos procedentes de plantas doble haploides. En el caso de la toxicidad al boro se aplicó directamente este elemento en el medio de selección. En el caso de la fusariosis y debido a que la resistencia a esta enfermedad presenta varios componentes, se estudió en concreto la resistencia a la acumulación de deoxinivalenol (DON). El DON es una de las toxinas producidas por Fusarium, es un factor de virulencia y fue la sustancia utilizada en el medio de selección para la realización del cribado.
Para la producción de las dos poblaciones de doble haploides se partió de sendas poblaciones F1 de un cruzamiento biparental de un cultivar o línea resistente y uno sensible: Sahara 3771 y Clipper para boro; Chevron y PI383933 para DON. Se empleó el método de androgénesis, mediante el cultivo de microsporas o anteras.
La validación de cada método de selección in vitro se realizó mediante la comparación de los resultados obtenidos in vitro con los resultados de la evaluación del mismo material en ensayos controlados en invernadero, específicos para cada estrés. En el caso del boro se aplicó un exceso de ácido bórico en el agua de riego observándose la sintomatología foliar. En el caso de Fusarium se aplicó DON en flores en preantesis, evaluándose la coloración de la pálea y lemma, y la esterilidad.
Paralelamente se verificaron las correlaciones cultivo in vitro- invernadero mediante la determinación de nuevos QTL’s y comparación de marcadores moleculares y QTL´s conocidos para dichos caracteres. En concreto, se utilizaron tres marcadores moleculares de tipo microsatélite de conocida influencia en la resistencia a boro: Bmac93 (localizado en el cromosoma 2H), Bmac67 (3H) y EBmac679 (4H). Se encontraron correlaciones significativas de los dos últimos marcadores con la resistencia observada en la selección in vitro, y del Bmac93 con los resultados de invernadero. Para el Fusarium se realizó un análisis de DArT de la población y se creó un mapa con dichos marcadores, obteniéndose un total de 12 grupos de ligamiento. Posteriormente se buscaron QTL que se compararon con QTL´s conocidos. Se detectaron 57 QTL´s relacionados con el cultivo in vitro, el ensayo de invernadero y características morfologicas, encontrándose varias coincidencias. / La selecció in vitro és una eina utilitzada tant en els programes de millora per disminuir el temps emprat en l'obtenció d'una varietat comercial, així com en investigació per a la selecció de noves combinacions gèniques que implementin una característica fenotípica desitjada. Els cultius d'ordi pateixen diferents estressos biòtics i abiòtics, que causen grans pèrdues en el rendiment de les collites. Entre ells estan la toxicitat de l'excés de bor en sòl i la fusariosi de l'espiga, una infecció causada per fongs del gènere Fusarium.
En aquest treball es van desenvolupar dos mètodes de selecció in vitro. Un per garbellar individus resistents a estrès per bor i l'altre per estrès per Fusarium. Es va utilitzar com a material vegetal embrions cigóticos procedents de plantes doble haploides. En el cas de la toxicitat al bor es va aplicar directament aquest element en el medi de selecció. En el cas de la fusariosis i pel fet que la resistència a aquesta malaltia presenta diversos components, es va estudiar en concret la resistència a l'acumulació de deoxinivalenol (DON). El DON és una de les toxines produïdes per Fusarium, és un factor de virulència i va ser la substància utilitzada en el medi de selecció per a la realització del cribratge.
Per a la producció de les dues poblacions de doble haploides es va partir de sengles poblacions F1 d'un encreuament biparental d'un cultivar o línia resistent i un sensible: Sahara3771 i Clipper per bor; Chevron i PI383933 per DON. Es va emprar el mètode de androgènesi, mitjançant el cultiu de microsporas o anteres.
La validació de cada mètode de selecció in vitro es va realitzar mitjançant la comparació dels resultats obtinguts in vitro amb els resultats de l'avaluació del mateix material en assaigs controlats en hivernacle, específics per a cada estrès. En el cas del bor es va aplicar un excés d'àcid bòric en l'aigua de reg observant la simptomatologia foliar. En el cas de Fusarium es va aplicar DON en flors en preantesis, avaluant la coloració de la pàlea i lemma, i l'esterilitat.
Paralelamente es van verificar les correlacions cultiu in vitro- hivernacle mitjançant la determinació de nous QTL s i comparació de marcadors moleculars i QTL's coneguts per aquests caràcters. En concret, es van utilitzar tres marcadors moleculars de tipus microsatèl•lit de coneguda influència en la resistència a bor: Bmac93 (localitzat en el cromosoma 2H), Bmac67 (3H) i EBmac679 (4H). Es van trobar correlacions significatives dels dos últims marcadors amb la resistència observada en la selecció in vitro, i del Bmac93 amb els resultats d'hivernacle. Per al Fusarium es va realitzar una anàlisi de DART de la població i es va crear un mapa amb aquests marcadors, obtenint-se un total de 12 grups de lligament. Posteriorment es van buscar QTL que es van comparar amb QTL's coneguts. Es van detectar 57 QTL's relacionats amb el cultiu in vitro, l'assaig d'hivernacle i característiques morfològiques, trobant diverses coincidències. / In vitro selection is one techniquel used in breeding programs to reduce the time to get a commercial variety and in investigation to obtain new genic combinations that improve a desired phenotype.
There are many stress, biotic and abiotic, that affect the yield of barley. Among them, we find the excess of soil boron toxicity and Fusarium Head Blight (FHB), a fungus infection caused by genus Fusarium.
We developed two methods of in vitro selection in this work. One method was for the screening of plants resistant to boron stress and the other for plants resistant to scab. The plant material used were zygotic embryos recovered from double haploid plants. For boron toxicity, boron was applied directly into the selection media. For FHB, as it is a very complex disease, we studied the component of resistance for deoxinivalenol (DON) accumulation. DON is one of the toxins produced by Fusarium, as well as a virulence factor, and was the substance used in the selection media for carrying out the sreening
The two double haploid populations were produced by androgenesis, via microspores or anther culture. They were produced from two F1 populations derived from a biparental cross between resistant and susceptible cultivars: Sahara 3771 and Clipper for boron, and Chevon and PI383933 for DON.
The validation of the in vitro selection method was tested by comparison of the results with those obtained in greenhouse assays. For boron, greenhouse assays consisted in watering the plants with boron exceed and taking data of foliar symptoms. For Fusarium, DON was applied in pre-antesis flowers and then was evaluated the sterility and the palea and lemma colors,
At the same time, correlations between in vitro selection and greenhouse data were verified by comparison with known QTL´s and molecular markers that account for resistance for each stress. Three SRR marker: Bmac93 (localized on chromosome 2H), Bmac67 (3H) y EBmac679 (4H) were used to evaluate correlation for boron resistance. Bmac93 had correlation with results from greenhouse assay, and the other two with in vitro selection. For Fusarium, the population was analyzed with DArT´s. A map was created with the polymorphic markers and we obtained 12 linkage groups. After that, QTL´s were searching and were compared with known QTL´s for Furarium resistance. We detected 57 QTL´s related to in vitro culture, the greenhouse assay en morphologic characters.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UDL/oai:www.tdx.cat:10803/385368 |
| Date | 14 January 2016 |
| Creators | García Mariño, Natalia |
| Contributors | Cistué Solá, Luis, Romagosa Clariana, Ignacio, 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 | 212 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/es/, info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
Page generated in 0.0028 seconds