El cártamo es un cultivo oleaginoso poco difundido en Argentina con
potencial de desarrollo en regiones semiáridas de la región pampeana. Las
características requeridas por la industria y los productores agropecuarios son la
base de los objetivos del mejoramiento. El ideotipo para el sudoeste bonaerense
presenta alto contenido de aceite alto oleico, alto rendimiento, precocidad,
adaptación a siembras de otoño-invierno y al ambiente en general. El objetivo
principal de la presente tesis fue el desarrollo de criterios de selección para la
obtención de líneas avanzadas para el mercado o para futuros planes de
mejoramiento. Además, se buscó una herramienta molecular para seleccionar
por el perfil acídico de la materia grasa (MG) y generar nuevas herramientas
moleculares para cártamo a través del mapeo de QTLs en una población
biparental.
A partir de germoplasma F3 proveniente de un plan de mejoramiento del
USDA (Pullman, Washington), se llevó a cabo un plan de selección a campo con
el fin de obtener líneas avanzadas promisorias. En generaciones tempranas (F3-
F4) se utilizaron variables fácilmente medibles como herramientas de selección
indirecta del contenido de materia grasa (MG). La selección en F3 se realizó por
adaptación, precocidad y bajo espesor de pericarpio, y en F4 se realizó por
contenido de cáscara, altura de planta, granos por capítulo y las dimensiones del
grano.
En generaciones avanzadas (F5-F6), la evaluación a campo en ensayos
comparativos en cuatro ambientes representativos del sudoeste bonaerense
permitió seleccionar de forma directa por el rendimiento de MG y su estabilidad.
L62, L6 y L69 mostraron un alto y estable rendimiento de MG, pero sin alcanzar
el contenido de MG que rige la norma (33%). LFM3 y L3 exhibieron buena
adaptación al sudoeste bonaerense, alto rendimiento de MG, alto contenido de
MG, alto contenido de ácido oleico y mayor precocidad que el testigo comercial
CW99-OL. El desarrollo de nuevos cultivares se acompañó con la generación de
una norma de manejo en cuanto a la fecha de siembra. La evaluación de fechas
de siembra en dos ambientes permitió concluir que la siembra entre fines de
mayo e inicio de junio optimiza el rendimiento del cultivo.
El perfil de ácidos grasos es el carácter cualitativo más importantes del
cártamo, para el cuál existe gran variabilidad genética y determina las
características industriales del aceite. Las nuevas tecnologías de secuenciación
generan una rápida y económica identificación de marcadores moleculares e
impulsaron la selección asistida por marcadores. En este trabajo se utilizó la
tecnología KASP (kompetitive allele specific PCR) para validar un marcador
basado en la secuencia del gen responsable en la determinación del perfil
acídico del aceite.
La secuenciación de última generación aplicada al genotipado por
secuenciación permite descubrir millones de SNPs (polimorfismos de un solo
nucleótido) en una población de mapeo. La integración de densos mapas
genéticos con datos fenotípicos permite la identificación de loci de caracteres
cuantitativos (QTLs). A través del genotipado de una población F2, se
identificaron 673 marcadores polimórficos, se generó un mapa de ligamiento, y
sobre éste, se mapearon 31 QTLs: siete QTLs asociados a características de la
cascara, cinco a arquitectura, morfología y rendimiento de planta, ocho a
dimensiones de grano y capítulo, y 11 a características asociadas al tamaño de
grano. Los marcadores flanqueantes a estas regiones genómicas representan
un nuevo recurso para el mejoramiento, y son un punto de partida para el mapeo
fino de las regiones involucradas.
Esta tesis es el primer estudio genómico de cártamo realizado en Argentina
y el primer plan de selección llevado a cabo en el sudoeste de Buenos Aires con
la finalidad de obtener nuevos genotipos adaptados, generando a su vez una
recomendación de fecha de siembra óptima para la región en cuestión / Safflower is an alternative oilseed crop in Argentina, potentially adapted to
the semiarid “Pampa” region. Crop characteristics required by the industry and
farmers like yield, oil content or oil quality are the target traits for breeding
programs. Safflower ideotype for the southwest of the Buenos Aires province
should be high yielding with high oil content and high oleic acid content. Earliness
and adaptation to fall sowing are also required. The aims of this thesis were the
development of new advanced breeding lines to be registered or as a source of
initial germplasm for future breeding programs; the development of a molecular
tool for selecting the high oleic allele and QTL mapping of yield and oil content
related traits in a biparental population obtained from the hybridization of
contrasting varieties.
Safflower F3 germplasm from one of the USDA (Pullman, Washington)
breeding programs was the initial material for the field selection plan. In early
breeding lines (F3-F4), selection was carried out through simple traits, that were
used as indirect selection tools for a complex trait like oil content. Selection was
done through adaptation, earliness and hull thickness in F3 generation, and
through hull content, plant height, number of grains per capitulum and grain
dimensions in F4. After the two selection cycles, 16 promising F5 breeding lines
were obtained. In advanced generations (F5-F6), selection for high oil yield and
stability was accomplished through field evaluation in multi environmental trials.
L62, L6 and L69 showed high and stable oil yield, but an oil content below the
commercial base. L3 and LFM3 were the best adapted and high yielding breeding
material, with high oleic oil content and an earlier development the commercial
check CW 99 OL. The development of new genotypes was integrated with the
exploration of optimum sowing dates. From the evaluation of six sowing dates in
two environments it was concluded that sowings during late May and early June
have the highest and more stable grain yield.
The fatty acid profile is the most important qualitative trait of safflower
since it determines the oil industrial quality and is genetically diverse across the
germplasm. The new sequencing technologies applied to molecular marker
discovery have promoted marker assisted selection procedures. In this work,
KASP (kompetitive allele specific PCR) technology was used to validate a
molecular marker based on the sequence of ctFAD2-1 gene, involved in the oleic
acid content of safflower oil.
Next-generation sequencing technologies applied to genotyping by
sequencing allow fast and massive SNP discovery in a mapping population. The
integration of dense genetic maps with phenotypic data is used in QTL
(quantitative trait loci) mapping. In this study, an F2 population was genotyped by
Dartseq method and almost 700 polymorphic markers were identified and a
linkage map was constructed. Thirty-one (31) QTLs were mapped: seven of them
were related to hull characteristics, five to architecture and morphology of the
plant, eight to grain and capitulum dimensions, and 11 to grain size. Molecular
markers flanking these genomic regions represent a new genetic resource for
breeding and are starting points for further studies like fine mapping of the
involved regions.
This thesis represents the first genomic approach in safflower of Argentina,
and the first attempt of breeding by selection in the southwest of Buenos Aires
province with the objective of developing new adapted genotypes and providing
a basic management tool of sowing date / TEXTO PARCIAL en período de teletrabajo
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uns.edu.ar/oai:repositorio.bc.uns.edu.ar:123456789/5963 |
| Date | 31 March 2022 |
| Creators | Cerrota, Alfonso |
| Contributors | Lindström, Lilia Ivone, Echenique, Viviana |
| Publisher | Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía |
| Source Sets | Universidad Nacional del Sur |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
| Format | application/pdf |
| Rights | 2 |
Page generated in 0.0036 seconds