La regeneración de plantas a partir de explantes es la base de partida para poder aplicar
tecnologías tales como la obtención de plantas haploides o la transformación genética. Este
carácter presenta una amplia variabilidad inter e intraespecífica. Así, incluso dentro de la misma
especie, podemos encontrarnos genotipos recalcitrantes cuya falta o escasa regeneración limita
la aplicación de estas técnicas. Además del componente genético, otros factores que
condicionan el éxito de la regeneración son: las condiciones fisiológicas del material de partida,
los componentes del medio de cultivo, los reguladores de crecimiento, la temperatura, la luz,
etc¿ La falta de información acerca de qué factores determinan que este proceso se produzca
por una u otra vía morfogenética (la vía organogénica o la embriogénica) y la incertidumbre de
cuantos genes están implicados, indica la necesidad de investigación básica de este proceso.
El objetivo principal de este trabajo se centra en incrementar el conocimiento de la base
genética así como la localización de QTLs implicados en la regeneración por la vía
organogénica que es la predominante en tomate. Para ello, se han utilizado dos poblaciones de
mapeo (F2, BC1) obtenidas por la Dra. Gisbert. La población F2 se obtuvo a partir de la
autofecundación de una planta F1, resultante del cruce de una planta de tomate (S. lycopersicum
L.) seleccionada por su escasa capacidad regenerativa (Anl27) y la accesión PE-47 de S.
pennellii Correll. con alta capacidad de regeneración. Por su parte, la población BC1 se obtuvo a
partir del cruce (Anl27 x F1). Con estos materiales se ha realizado una caracterización fenotípica
y genotípica en clones de cada genotipo, que se han mantenido en cultivo in vitro. Utilizando el
programa informático MapQTL¿ se han identificado seis QTL implicados en la regeneración
localizados en los cromosomas 1, 3, 4, 7 y 8. Cinco de los QTLs (SpRg-1, Rg-3, SpRg-4a, SpRg-
4b, SpRg-7) proceden del tomate silvestre S. pennellii y uno (SlRg-8) procede de S.
lycopersicum. El porcentaje de varianza explicada por cada QTL va desde el 7,4% al 27%,
dentro del rango común (6-26%) registrado en el mapeo genético de QTLs relacionados con la
regeneración in vitro en otros cultivos. SpRg-1 es el mayor responsable de la respuesta
morfogenética mientras que SpRg-7 promueve el desarrollo del brote hacia una planta completa.
Por otra parte los QTLs detectados en los cromosomas 8 (SlRg-8) y 4 (SpRg-4a, SpRg-4b)
podrían contener genes que influyen en la formación de yemas y su desarrollo, respectivamente.
Finalmente Rg-3, situado en la mitad del cromosoma 3 y ligado al gen de la invertasa ácida, se
presenta como un alelo putativo del gen Rg detectado en S. peruvianum (Rg-1) y S. chilense
(Dunal) Reiche. (Rg-2).
Además del genotipo, el tipo y combinación de reguladores de crecimiento son
importantes para el éxito de los protocolos de regeneración. En tomate, los reguladores de
crecimiento más utilizados son las citoquininas, o la combinación de estas con auxinas. Otros
reguladores como el etileno se han estudiado poco y los trabajos publicados muestran conclusiones dispares. Con el fin de estudiar la influencia del etileno en la regeneración se han
realizado ensayos con dos compuestos liberadores de etileno (Ácido 1-aminociclopropano-1-
carboxílico ¿ACC¿ y ácido 2-Cloroetil fosfónico ¿Ethephon¿) y dos inhibidores de etileno:
AgNO3, que inhibe la acción del etileno; y CoCl2, que inhibe la producción de etileno. Los
resultados obtenidos muestran que la concentración y el momento de la aplicación son dos
factores fundamentales a tener en cuenta para el éxito de la respuesta organogénica. En
concreto, la aplicación de inhibidores de etileno y su consecuente disminución tiene un efecto
negativo sobre la regeneración en tomate ya que se disminuye y se retrasa la respuesta. Así
mismo, las plantas regenerantes obtenidas presentan tamaño reducido, pudiendo aparecer
vitrificación y malformaciones. Por otra parte, la suplementación de etileno puede mejorar la
regeneración. Así, el número de plantas regeneradas a partir de explantes de S. pennellii se
duplicó en los medios con ACC respecto al medio control. Si la aplicación de ACC se realiza
tras la inducción de las yemas, pasados 10 días, el rendimiento total será mayor. Este resultado
indica que éste compuesto podría ser utilizado para mejorar la regeneración en aquellos
genotipos donde una vez formadas las yemas, el desarrollo de estas hacia plantas es el paso
limitante. Por otra parte, las plantas regenerantes obtenidas muestran buen desarrollo, por lo que
la suplementación de etileno no afecta al posterior crecimiento de las plantas regeneradas.
Finalmente se ha estudiado la capacidad organogénica de las especies silvestres de
tomate derivadas del complejo S. peruvianum L. sensu lato (s.l.): Solanum arcanum Peralta.,
Solanum huaylasense Peralta., Solanum corneliomulleri J. F. Macbr. y Solanum peruvianum L.
sensu stricto (s.s.). Estas especies pueden tener un papel fundamental en la mejora, sobre todo
de resistencias a factores bióticos. Sin embargo, debido a las barreras de hibridación que existen
entre éstas y el tomate cultivado, no se han explotado en su totalidad en la mejora del cultivo.
Para realizar cruces se ha recurrido a la fusión de protoplastos y el rescate de embriones. Sin
embargo, no se ha estudiado la capacidad organogénica de las especies derivadas del complejo
Peruvianum, lo que limita la aplicación de estas técnicas. En este trabajo se ha encontrado
variabilidad intra e interespecífica en la capacidad organogénica de las especies silvestres
derivadas de este complejo. En general, todas las accesiones ensayadas de S. corneliomulleri y
S. huaylasense mostraron una elevada capacidad regenerativa y se han identificado accesiones
recalcitrantes en S. arcanum (LA-2185) y S. peruvianum s.s (ECU-106 y CH-20). En este
trabajo, también se ha realizado un análisis morfológico de las hojas que ha determinado que el
número de foliolos y el nivel de dentición de los mismo pueden ser utilizados en la
identificación in vitro de las especies del complejo. Sin embargo, el área de foliolo solo permite
distinguir a S. arcanum del resto de especies del complejo. Finalmente se ha observado que las
accesiones cuyas hojas tienen mayor número de foliolos y mayor nivel de dentición tienen una
mayor regeneración. / Trujillo Moya, C. (2013). Estudio de la Capacidad Organogénica en tomate y especies relacionadas: Localización de QTLS implicados y estudio de la influencia del Etileno [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/31665 / TESIS
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upv.es/oai:riunet.upv.es:10251/31665 |
| Date | 02 September 2013 |
| Creators | Trujillo Moya, Carlos |
| Contributors | Gisbert Domenech, María Carmen, Universitat Politècnica de València. Departamento de Biotecnología - Departament de Biotecnologia |
| Publisher | Universitat Politècnica de València |
| Source Sets | Universitat Politècnica de València |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/acceptedVersion |
| Source | Riunet |
| Rights | http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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