Doctorado en Biología

CARDONE, Susana.
"Caracterización de nuevo germoplasma de pasto llorón obtenido por métodos biotecnológicos y su utilización para el estudio de la apomixis".
Director: Carmen V. Echenique.

RESUMEN
El objetivo general de esta tesis fue caracterizar una línea dihaploide, denominada UNST1122, obtenida a través del cultivo in vitro de inflorescencias de un cultivar tetraploide apomíctico de pasto llorón, y obtener, a partir de ella, una línea tetraploide que permitiera el desarrollo de una serie euploide (4x-2x-4x) de Eragrostis curvula con el fin de emplearla, en un futuro cercano, en la localización y caracterización de los genes responsables de la apomixis diplospórica utilizando un enfoque genómico y transcriptómico.
En la primera etapa de este trabajo se realizó la caracterización morfológica y del modo reproductivo de la línea dihaploide. En caracteres morfológicos este material tiene algunas características del tipo "robusta" como es el ancho de la hoja, sin embargo, según un análisis realizado en esta tesis posee perfiles moleculares que coinciden más con los del cultivar Tanganyika, lo que confirmaría su derivación del mismo por un proceso de haploidización in vitro. Este sería el primer genotipo diploide obtenido a partir de un genotipo de tipo "curvula" en el complejo Eragrostis curvula. Los resultados obtenidos en esta tesis sugieren su clasificación en un nuevo tipo morfológico, reservado para algunos de los materiales diploides del complejo.
El análisis del modo reproductivo de la línea UNST1122 que se llevó a cabo a través de estudios citoembriológicos y de pruebas de progenie (con datos morfológicos, utilizando isoenzimas y marcadores de RAPDs) permitió constatar la primera predicción realizada en esta tesis, es decir, que la progenie de esta planta sería variable. De esta forma se corroboró la primera hipótesis propuesta en este trabajo, la planta dihaploide es de reproducción sexual.
En una segunda etapa se obtuvieron dos líneas tetraploides a partir de un tratamiento de duplicación cromosómica de semilla proveniente de la planta dihaploide. La caracterización morfológica de estas líneas corresponden al tipo "curvula" y su análisis molecular estableció una gran similitud con el cultivar Tanganyika, mayor aún que la presentada por la línea dihaploide, quizás porque estas poseen el mismo nivel de ploidía. El análisis del modo reproductivo de estas dos plantas tetraploides permitió confirmar la segunda hipótesis de trabajo, es decir, que estas dos plantas también se reproducen sexualmente.
La obtención de líneas sexuales en un complejo apomíctico resulta de gran utilidad para:

  1. el mejoramiento genético de esta forrajera
  2. estudiar los mecanismos involucrados en la apomixis diplospórica
  3. investigar los cambios genómicos que ocurren durante los procesos de haploidización y poliploidización

En relación al primer punto, dado que los cultivares de mayor valor forrajero dentro del complejo están representados por genotipos tetraploides apomícticos, las líneas tetraploides sexuales de tipo "curvula" podrían ser utilizadas como madres en cruzamientos específicos que combinaran características deseables, relacionadas, por ejemplo, con calidad forrajera o con resistencia a factores abióticos, puntos clave del mejoramiento genético de esta forrajera.
Vinculado con la utilidad de estos materiales para la investigación de la apomixis diplospórica (el tipo de apomixis gametofítica menos estudiada), en esta tesis se considera que si en pasto llorón se pudiera aplicar la hipótesis de que la apomixis está determinada en poliploides por el alelo dominante de un gen único, entonces, los resultados obtenidos llevarían a inferir que el genotipo de las líneas sexuales sería "aaaa". Por lo tanto la planta dihaploide obtenida in vitro sería de constitución genética "aa". Esto sustentaría estudios anteriores que informan que en Eragrostis curvula las plantas sexuales perderían la capacidad de generar apomícticas. De ser así, la expresión del carácter en esta especie sería independiente del nivel de ploidía. Además, la obtención de las líneas tetraploides sexuales completa el sistema euploide 4x-2x-4x que permite las comparaciones de perfiles de ARNm usando display diferencial para la investigación del carácter en cuestión.
En relación al tercer punto el sistema euploide 4x-2x-4x es óptimo para el análisis molecular de los cambios ocurridos durante la haploidización y posterior vuelta al nivel tetraploide, donde se evidenció la pérdida de bandas en el primer proceso y la reversión en la posterior duplicación.
Eragrostis curvula fue considerada una gramínea prioritaria para la colección y conservación de germoplasma (Primer Taller de Recursos Genéticos, INTA Castelar Argentina, 1988 y Programa de Colección de Germoplasma para Regiones Aridas y Semiáridas, IBPGR, 1985). La caracterización del germoplasma es indispensable para este fin y también para el uso adecuado de las accesiones en los programas de mejoramiento. Los polimorfismos encontrados con los cebadores de RAPDs utilizados en esta tesis indican que estos marcadores resultan adecuados, en pasto llorón, para complementar la clasificación morfológica y bioquímica de los cultivares, los tipos morfológicos y los estudios de diversidad en poblaciones.
Los citados materiales (línea dihaploide UNST1122 y tetraploides duplicadas UNST1112 y UNST1131) se hallan en proceso de registro en el Instituto Nacional de Semillas.

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