Mejora genética de la resistencia al tomato leaf curl new delhi virus en cucurbitaceas
- Autores: Cristina Sáez Sánchez
- Directores de la Tesis: María Ferriol Molina (dir. tes.), María Belén Pico Sirvent (dir. tes.), Carmelo López del Rincón (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de València ( España ) en 2020
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: José Antonio Daròs Arnau (presid.), Beatriz Navarro Ramirez (secret.), Susana García Andrés (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biotecnología por la Universitat Politècnica de València
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RiuNet
- Resumen
En las últimas décadas, se ha observado un incremento en la emergencia de nuevas virosis en los cultivos del sudeste español, principal región abastecedora de frutas y hortalizas al resto de Europa. Entre las virosis emergentes más recientes en esta área de cultivo, se encuentra el tomato leaf curl New Delhi virus (ToLCNDV), un begomovirus de genoma bipartito transmitido por moscas blancas (Bemisia tabaci). En 2012 se detectó por primera vez en las provincias de Murcia y Almería, y desde entonces se está propagando por otros países de la cuenca del Mediterráneo, generando graves daños en los cultivos de cucurbitáceas, y limitando la producción, principalmente, de calabacín (Cucurbita pepo) y melón (Cucumis melo). En esta tesis doctoral se ha desarrollado un programa de mejora genética enfocado a la obtención de variedades de cucurbitáceas resistentes al aislado español del ToLCNDV(-ES).
Por primera vez, hemos identificado fuentes de resistencia al ToLCNDV en el género Cucurbita y en pepino (Cucumis sativus). Todas las accesiones resistentes que describimos pertenecen a tipos silvestres o variedades locales, la mayoría originarias de la India, donde se describió por primera vez el ToLCNDV. Es posible que en esta área se haya producido un fenómeno de co-evolución entre plantas silvestres de cucurbitáceas y este begomovirus.
Dos accesiones de Cucurbita moschata han mostrado un elevado nivel de resistencia, y a pesar de su cruzabilidad intermedia con C. pepo, ha sido posible la obtención de descendencia interespecífica y la transferencia parcial de la resistencia. Las accesiones resistentes identificadas se han caracterizado para determinar el tipo de herencia que regula la resistencia al ToLCNDV.
Mediante el desarrollo de poblaciones segregantes de mejora y el aprovechamiento de herramientas genéticas de mapeo y cartografía hemos identificado tres QTLs que controlan la resistencia al ToLCNDV en melón, uno de efecto mayor y herencia parcialmente dominante en el cromosoma 11 y dos que modifican su efecto mediante interacciones epistáticas en los cromosomas 2 y 12. Siguiendo esta estrategia, también hemos identificado un locus de resistencia recesiva a ToLCNDV en el cromosoma 8 de C. moschata, aunque la penetración incompleta cuando se intenta transferir a C. pepo pone de manifiesto la influencia del fondo genético en el carácter. Las regiones genómicas involucradas en la resistencia de ambas especies son sinténicas y agrupan un conjunto de genes comunes no descritos previamente en la resistencia a otros virus en cucurbitáceas.
Los genotipados mediante colecciones de SNPs han permitido identificar marcadores moleculares ligados a la resistencia al ToLCNDV en melón, calabaza y calabacín. Estos marcadores suponen un valioso recurso en programas de mejora, ya que permiten transferir de manera asistida las resistencias identificadas a fondos genéticos comerciales.
Para profundizar en el conocimiento de los mecanismos moleculares que dan lugar a la resistencia, hemos realizado un ensayo de RNA-seq, comparando los transcriptomas de un genotipo resistente y otro susceptible de melón durante la infección con ToLCNDV. Los resultados obtenidos al analizar la expresión diferencial son compatibles con el tipo de herencia cuantitativa de la resistencia y reflejan un complejo sistema de regulación transcripcional.
La infección sistémica del ToLCNDV en melón se ve influenciado por la desregulación de genes implicados en la ruta de señalización hormonal del ácido jasmónico, transportadores transmembrana, fotosíntesis y factores de transcripción. Además, hemos observado cambios en la expresión de genes implicados en la metilación del DNA, tanto en el genotipo resistente como susceptible, lo que sugiere que el silenciamiento génico mediado por RNA puede estar involucrado en la inhibición de la transcripción del genoma viral, favoreciendo la resistencia.
