Marcadores moleculares de ADN : análisis de variabilidad, relaciones genéticas y mapeo en olivo (Olea Europaea L.)
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Author
Domínguez García, Mª del Carmen
Director/es
Rosa Navarro, Raúl de laBelaj, Angjelina
Publisher
Universidad de Córdoba, Servicio de PublicacionesDate
2012Subject
OlivoOlea Europaea L.
Marcadores de ADN
Banco de Germoplasma mundial del Olivo
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El olivo (Olea europaea L.) es uno de los cultivos más antiguos de la cuenca
mediterránea y cuenta con un gran patrimonio genético. Sin embargo, la
tendencia actual en la mayoría de los países olivareros es hacia la utilización
de pocas variedades muy populares. Por tanto la conservación de esta
diversidad genética resulta de vital importancia para evitar su pérdida. Durante
las últimas décadas, se han realizado importantes trabajos de prospección,
recolección, caracterización y evaluación de las variedades más importantes de
olivo. La conservación y el estudio de los recursos genéticos del olivo implican
el establecimiento de Bancos de Germoplasma, basados en colecciones en
campo, como ocurre en el resto de especies frutales. El primer aspecto a tener
en cuenta en el manejo de estas colecciones es la correcta identificación del
material existente, así como de las entradas que se van incorporando de
manera sucesiva. En el caso del olivo, la presencia recurrente de sinonimias (la
misma variedad con distintos nombres) y homonimias (distintas variedades con
el mismo nombre), hace que se acentúe la necesidad de una correcta
identificación varietal.
El Banco de Germoplasma Mundial de Olivo (BGMO) de Córdoba es uno de los
dos bancos de referencia Internacional. Incluye más de 450 cultivares de 17
países distintos, lo que representa un porcentaje elevado de la variabilidad de
la especie en la cuenca mediterránea. La correcta identificación de ésta y otras
colecciones de germoplasma de olivo así como el estudio de la variabilidad
genética son principalmente realizadas por marcadores moleculares. También
tiene un creciente interés la utilidad de los mismos en la mejora genética. En el
presente trabajo se han utilizado tres tipos de marcadores moleculares (SSRs,
SNPs y DArTs) para la identificación, estudios de variabilidad genética y mapeo
en germoplasma asociado al BGMO.
En un primer apartado se ha realizado la identificación de 14 nuevas
variedades argelinas, recientemente introducidas en el BGMO, con marcadores
moleculares (SSRs y SNPs). La comparación de los perfiles de estos
marcadores con 5 variedades de Argelia, Túnez y Marruecos, previamente incluidas en el BGMO, indicó que estas variedades difieren de ellas y del resto
y su introducción enriquecerá el BGMO con material vegetal de este país.
Aunque se han detectado algunos casos de homonimias en las variedades
argelinas, la alta variabilidad genética observada es un indicio de la riqueza del
su germoplasma.
Posteriormente se ha descrito la puesta a punto de los primeros marcadores
moleculares de alto rendimiento para el olivo, los denominados DArTs. Estos
marcadores no necesitan un conocimiento previo de la secuencia de ADN.
Aunque son dominantes, tienen una alta reproductividad (99,8%) y un bajo
coste. Se han utilizado para identificar de manera inequívoca una muestra de
62 variedades pertenecientes al BGMO. El dendograma construido en base a
ello ha confirmado su agrupación por origen geográfico, previamente
observada con otros marcadores moleculares. También se ha demostrado la
utilidad de estos marcadores de alto rendimiento en la construcción de un
mapa de ligamiento en una progenie de las variedades ‘Picual’ y ‘Arbequina’.
Se han obtenido un total de 23 grupos de ligamiento para cada parental.
Además algunos microsatélites, también incluidos en dicho mapa, han
permitido establecer relaciones entre grupos de ligamiento de ambos
parentales.
Por último, la variabilidad existente en el BGMO se ha evaluado con
marcadores DArT, microsatélites, SNPs y características agronómicas, para
construir la primera colección nuclear de dicho Banco. Se han obtenido cinco
colecciones nucleares, que contenían desde 18 hasta 68 variedades. De todas
ellas, la colección nuclear de 68 variedades parece la más indicada para
estudios de conservación, dado que retenía todos los alelos y caracteres
analizados. Por otro lado, la colección nuclear de 36 variedades se reveló como
la más adecuada para estudios de mejora, dada la elevada distancia genética
media y la buena representación de las distintas regiones del Mediterráneo en
un número relativamente pequeño de variedades Olive (Olea europaea L.) is one of the oldest trees cultivated in the
Mediterranean Basin and it includes a high genetic patrimony. However, in most
olive growing countries, olive orchards are composed by a very reduced
number of well known cultivars. In this sense, the preservation of olive genetic
patrimony is of vital importance for avoiding the possible erosion. During the last
decades, considerable prospections, recollections, characterization and
evaluation surveys, have been performed on the main olive cultivars.
Similarly to other fruir species, the conservation and the study of olive genetic
resources implies, the establishment of ‘ex situ’ collections (Germplasm Banks).
The identification of existing plant material as well as of new accessions
continously introduced in the collections is a priority task for their correct
management. In olive, the presence of many synonyms (the same variety with
different names) and homonyms (different varieties with the same name) makes
the identification highly needed.
The World Olive Germplasm Bank (WOGB) in Cordoba, is one of the two
international collections of reference. It includes more than 450 cultivars from 17
different countries thus representing a high percentage of the variability of
species in the Mediterranean Basin.
Molecular markers have mostly been used in olive for correct identification of
germplasm collections as well as for genetic diversity studies. Their utility for
olive breeding has being of great interest. In the present work, three types of
molecular markers (SSRs, SNPs and DarTs) have been used for identification,
mapping studies and genetic variability of plant material related to the WOGB.
The first part of this work deals with the identification of 14 new Algerian
cultivars, recently introduced into the WOGB, by means of SSR and SNP
markers. The comparison of their molecular profiles with 5 existing cultivars of
Algerian, Tunisian and Marocco origin showed that they were different,
enriching so the WOGB with plant material from this country. Our study showed
the great variability of Algerian germplasm as well as some cases of
homonyms.The setting up of the first high throughput marker for olive (DArTs) has been
further described. These markers do not require prior sequence information.
They are dominant makers, with a high reproducibility (99,8%) and lower cost
compared to other markers. The use of these markers for the correct
identification of 62 cultivars belonging to WOGB has been evaluated. In addition
these markers have been differentiated 62 cultivars according to their
geographic origin, separating Eastern and Western varieties from the
Mediterranean ones.
The utility of DArT markers for the development of a linkage map in one
progeny of Picual’ x ‘Arbequina’cultivars has been confirmed. A total of 23
linkage groups have been obtained per each parent. Besides, some of the SSR
used allowed the stablishment of some connections with several linkage groups
of both parents.
Finally, the existing genetic variability in the WOGB has been evaluated by
means of DarTs, SSRs, SNPs and agronomical traits in order to develop the
first core collection. Five core collections including from 18 to 68 cultivars were
obtained. From these core sets, the one with 68 cultivars seems the most
appropriate for conservation studies as it retained all the alleles and traits under
study. On the other hand, the core 36 was found to be the most indicated one
for breeding given the high genetic distance and the good representativeness of
the Mediterranean regions in a realitvely small number of cultivars.