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Tesis:

Selección de parentales para obtención acelerada de variedades de patata (Solanum tuberosum L.) con aptitud para procesamiento industrial mediante la aplicación de un modelo genético dialélico

  • Autor: RUIZ-ARCAUTE RIVERO, Roberto

  • Título: Selección de parentales para obtención acelerada de variedades de patata (Solanum tuberosum L.) con aptitud para procesamiento industrial mediante la aplicación de un modelo genético dialélico

  • Fecha: 2022

  • Materia: Sin materia definida

  • Escuela: E.T.S. DE INGENIERÍA AGRONÓMICA, ALIMENTARIA Y DE BIOSISTEMAS

  • Departamentos: BIOTECNOLOGIA-BIOLOGIA VEGETAL

  • Acceso electrónico: https://oa.upm.es/71819/

  • Director/a 1º: CARRILLO BECERRIL, José María

  • Resumen: Con el objetivo de evaluar varios clones avanzados de mejora y variedades de patata (S. tuberosum) por su capacidad de trasmisión de caracteres de interés a sus progenies, se ha desarrollado un ensayo dialélico para esta especie tetraploide y de reproducción vegetativa, con seis parentales cruzados en un grupo dialélico de Griffing modelo I, método 4, ya que no se incluyeron los recíprocos. Se obtuvo un conjunto de progenies que se ensayó en varias localidades durante 3 años. Se recogieron datos de los ensayos en campo centrados en los caracteres agronómicos, ciclo de maduración y rendimiento, y con los tubérculos se realizaron análisis de calidad, centrados en peso específico de tubérculos y color de frito chip. Los datos recogidos fueron analizados de acuerdo con el modelo de Anova para varias localidades y un análisis dialélico, para determinar las estimas de aptitud combinatoria general (ACG) y aptitud combinatoria específica (ACE) de los distintos parentales y cruces respectivamente, para cada carácter. Se encontró un importante efecto ambiental para todos los caracteres, aunque para cada carácter los efectos detectados significativos variaron. Para el ciclo de maduración se encontró efecto significativo del factor genotipo, y la partición de la varianza determinó la acción de genes aditivos y no aditivos, ya que tanto la ACG como la ACE fueron significativas. Para el carácter rendimiento sin embargo, no se detectaron efectos genéticos como tampoco hubo interacciones significativas. En cuanto a caracteres de calidad, para el peso específico de los tubérculos se encontró un efecto del factor genotipo, y el análisis dialélico determinó que son efectos puramente aditivos, al detectar que la ACG fue significativa, y no la ACE, sin encontrar interacciones. En cuanto a color de chip, el Anova detectó significativa la interacción genotipo x ambiente, y el análisis dialélico determinó que se debe tanto a la interacción de la ACG x ambiente como de la ACE x ambiente, lo que indica un importante efecto ambiental para este carácter. Las estimas de las aptitudes combinatorias generales para el carácter agronómico ciclo de maduración nos indican que Atlantic es la variedad capaz de transmitir precocidad a sus progenies, mientras que los clones avanzados 95P17-3 y 95P87-4 generan progenies significativamente más tardías. En rendimiento no se encontró en cambio ningún parental con capacidad de mejorar el rendimiento de las progenies. En caracteres de calidad, la variedad Atlantic tiene la estima más elevada de ACG para peso específico, por lo que se trata de una buena variedad que transmite su carácter de calidad, mientras el clon 95P87-4 y la variedad Caesar obtienen las mayores estimas negativas de la ACG, y no pueden ser considerados como buenos parentales para peso específico. En color de chip las interacciones no permiten determinar la capacidad de este grupo de parentales para transmitir este carácter a las progenies, ya que el efecto ambiental modifica la expresión genética del carácter. Estos resultados nos confirman que una selección clonal estricta basada en caracteres de calidad de tubérculo y rendimiento en las primeras generaciones del programa no es recomendable debido a la fuerte influencia del ambiente en estos caracteres. Un número adecuado de ensayos en ambientes seleccionados deberían llevarse a cabo para valorar las interacciones genotipo x ambiente, especialmente para los caracteres relacionados con la calidad. La evaluación de progenies mediante el análisis dialélico ha sido una herramienta muy eficaz para obtener resultados del comportamiento de los genotipos parentales, y confirma que se debe llevar a cabo una pronta evaluación de los posibles parentales del programa en distintos ambientes, para identificar aquellos genotipos capaces de transmitir sus caracteres positivos mediante cruzamientos a sus progenies, y conocer su capacidad de adaptación. Se han cumplido los objetivos principales de este trabajo, ya que se han seleccionado las variedades más aptas para obtener clones descendientes con buena calidad de procesamiento industrial, y se ha analizado el componente ambiental y genético de los caracteres de productividad y de calidad de la patata. ----------ABSTRACT---------- With the aim of evaluating several advanced breeding clones and varieties of potato (S. tuberosum) for their ability to transmit traits of interest to their progenies, a diallelic assay has been developed for this tetraploid and vegetatively propagated species, with six parents crossed in a diallel group, Griffing’s model I, method 4, since the reciprocals were not included. A set of progenies was obtained and tested at various locations for 3 years. Data from field trials focused on agronomic traits, plant maturity and yield were collected, and tuber quality analysis were performed, focused on the specific gravity of the tubers and chip color. The data collected were analyzed according to an Anova model for several locations and a diallel analysis, to determine the estimates of the general combining ability (GCA) and the specific combining ability (SCA) of the different parents and crosses respectively, for each trait. An important environmental effect was found for all traits, although for each character the significant effects detected varied. For plant maturity, a significant effect of the genotype factor was found, and the variance partition determined the action of additive and non-additive genes, since both GCA and SCA were significant. For yield trait however, no genetic effects were detected, nor were there significant interactions. Regarding quality traits, for specific gravity of the tubers, a significant effect of the genotype factor was found, and the diallel analysis determined that it was purely additive effects, detecting that the GCA was significant but not the SCA, without finding interactions. Regarding chip color, the Anova detected a significant genotype x environment interaction, and the diallel analysis determined that it was due to both the interaction of GCA x environment and SCA x environment, which indicates an important environmental effect for this trait. The estimates of the general combining ability for plant maturity agronomic trait indicate that the variety Atlantic is able to transmit earliness to its progenies, while the advanced clones 95P17-3 and 95P87-4 generate significantly later progenies. In terms of yield, however, no parent with the capacity to improve the yield of the progenies was found. In terms of quality traits, the Atlantic variety has the highest GCA estimate for specific gravity, so it is a good variety that transmits its quality trait, while clone 95P87-4 and the variety Caesar obtain the highest negative estimates of the GCA and cannot be considered as good parents for specific gravity. For the quality trait chip color, the interactions do not allow to determine the capacity of this group of parents to transmit this trait to the progenies, since the environmental effect modifies the genetic expression of the trait. These results confirm that a strict clonal selection based on tuber quality and yield traits in the first generations of the program is not recommended due to the strong influence of the environment on these traits. An adequate number of trials in selected environments should be carried out to assess genotype x environment interactions, especially for traits related to quality. Progeny testing through diallel analysis has been a very effective tool to obtain results on the performance of the parental genotypes and confirms that an early assessment of the possible parents of the program in different environments should be carried out to identify those genotypes able to transmit their positive traits through crosses to their offspring, and to know their ability to adapt. The main objectives of this work have been fulfilled, since the most suitable varieties have been selected to obtain descendant clones with good quality for industrial processing, and the environmental and genetic components of potato productivity and quality traits have been analyzed.