Tesis:
Prolaminas y marcadores moleculares relacionados con la calidad en trigo duro.
- Autor: RUBIANES MANZANO, Jorge
- Título: Prolaminas y marcadores moleculares relacionados con la calidad en trigo duro.
- Fecha: 2007
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS AGRONOMOS
- Departamentos: BIOTECNOLOGIA
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: CARRILLO BECERRIL, José María
- Resumen: El objetivo principal de esta Tesis Doctoral es profundizar en el conocimiento del control genético de las proteínas del endospermo del grano (prolaminas) y la influencia de éstas sobre la calidad de la pasta, así como identificar marcadores moleculares microsatélites (SSRs) ligados a QTLs de calidad en trigo duro (Triticum turgidum L. (Thell) durum). Dicha calidad está controlada por la variación alélica de un tipo de prolaminas denominadas gluteninas de bajo peso molecular (LMW-GS) pero éstas no explican todas las diferencias encontradas en la calidad. Por ello, hemos localizado e identificado otro tipo de marcadores que expliquen esa variación que las prolaminas no llegan a explicar. La localización de marcadores moleculares ligados a QTLs, tiene su aplicación en la mejora genética en la selección asistida por marcadores moleculares (MAS). Se estudió la composición en gliadinas y gluteninas (Prolaminas) tanto de alto (HMW-GS) como de bajo (LMW-GS) peso molecular en dos poblaciones F6 recombinantes (RILs) derivadas de los cruzamientos entre las variedades 'Endural' x 'Aldura' y 'Esquilache' x 'Valgera', mediante técnicas de electroforesis en geles de poliacrilamida en medio ácido (A-PAGE) y en presencia de SDS (SDS-PAGE), para evaluar la relación de las prolaminas con los parámetros de calidad y estimar así la influencia de éstas sobre dichos parámetros. Las pruebas de calidad mostraron estar bien correlacionadas entre si.. Para valorar la calidad, de cada línea F6 se obtuvo material suficiente para llevar a cabo las pruebas que la estiman. Estas pruebas fueron: Porcentaje de Proteína al 14 por ciento de humedad. Test SDS Sedimentación (volumen de sedimentación)." Mixógrafo (tiempo de mezcla (sg), altura en pico (mm), altura a los 3 minutos (mm) y porcentaje de caída de la curva BDR Índice de Gluten Alveógrafo (tenacidad (P), extensibilidad (L) y energía de deformación (W)). Vitrosidad. Se caracterizaron diferentes variantes alélicas de las proteínas del endospermo (prolaminas) que fueron asignadas a los loci Gli-B1, Gli-A2, Gli-B3, Glu-B1, Glu-A3, Glu-B3, y Glu-B2. En el estudio de la influencia de las prolaminas sobre calidad medida a través del índice de gluten, alveógrafo, test de sedimentación y tiempo de mezcla del mixógrafo, los resultados indicaron que las gluteninas de bajo peso molecular (LMW-GS) codificadas por los loci Glu-B3 y Glu-B2 son las principales responsables de la fuerza del gluten, siendo el alelo f del locus Glu-B3 ('Endural') y el alelo a del locus Glu-B2 ('Valgera') los principales responsables de la buena fuerza del gluten, mientras que los alelos b del Glu-B3 ('Aldura') y b del Glu-B2 ('Esquilache') producen un gluten débil. Aunque con un porcentaje de variación explicada mucho menor que las gluteninas de bajo peso molecular, las de alto peso molecular (HMW-GS) codificadas por el locus Glu-B1 también influyen en algunos de los parámetros de calidad relacionados con la fuerza del gluten, en concreto con el test de sedimentación y el tiempo de mezcla del mixógrafo. Así, el alelo HMW 6+8 (a) está asociado a un alto volumen de sedimentación y a un mayor tiempo de mezcla del mixógrafo, con lo que influye positivamente en la fuerza del gluten, mientras que el alelo HMW 20x+20y (b) del Glu-B1 muestra un efecto negativo. Las gliadinas codificadas por el locus Gli-A2 también influyen en la fuerza del gluten pero con muy poca significación y un porcentaje de variación explicada muy pequeña. En cuanto al contenido en proteína y la vitrosidad del grano los resultados indicaron que el alelo b del locus Glu-B1 (HMW-GS) presenta un efecto positivo sobre dichos parámetros. En menor medida, el alelo b del locus Glu-B2 (LMW-GS) (solamente en presencia del alelo a del locus Gli-A2 (Gliadinas)) mostró una influencia significativa sobre el contenido en proteína. Las gluteninas de bajo peso molecular codificadas por el locus Glu-A3 no pudieron ser estudiadas debido al solapamiento de bandas. Para el análisis de las poblaciones de estudio con los microsatélites, se emplearon técnicas de electroforesis en geles de agarosa (sumergida) y de poliacrilamida (vertical) en presencia de agentes desnaturalizantes (geles de secuenciación). Mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se amplificaron los diferentes alelos de cada microsatélite que posteriormente se revelaron o bien con bromuro de etidio (geles de agarosa) o bien con nitrato de plata (geles de secuenciación de poliacrilamida y agentes desnaturalizantes). Los resultados indicaron que todos los cromosomas presentan regiones (QTLs) que influyen en mayor o menor medida en la calidad del trigo duro con un porcentaje de variación explicada que varía desde el 2 al 16por ciento. Se encontraron además asociaciones entre los SSRs y todos los parámetros de calidad analizados. Mediante el análisis de QTLs en la población F6 derivada del cruzamiento entre 'Endural' y 'Aldura' se identificaron cuatro loci en el brazo corto del cromosoma 1B, identificados por los SSRs Xgwm 11, Xgwm18, Xgwm273 y Xgwm413, con efectos altamente significativos sobre el contenido en proteína y que explican el 15 por ciento de la variación encontrada para este carácter. Además se identificó un locus muy significativo (Xgwm356) sobre la fuerza del gluten evaluada con el parámetro índice de gluten, en el brazo largo del cromosoma 2A, llegando a explicar un 10 por ciento de la variación encontrada. Así mismo se encontraron otros cuatro loci con efectos importantes sobre la extensibilidad de la masa (L del alveógrafo) en el brazo largo del cromosoma 2A (Xgwm294-15 por ciento), en la región Centroamérica del cromosoma 3A (Xgwm674-13 por ciento), en el brazo largo del cromosoma 4B (Xgwm6-11 por ciento) y en el brazo largo del cromosoma 7B (Xgwm577-11 por ciento). Este último locus también mostró efectos muy significativos sobre la tenacidad (P) y la fuerza del alveógrafo (W), explicando en ambos casos el 11 por ciento de la variación encontrada para ambos parámetros. También se han podido identificar tres loci significativos para la relación de equilibrio (P/L) en el brazo largo de los cromosomas 5A y 6A (Xgw m617d-12 por ciento), en el cromosoma 2AL (Xgwm294-13 por ciento) y en el cromosoma 3BC (Xgwm566-10 por ciento), y dos más que influyen sobre la fuerza del alveógrafo (W) en el brazo largo del cromosoma 5B (Xgwm499-10 por ciento) y en el cromosoma 7BL (Xgwm577-11 por ciento). En cuanto al análisis de QTLs en las F6 RILs del cruzamiento 'Esquilache' x 'Valgera' los resultados demostraron la existencia de dos loci altamente significativos que influyen en la fuerza del gluten, y en concreto en los valores del test de sedimentación (12 por ciento), tiempo de mezcla del mixógrafo (15 por ciento) e índice de gluten (16 por ciento), localizados en el brazo corto del cromosoma 1B (Xgwm11 y Xgwm413). Así mismo se ha localizado otro locus, identificado por el SSR Xgwm299 en el brazo largo del cromosoma 3B que explicaba el 10 por ciento de la variación encontrada en el índice de gluten.