Tesis:
Molecular tools to improve chestnut management: El Bierzo as a case study.
- Autor: QUINTANA GONZALEZ, Julia
- Título: Molecular tools to improve chestnut management: El Bierzo as a case study.
- Fecha: 2014
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS AGRONOMOS
- Departamentos: BIOTECNOLOGIA
- Acceso electrónico: http://oa.upm.es/35056/
- Director/a 1º: GOMEZ FERNANDEZ, Luís
- Resumen: El castaño europeo (Castanea sativa Mill.) es una especie forestal que ha sido ampliamente cultivada en el área mediterránea. Durante la expansión del Imperio Romano, se distribuyeron en la Península nuevas variedades, que coexisten desde entonces con poblaciones nativas que sobrevivieron a la última glaciación. La relevancia del cultivo del castaño ha ido en aumento desde la Edad Media, aunque esta tendencia se ha visto mermada por el abandono del medio rural. No obstante, el cultivo está volviendo a ganar importancia debido a su potencial económico (fruto, madera) y ecológico, y representa en la actualidad un revulsivo importante en zonas rurales. En esta Tesis se pretende aplicar diferentes herramientas moleculares para mejorar la situación del castaño. Para ello, hemos escogido la región de El Bierzo (Castilla y León, Noroeste de España), donde existe una tradición centenaria de cultivo y manejo. Además, sus castañas son ampliamente apreciadas por sus propiedades organolépticas. Hemos centrado el desarrollo experimental de este trabajo en dos problemas fundamentales: la falta de caracterización genética y la necesidad de nuevas estrategias de control de la enfermedad del chancro. Para caracterizar la diversidad genéticas de los sotos bercianos, hemos analizado una muestra representativa de su distribución (169 árboles injertados). Además, hemos genotipado 62 castañas pertenecientes a variedades locales. El Bierzo constituye un magnífico escenario porque: (i) está localizado en el extremo occidental del área de distribución de la especie; (ii) es un refugio glacial de especies nativas; (iii) tiene una larga tradición de cultivo del castaño; (iv) sus características geográficas contribuyen a un alto grado de aislamiento genético. Trece marcadores microsatélite han mostrado un poder discriminatorio e informativo suficiente para gentotipar a nivel de individuo. Junto con un alto grado de variabilidad genética, hemos evidenciado la existencia de tres grandes grupos genéticos altamente diferenciados. Cabe resaltar que esta diferenciación no se corresponde con una organización espacial clara, lo que demuestra que el intercambio de material y la propagación del mismo ha influido fuertemente el flujo génico. Los marcadores seleccionados fueron empleados más adelante para clasificar 62 castañas pertenecientes a variedades locales. Hemos identificado varios casos de sinonimia, evidenciando la necesidad de complementar los sistemas tradicionales de clasificación con nuevas herramientas para establecer perfiles genéticos. La llegada de técnicas de secuenciación de segunda generación, combinadas con el desarrollo de potentes herramientas bioinformáticas, ha facilitado el estudio de transcriptomas sin la necesidad de una especie de referencia. Hemos empleado RNA-seq y el ensamblaje de novo para determinar el perfil transcripcional del castaño en respuesta a la enfermedad del chancro. Además, hemos seleccionado una serie de genes candidatos para el desarrollo de variedades resistentes con ingeniería genética. Nuestros resultados ponen de manifiesto una profunda reprogramación transcripcional como consecuencia de la infección. Las hormonas ET y JA parecer orquestar las rutas de señalización que median este proceso. Es reseñable que las auxinas parecen jugar también un papel importante. Muchos factores de transcripción que interaccionan con los promotores de genes implicados en defensa fueron identificados en este trabajo. Entre estos genes, hemos centrado nuestra atención en las proteínas de tipo taumatina (TLPs), que pertenecen a la familia PR5. Dos genes que codifican para TLPs, CsTL1 y CsTL2, habían sido previamente descritos como proteínas cotiledonares mayoritarias con potencial antifúngico. Hemos profundizado en su caracterización y en su papel protector frente a la infección por C. parasitica. La sinergia entre TLPs y otras proteínas antifúngicas, particularmente glucanasas, evidencia su interés para el control de esta enfermedad.