Genotyping, phenotyping and transcriptomic analysis of accessions of Vicia faba, Pisum sativum and Vigna unguiculata

Abstract

Resumen de la tesis: Las legumbres son el segundo cultivo con mayor producción mundial después de los cereales, por lo que su importancia para consumo animal y humano es crucial. El haba (Vicia faba), el guisante (Pisum sativum) y el caupí (Vigna unguiculata) son especies de leguminosas con interés agronómico en la Unión Europea. El objetivo de esta tesis fue la selección de variedades de estas especies, mediante técnicas de fenotipado, genotipado y análisis transcriptómico, que permitirá la obtención de líneas de mejora con cualidades nutricionales y agronómicas óptimas para una producción sostenible y competitiva de proteínas en Europa. Dentro de las cualidades nutricionales nos centramos sobre todo en la cantidad de proteína en semilla. Y en cuanto a las características agronómicas nos centramos en la resistencia a estrés hídrico y en la productividad. Dentro de los estudios realizados con el caupí, en el primero de ellos se evaluaron 12 genotipos en tres localizaciones distintas de la Península Ibérica para determinar los componentes de la varianza y su estabilidad genética y ambiental. Los resultados mostraron variaciones interesantes entre las accesiones estudiadas las cuales podrían incorporarse en un programa de mejora. En cuanto al haba y el guisante, se hizo un análisis de genotipado de diferentes accesiones europeas. En este estudio se usó un protocolo simple codificando las muestras permitiendo el genotipado de material vegetal basado en un número mínimo de lecturas de secuencias mediante Next-Generation Sequencing (NGS). Los resultados demostraron la viabilidad de NGS para genotipar múltiples muestras usando la codificación de estas. Adicionalmente se estudió en caupí si la síntesis de proteínas de esta leguminosa está controlada por el reloj circadiano de la planta, donde se usó una línea de referencia. Para ello se analizaron la expresión de genes de referencia (como ELONGATION FACTOR 1-A), de ritmo circadiano (VuLHY, VuTOC1, VuGI y VuELF3,) y de almacenamiento de proteínas (VuLEG, VuLEGJ, y VuCVC) en distintos tejidos de la planta (hojas, vainas y semillas) con diferentes estadios de desarrollo. Con este estudio se confirmó que la síntesis de proteínas de almacenamiento puede estar regulada por el ritmo circadiano de la planta. Hay que tener en cuenta los cambios en la expresión génica afectados por el ritmo circadiano, para poder analizar los patrones de la expresión de estos genes, por ejemplo para analizar las accesiones que difieren en el contenido de proteínas. http://repositorio.bib.upct.es/dspace/