Desarrollo de poblaciones segregantes para el estudio de determinantes genéticos del fruto apocárpico en tomate

FREGGIARO, CELESTE; GODOY, FEDERICO N. I.; VAZQUEZ, DANA V.; RODRÍGUEZ, GUSTAVO RUBÉN

Jornada; ornadas de Ciencia y Tecnología Agraria 2023, VIII Jornadas de la Facultad de Ciencias Agrarias UNR y la II Reunión Argentina-Chile; 2023

El tomate cultivado (Solanum lycopersicum L.) es la segunda hortaliza en importancia a nivel mundial, luego de la papa, por su producción y consumo. La forma del fruto en tomate impacta sobre el rendimiento, la calidad, la aceptabilidad del consumidor y el destino final de la producción. La gran diversidad para este carácter es mayormente explicada por seis genes: FASCIATED (FAS) y LOCULE NUMBER (LC) - que impactan en el plano medio-lateral- y SUN, OVATE, SOV1 y FS8.1 - que impactan en el plano próximo-distal del fruto. Los cultivares con alelos cultivados en FAS y LC son más aplanados y con mayor número de lóculos, por lo que son de mayor tamaño y peso. El cultivar Voyage presenta fruto apocárpico, es decir, que tiene los carpelos total o parcialmente separados, formando ovarios independientes. Estudios previos postularon que los determinantes genéticos del fenotipo “Voyage” se localizan en la base del cromosoma 6 (ld6) y 11 (ld11) (Vazquez et al., 2022). Dicho estudio planteó la interrogante que los genes FAS y LC deberían portar los alelos al estado cultivado como condición necesaria para la manifestación del fenotipo “Voyage”. Por otro lado, Chu y colaboradores (2019) han desarrollado una Línea Casi Isogénica (NIL) de la accesión LA1589 de S. pimpinellifolium que porta los alelos cultivados en LC y FAS denominada SA50. Al introgresar, mediante retrocruzas, las regiones genómicas determinantes del fruto apocárpico en el contexto genómico de dicha NIL, y luego cruzarla por LA1589, sería posible estudiar la interacción entre alelos de FAS y LC con los alelos en ld6 y ld11. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue desarrollar poblaciones segregantes para los determinantes genéticos del fruto apocárpico a partir de cruzamientos dirigidos. Para la obtención de las poblaciones segregantes se emplearon al cultivar Voyage y la línea SA50 como progenitores. Se obtuvo la F1 entre el cultivar Voyage x la línea SA50 mediante cruzamiento manual. Para esto se emascularon flores de Voyage aproximadamente un día antes de la apertura de la flor y se extrajo polen maduro de flores en antesis de SA50 para polinizar las flores previamente emasculadas. Luego la F1 se retrocruzó hacia SA50 como progenitor recurrente, obteniendo la primera retrocruza (BC1). Dos frutos de retrocruzas independientes dieron origen a la familia 22P58, compuesta por 22 plantas, y la familia 22P59 compuesta por 15 plantas, que fueron caracterizadas por marcadores moleculares de tipo InDel localizados en los cromosomas 11 (FAS y ld11) y 6 (ld6). Se realizó la caracterización molecular de acuerdo con la metodología descripta en Vazquez et al. (2022) y Chu et al. (2019) para seleccionar tres plantas de la familia 22P58 y cuatro de la familia 22P59 que presentaban recombinaciones genéticas en los determinantes genéticos de los cromosomas 11 (FAS y ld11) y 6 (ld6). En el período primavero-estival 2022/23 se realizaron nuevos cruzamientos siguiendo el método de las retrocruzas. Las semillas de las plantas seleccionadas se sembraron en multimacetas y se trasplantaron a un invernadero bajo condiciones controladas de riego, luz y temperatura. Al comenzar la floración, se efectuó el cruzamiento manual y se obtuvo la BC2 proveniente de las plantas BC1 x SA50. Las flores polinizadas se etiquetaron con el cruzamiento y fecha de realización. Los frutos provenientes de los cruzamientos realizados se cosecharon al alcanzar la madurez y se extrajeron semillas. Para cada planta BC1 se evaluó la cantidad de cruzamientos, número de frutos desarrollados o cuajados, semillas obtenidas, la probabilidad de éxito de cruzamiento (N° Fruto cuajados/N° de cruzamientos) y la eficiencia (N° de semillas/N° de cruzamientos) cuyos datos se presentan en la Tabla 1. Se compararon las variables entre familias por la prueba no paramétrica de Wilcoxon. No hubo diferencias significativas entre familias para todas las variables (p > 0,05). Las BC1 22P58-4, 22P59-7 o 22P59-10 presentaron las mayores eficiencias. Para los cruzamientos en los que participaron las plantas 22P59-1 y 22P59-3 no se obtuvieron frutos. Como el alelo cultivado de FAS es una mutación estructural producto de una gran inversión, esto podría afectar la formación de gametas viables, afectando así la eficiencia en algunas combinaciones genéticas. Se concluye que se obtuvieron semillas de genotipos BC2 con distintas constituciones genéticas para los determinantes genéticos del fruto apocárpico que permitirá asociar la segregación fenotípica con la genotípica caracterizada por los marcadores moleculares. Un experimento futuro consistirá en cruzar la retrocruza avanzada con los determinantes genéticos del fruto apocárpico en estado homocigota y los alelos cultivados en FAS y LC con línea LA1589 que porta los alelos silvestres en todos los loci para estudiar el efecto individual y conjunto sobre la morfología de los frutos.