Plicatula group of Paspalum: generalized gene transfer from apomictic genotypes into a sexual population

NOVO P.E.; M. URBANI.; F. ESPINOZA.; C.L. QUARIN

Rosario

Seminario; III Ciclo de seminarios sobre el avance en la caracterización genética y molecular de la apomixis en gramíneas forrajeras; 2012

Facultad de Cs. Agrarias. UNR

Tranferencia generalizada de genes desde genotipos apomícticos a una población sexual en el grupo Plicatula de Paspalum. El grupo Plicatula abarca cerca de 30 especies. Es una categoría botánica informal infragenérica así llamada por agrupar a las especies afines a P. plicatulum, la especie primeramente descrita entre las del grupo, (Chase, 1929). El grupo se caracteriza por poseer el antecio de color pardo-negruzco, brillante, y lemma estéril con pliegues transversales. Hasta ahora, todos los representantes poliploides del grupo, que han sido analizados en sus sistemas reproductivos, son apomícticos y mayoritariamente tetraploides (4x). Para algunas de estas especies poliploides apomícticas se conocen también citotipos diploides sexuales (2xS), mientras que para otras solo se conocen representantes 4x apomícticos (4xA). Hasta hace muy poco, la posibilidad de mejoramiento genético basada en cruzamientos y recombinación génica era prácticamente nula. Esto se debe a que la mayoría de las especies son 4x y apomícticas. No obstante, algunas especies se introdujeron al cultivo y se registraron cultivares, pero esto se hizo exclusivamente partiendo de la selección de biotipos destacados por sus condiciones agronómicas. Este parece ser el único camino posible para aquellas especies que solo cuentan con citotipos 4xA. Para las especies que contienen citotipos 2xS y 4xA queda la posibilidad de duplicar los cromosomas de los 2x para generar madres sexuales y cruzarlas con individuos 4xA. El objetivo de este trabajo fue transferir genes de citotipos 4xA de distintas especies del grupo Plicatula hacia P. plicatulum para formar, mediante selección por sistema reproductivo y fertilidad, una población 4xS de amplia variabilidad genética. Una planta 4xS de P. plicatulum obtenida al ser inducida con colchicina (Sartor et al., 2009), fue utilizada como progenitor femenino en cruzamientos con nueve genotipos 4xA (polinizadores) pertenecientes a nueve especies del grupo Plicatula. Dadas las condiciones de autoincompatibilidad de la planta 4xS no fue necesaria la castración y se supuso que todos los descendientes serian de origen híbrido. De hecho, todos los descendientes mostraron características fenotípicas indicativas de su origen híbrido. Se determinó el modo reproductivo de los híbridos por citometría de flujo siguiendo la técnica propuesta por Matzk et al. (2000), basada en la relación del contenido de ADN entre el embrión y el endospermo. La fertilidad de los híbridos se consideró en relación al porcentaje de espiguillas que producen grano. Se determinó la producción de semilla de algunos híbridos en condición de autopolinización y polinización libre. Teniendo en cuenta el modo reproductivo y fertilidad se seleccionaron los híbridos de reproducción sexual más vigorosos de cada familia híbrida, los cuales se usaron para formar una población 4xS. Se permitió la polinización libre entre todos los miembros de esta población 4xS y de este policruzamiento se cosecharon las semillas, se sembraron y se formó una población 4xS sintética que se supone que tiene una amplia base genética dado su origen. Se pretende que esta población sea la base para el mejoramiento genético de especies tetraploides apomícticas del grupo Plicátula de Paspalum. El próximo paso será seleccionar en esta población unas pocas plantas, por características agronómicas destacables y por mayor grado de autoincompatibilidad de cada una de ellas, pero con alto grado de fertilidad en cruzamientos. Estas plantas constituirán las madres en futuros cruzamientos entre plantas sexuales por plantas apomícticas dentro del grupo Plicatula.