Control genético de la floración en cebada: caracterización de los principales loci y relación de patrones de espigado con el rendimiento

Abstract

La fecha de espigado es un carácter de gran importancia por ser uno de los principales factores que determinan la adaptación y el rendimiento de los cereales. Este carácter es especialmente importante en regiones donde la disponibilidad de agua es un factor limitante, como las regiones de clima mediterráneo del Norte de España.En primer lugar, se evaluaron un conjunto de 120 líneas de haploides duplicados de cebada, procedentes del cruzamiento Beka x Mogador, en una serie de ensayos de campo en el Norte de España y también en condiciones controladas de temperatura y fotoperiodo. De esta manera se determinaron cuales eran las principales regiones genómicas que controlan la fecha de espigado, las posiciones de los QTL, sus efectos y sus interacciones. El segundo paso fue la validación de los QTL de fecha de espigado identificados en la población Beka x Mogador y en la literatura. Para ello se evaluaron en condiciones similares un conjunto de germoplasma de amplia base genética, constituido por 17 pequeñas poblaciones interconectadas de haploides duplicados, cuyos parentales eran variedades normalmente utilizadas en el programa español de mejora de la cebada. Los resultados de estos dos estudios pusieron de manifiesto que un conjunto de QTL explican una gran parte de la varianza fenotípica del carácter fecha de espigado. Además, se dispone de marcadores, basados en la técnica PCR, estrechamente ligados o marcadores diagnóstico de los QTL, apropiados para su uso en mejora asistida por marcadores. Estos QTL son los genes de repuesta al fotoperiodo /Ppd-H1/ y /Ppd-H2/, el gen de precocidad intrínseca /Eam6/ y los genes de vernaliación /Vrn-H1/ y /Vrn-H2/.La interacción epistática de los genes /Vrn-H1/ y /Vrn-H2/ determina el grado de sensibilidad a la vernalización en la cebada. Este modelo epistático se confirmó en la población Beka x Mogador, en las 17 pequeñas poblaciones y también recuperando genotipos sensibles a la vernalización en la descendencia de cruzamientos entre variedades insensibles. También se vio que los diferentes grados de sensibilidad a la vernalización podrían ser debidos a diferencias en la longitud del primer intrón del gen /Vrn-H1/. También se identificaron los principales regiones QTL de rendimiento en la población Beka x Mogador, y se estudió el efecto que los QTL de fecha de espigado tienen sobre el rendimiento y sobre la interacción genotipo x ambiente del rendimiento. Se encontró que existe una relación cambiante entre la fecha de espigado y el rendimiento en los diferentes ensayos pero, en general, los espigados tempranos o tardíos no suelen favorecer los rendimientos altos. También comprobamos que genotipos con fecha de espigado similar presentan variaciones en el rendimiento dependiendo del alelo que presentan en la región de /Vrn-H2/.