USO DE MARCADORES MOLECULARES EN EL MEJORAMIENTO GENÉTICO Y SU APLICABILIDAD

Transcripción

1 TALLER Y CONFERENCIA INTERNACIONAL SITUACION ACTUAL DE LA VALORACIÓN, CONSERVACION Y USO DE LA DIVERSIDAD GENETICA DEL ALGODÓN CON FINES DE BIOSEGURIDAD USO DE MARCADORES MOLECULARES EN EL MEJORAMIENTO GENÉTICO Y SU APLICABILIDAD Christopher VIOT 1 1 CIRAD, UMR AGAP Av Agropolis Montpellier Cedex 5 Francia christopher.viot@cirad.fr

2 Christopher VIOT, Uso de marcadores moleculares en el mejoramiento genético y su aplicabilidad. In Taller y Conferencia Internacional Situación actual de la valoración, conservación y uso de la diversidad genética del algodón con fines de bioseguridad, MINAM-IPA-MINAGRI-UNALM, La Molina, Perú, 27 de septiembre de 2016 (2016). RESUMEN En fitomejoramiento de algodón, los marcadores del ADN permiten diferenciar plantas individuales, elaborar mapas genéticos incluyendo las posiciones estimadas de genes de interés, asistir en la selección de genes determinados o de ideotipos moleculares, determinar la identidad entre variedades y la pureza varietal. La selección asistida por marcadores del ADN está muy difundida en fitomejoramiento varietal y es usada para controlar, durante una transferencia por retrocruzamiento, la presencia de un transgen o de un gen de un carácter de herencia simple, tal como ciertas resistencias a enfermedades. Para los caracteres cuantitativos, de base mutligénica y compleja, las estrategias basadas sobre el posicionamiento de QTLs a lo largo de los mapas genéticos no resultaron en aplicaciones exitosas en fitomejoramiento varietal. La orientación actual es aplicar la selección genómica desarrollada en mejoramiento animal, basada sobre números muy importantes de marcadores. Para la pureza varietal, la identidad entre variedades, la ausencia o presencia de transgenes, los los marcadores del ADN permiten respuestas fiables, rápidas y baratas. Para los recursos genéticos utilizados en mejoramiento genético de plantas, el genotipado por marcadores del ADN permite estructurarlos, determinar la probabilidad de utilidad, la constitución de colecciones de referencia y optimizar su gestión. Las secuencias de genomas algodoneros disponibles para todas las especies importantes permiten buscar directamente marcadores del ADN ligados a genes determinados.

3 Uso de marcadores moleculares en el mejoramiento genético y su aplicabilidad

4 G.h x G.b F1 x G.h 1999 F2 K ey-step 1 B C1 x G.h 2000 B C1S 1 K ey-step 2 B C2 x G.h 2001 B C2S 1 F5 B C3 x G.h 2002 R IL B C3S 1 B C4 Estrategia de SAM sobre una descendancia por retrocruzamiento / backross. La selección es realizada en base a datos de genotipado : retrocruzamiento / backcross asistido por marcadores.

5 Phénotype Phénotype Phénotype Phénotype Principio de la cartografía de un QTL con marcadores cromosómicos mk-1 mk-2 mk-3 Localización Localisation aproximativa approximative del QTL du QTL mk-4

6 Método QTL directo : resultados de cartografía de marcadores y de QTLs de calidad de la fibra Mapas genéticos con regiones probables de QTLs para diferentes rastros fenotípicos.

7 Método QTL directo : ejemplo de sintesis cartografico de QTLs de calidad de la fibra

8 QTL y genes de estructura o regulación Gène A Gen QTL correspondiendo al carácter meta Gen regulador

9 Método de QTLs para caracteres complejos de herencia multigénica (fin) Bilán por el momento negativo en creación varietal algodonedra basada sobre los QTLs.

10 Marcadores del ADN utilizados : - Microsatélites o SSR, simple sequence repeat - SNPs Métodos de genotipaje (principales) - PCR y electroforesis - Micro-array - Genotipado por secuenciado GBS

11

12

13 ADN original para replicar Nucleótido ADN Cebador

14

15 Selección genómica Principio : estimar los efectos de un muy grande numero de marcadores sobre los fenotipos de una población de plantas De: David Cros, Practical aspects of genomic selection. OPGP Workshop, March 4-13, 2015, Kuala Lumpur 15

16 Carte génétique consensus Mapa genético "consenso, síntesis de dos mapas.

17 Aplicación de los marcadores del ADN en el mejoramiento genético: Los marcadores del ADN permiten respuestas fiables, rápidas y baratas para: Diferenciar plantas individuales: identidad entre variedades proximidad entre genotipos pureza varietal estructuración y gestión de los recursos genéticos Controlar la presencia de un transgen o de un gen determinado: transferencia por retrocruzamiento, Selección asistida. selección de caracteres con herencia simple por marcadores (resistencias a enfermedades, grado de pilosidad, de gosipol) En metodologías mas sofisticadas, permiten asistir en la selección de ideotipos moleculares. Las secuencias de genomas algodoneros disponibles para todas las especies importantes permiten buscar directamente marcadores del ADN ligados a genes determinados.

18 Costos de datos de genotipado molecular alta capacidad Genotipado microsatelite Precio (investigacion) Precio por dato 96 microplaca ABI microplaca ABI Genotipado SNP Precio (investigacion) Precio por dato 1 SNP placa 96, LC SNP placa 384, LC *48 Chip Fluidigm, Biomark 48 SNP x 48 samples 96*96 Puce Fluidigm, Biomark 96 SNP x 96 samples

19