Análisis del modelo de segregación cromosómica del mandarino Moncada tetraploide

Abstract

[ES] La obtención de híbridos triploides en cítricos es una herramienta clave para el desarrollo de nuevos programas de mejora genética. Los híbridos triploides se caracterizan por la ausencia de semillas en sus frutos, evitando problemas derivados de la polinización cruzada, además de presentar una gran demanda en el mercado para el consumo en fresco. La obtención de híbridos puede abordarse mediante diferentes estrategias como la utilización de gametos no reducidos (2n) en las hibridaciones entre individuos diploides (2x x 2x) o mediante hibridaciones interploides entre individuos diploides y tetraploides (2x x 4x ó 4x x 2x). La configuración genética de las poblaciones triploides obtenidas depende de la estrategia empleada en su obtención y viene determinada por el mecanismo de formación de los gametos 2n en cruzamientos entre parentales diploides, y del modo de segregación cromosómica del parental tetraploide en cruzamientos interploides. En este estudio se pretende analizar el modo de segregación cromosómica (disómica, tetrasómica o intermedia) del mandarino ‘Moncada’ 4x [Citrus clementina Hort. ex Tan. x (Citrus unshiu (Mak) Marc.x Citrus nobilis Lour.)]. Para ello, se utilizará ‘Moncada’ 4x como parental para obtener una segregación de individuos triploides que se analizarán mediante marcadores moleculares microsatélite (Simple Sequence Repeat - SSRs) y polimorfismos de único nucleótido (Single Nucleotide Polymorphisms - SNP) distribuidos a lo largo de los nueve grupos de ligamiento de los cítricos. Los SSRs se encuentran en regiones repetitivas del genoma y su variación en el número de repeticiones permite caracterizar los parentales, así como los híbridos triploides obtenidos. Los SNPs se encuentran en regiones con una variación en uno o varios nucleótidos y la presencia de nucleótidos diferenciales permite caracterizar los parentales y los híbridos triploides. El análisis mediante marcadores moleculares permitirá el estudio de la estructura genética del gameto diploide procedente de ‘Moncada’ 4x que ha originado cada híbrido triploide, evaluando así la restitución de heterocigosidad parental transmitida a las poblaciones triploides. La variedad ‘Moncada’ 4x será utilizada como parental femenino en una hibridación ‘Moncada’ 4x x Citrus reticulata Blanco ´Anana´ y como parental masculino en una hibridación C. clementina ‘Clemenules’ x ‘Moncada’ 4x para obtener dos familias de híbridos triploides. Se podrán analizar así, de forma adicional, los mecanismos de selección de gametos y de incompatibilidad que determinan la ‘Impronta Genética’. Los marcadores moleculares serán diseñados y seleccionados por presentar polimorfismo entre los parentales de cada población. Una vez analizada la estructura génica de ambas poblaciones, se estimarán los ratios de segregación disómica, tetrasómica o intermedia para cada grupo de ligamiento, y se estudiarán las posibles diferencias de herencia al utilizar la variedad ‘Moncada’ 4x como parental masculino o femenino. Los resultados obtenidos serán de gran utilidad para planificar las estrategias de cruzamientos dentro del programa de mejora genética de cítricos para la obtención de híbridos triploides.

[EN] Breeding of triploid individuals in Citrus is a key tool to develop innovating programs in genetics field. Triploid hybrids are distinguished for being seedless cultivars in fruits, avoiding problems derived of cross pollination and they are really requested in the market worldwide to fresh consumption. Obtaining triploid hybrids may be approached through different strategies such as the use of unreduced gametes (2n) in diploid individuals hybridizations (2x x 2x) or interploid hybridization between diploid and tetraploid individuals (2x x 4x or 4x x 2x). Genetic configuration of triploid populations depends on the strategy used in their obtention and it is determined by the formation mechanism of gametes 2n in diploid parental crossings, and the chromosomic segregation mode of the tetraploid parental in interploid crossings. In this study, we aim to analyze the chromosomic segregation model (disomic, tetrasomic or intermediate) of tangerine ’Moncada’ 4x [Citrus clementina Hort. ex Tan. x (Citrus unshiu (Mak) Marc.x Citrus nobilis Lour.)]. For this purpose, ‘Moncada’ 4x will be used as parental to obtain a triploid segregation which will be analyzed with Simple Sequence Repeat markers (SSR) and Single Nucleotide Polymorphisms (SNP) located along the nine linkage groups of Citrus. SSR are located in repetitive regions of the genome and their variation in repetition numbers allow to characterize parent individuals and triploid hybrids. SNP are in regions with one or two nucleotide variation and the presence of differential nucleotides allows to characterize both parents and hybrids. Molecular marker analysis allows the study of genetic structure of the diploid gamete which comes from ‘Moncada’ 4x and origins every triploid hybrid, evaluating the heterozygosity restitution of the tangerine transmitted to the population. ‘Moncada’ 4x cultivar will be used to this study as feminine parental in a hybridation ‘Moncada’ 4x x Citrus reticulata Blanco ‘Anana’ and as masculine parental in a crossing C. clementina ‘Clemenules’ x ‘Moncada’ 4x to obtain two triploid families. Furthermore, it will be possible to study the mechanisms of gamete selection as well as incompatibility mechanisms which determine ‘Genetic Imprinting’. Molecular markers will be designed and selected by the presence of polymorphism between every population parents. Once the genetic structure of both populations is studied, ratios will be estimated for disomic, tetrasomic or intermediate inheritance for every linkage group, and inheritance differences will be observed when ‘Moncada’ 4x is used as masculine or feminine parental. The results obtained will be useful to plan crosses strategies within the improvement Citrus genetic program to produce triploid hybrids.