Avances en la caracterización y desarrollo de marcadores moleculares ligados a la resistencia al tomato leaf curl New Delhi virus (ToLCNDV) en pepino (Cucumis sativus)

Abstract

[ES] El virus de la hoja rizada del tomate de Nueva Delhi (ToLCNDV) constituye una de las principales amenazas para el cultivo de cucurbitáceas en la cuenca del Mediterráneo. Dentro de esta familia hortícola, la producción de pepino (Cucumis sativus) se ha visto mermada por la incidencia de esta virosis. El uso de resistencias genéticas es la estrategia de control más eficiente para hacer frente a patógenos virales. Los grupos de Virología y Mejora Genética de Cucurbitáceas del COMAV-UPV identificaron accesiones de pepino resistentes a ToLCNDV y mapearon un QTL ligado a la resistencia en el cromosoma 2. Sin embargo, para la obtención de variedades comerciales con resistencia completa y durable a la infección es necesario el desarrollo de herramientas moléculares y la caracterización de nuevas fuentes de resistencia que permitan transferir y piramidalizar genes complementarios de resistencia a fondos genéticos de interés agronómico.

El objetivo de este Trabajo Final de Máster consiste en profundizar en la caracterización genética de la resistencia a ToLCNDV. Para ello, se ha llevado a cabo la secuenciación mediante GBS de accesiones resistentes y susceptibles al virus, así como de plantas con diferente respuesta a la infección de una población segregante F2. Tras el análisis de los datos, se han identificado polimorfismos de tipo SNP localizados en la región del QTL ligado a la resistencia en pepino. Se han desarrollado marcadores SNPs para genotipar mediante tecnología ¿High Resolution Melting¿ (HRM) las poblaciones segregantes F2 y de retrocruce, lo que permitirá acotar la región candidata e identificar genes y marcadores moleculares estrechamente ligados a la resistencia. Por otra parte, se han obtenido semillas de tipo híbrido F1 derivadas de una accesión de pepino con resistencia a ToLCNDV de la que aún no se desconoce el tipo de herencia que la regula. Plantas F1 han sido cultivadas en invernadero y autofecundadas y retrocruzadas para generar poblaciones segregantes. Las plantas de las familias obtenidas se han inoculado con un clon infeccioso del virus y se han fenotipado según evaluación visual de su sintomatología. Para llevar a cabo un diagnóstico preciso de la enfermedad, la carga viral de cada planta ha sido evaluada mediante hibridación molecular con sondas de RNA y PCR cuantitativa. Los SNPs desarrollados a partir de la secuenciación por GBS se utilizarán para genotipar las nuevas poblaciones desarrolladas y validar si el locus del cromosoma 2 también controla la resistencia a ToLCNDV en esta accesión.

[EN] Tomato leaf curl virus New Delhi (ToLCNDV) is one of the main threats to cucurbit crops in the Mediterranean basin. Within this vegetable family, cucumber (Cucumis sativus) production has been reduced by the incidence of this virus. The use of genetic resistance is the most effective control strategy to deal with viral pathogens. The Cucurbit Virology and Breeding groups of COMAV-UPV identified cucumber accessions resistant to ToLCNDV and mapped a QTL linked to the resistance on chromosome 2. However, to obtain commercial varieties with complete and durable resistance to infection, the development of molecular tools and the characterization of new sources of resistance that allow the transfer and pyramiding of complementary resistance genes to genetic backgrounds of agronomic interest is necessary. The objective of this Final Master's Thesis is to deepen in the genetic characterization of resistance to ToLCNDV. For this purpose, GBS sequencing of resistant and susceptible accessions to the virus, as well as plants with different response to infection of a segregating F2 population has been carried out. After data analysis, SNP polymorphisms located in the region of the QTL linked to resistance in cucumber have been identified. SNP markers have been developed to genotype by High Resolution Melting (HRM) technology the F2 segregating and backcross populations, which will allow to narrow down the candidate region and identify genes and molecular markers closely linked to the resistance. On the other hand, F1 hybrid seeds have been obtained from a cucumber accession with resistance to ToLCNDV of which the type of inheritance that regulates it is not yet known. F1 plants have been grown in greenhouse and self- fertilized and backcrossed to generate segregating populations. Plants from the families obtained were inoculated with an infectious clone of the virus and phenotyped according to visual assessment of their symptomatology. To carry out an accurate diagnosis of the disease, the viral load of each plant was evaluated by molecular hybridization with RNA probes and quantitative PCR. The SNPs developed from GBS sequencing have been used to genotype the newly developed populations and validate whether the chromosome 2 locus also controls resistance to ToLCNDV in this accession.