Evaluación de la resistencia a ZYMV en un retrocruce interespecífico de Cucurbita maxima x Cucurbita ecuadorensis

Abstract

[ES] El género Cucurbita engloba varias especies entre las que destacan las cultivadas C. maxima, C. moschata, C. argyrosperma, C. ficifolia y C. pepo, que presentan un gran interés económico por sus diversos usos, siendo su finalidad principal el consumo de sus frutos como alimento. Uno de los mayores impedimentos en el cultivo del género Cucurbita son los estreses bióticos provocados por diversos hongos, bacterias y virus. En concreto, las infecciones virales suponen una pérdida importante en la producción. Existen gran cantidad de virus que afectan a los diversos cultivos del género, siendo uno de los más comunes y extendidos el potyvirus Zucchini Yellow Mosaic Virus (ZYMV). Una de las estrategias más efectivas para combatirlo es mediante el empleo de genes de resistencia presentes en las especies silvestres relacionadas. La presente investigación forma parte del proyecto llevado a cabo por el Grupo de Mejora de Cucurbitáceas del COMAV, el cual tiene como objetivo investigar el control genético de la resistencia de C. ecuadorensis a ZYMV. Para ello, se ha realizado un análisis de la descendencia en un cruce entre C. maxima y C. ecuadorensis. El estudio de la población F2 dio lugar a la identificación de un QTL (Quantitative Trait Locus) mayor en el cromosoma 3. Con el propósito de profundizar en el control de esta resistencia, se han generado poblaciones de retrocruces (BCs) de la población F1 hacia ambos parentales, alternando el sentido de estos y dando lugar a cuatro grupos distintos. El propósito de este trabajo Fin de Máster es abordar el estudio de la resistencia al virus ZYMV en los cuatro grupos que conforman la población BC anteriormente descrita. En este contexto, la población fue sometida a una inoculación mecánica utilizando un aislado proporcionado por el grupo GEVES. La evaluación de los síntomas se llevó a cabo mediante una escala de puntuación que abarcó desde el 0 hasta el 4, realizándose el fenotipado a los 15, 21 y 30 días posteriores a la inoculación (dpi). Adicionalmente, se evaluó el nivel de infección de las plantas a los 21 dpi mediante técnicas de hibridación que utilizaron una sonda específica correspondiente a una secuencia viral. Esta técnica, conocida como dot blot, se aplicó después de extraer el ARN de las muestras recolectadas. Los resultados obtenidos indican la posible influencia de múltiples genes en la resistencia al ZYMV y revelan diferencias significativas en la expresión de síntomas según la orientación de los parentales en el proceso de retrocruce. Estos hallazgos allanan el camino para investigaciones futuras, en las cuales se llevará a cabo el genotipado de las plantas analizadas, con objetivo de validar el QTL previamente identificado en el cromosoma 3 y explorar la posible presencia de QTL menores.

[EN] The genus Cucurbita includes several species among which the cultivated C. maxima, C. moschata, C. argyrosperma, C. ficifolia and C. pepo stand out, which are of great economic interest due to their diverse uses, their main purpose being the consumption of their fruits as food. One of the major impediments in the cultivation of the genus Cucurbita are biotic stresses caused by various fungi, bacteria and viruses. In particular, viral infections represent an important loss in production. There are a large number of viruses that affect the various crops of the genus, one of the most common and widespread being the potyvirus Zucchini Yellow Mosaic Virus (ZYMV). One of the most effective strategies to combat it is through the use of resistance genes present in related wild species. The present research is part of the project carried out by the Cucurbitaceae Breeding Group of COMAV, which aims to investigate the genetic control of the resistance of C. ecuadorensis to ZYMV. For this purpose, an analysis of the offspring in a cross between C. maxima and C. ecuadorensis was carried out. The study of the F2 population resulted in the identification of a major QTL (Quantitative Trait Locus) on chromosome 3. In order to further investigate the control of this resistance, backcross populations (BCs) have been generated from the F1 population to both parents, alternating the direction of these and giving rise to four different groups. The purpose of this Master's thesis is to study the resistance to ZYMV in the four groups that make up the BC population described above. In this context, the population was subjected to mechanical inoculation using an isolate provided by the GEVES group. Symptom assessment was carried out using a scoring scale ranging from 0 to 4, with phenotyping performed at 15, 21 and 30 days post inoculation (dpi). Additionally, the level of infection of the plants at 21 dpi was evaluated by hybridization techniques using a specific probe corresponding to a viral sequence. This technique, known as dot blot, was applied after extracting RNA from the collected samples. The results obtained indicate the possible influence of multiple genes on ZYMV resistance and reveal significant differences in symptom expression depending on the orientation of the parents in the backcrossing process. These findings pave the way for future research, in which genotyping of the analyzed plants will be carried out to validate the QTL previously identified on chromosome 3 and to explore the possible presence of minor QTL.