Transferencia de marcadores EST-SSR y COS desde especies modelo a Paspalum notatum y estudios de mapeo comparativo

Paspalum es un género perteneciente a la familia de las Poaceae que cuenta con más de 300 especies. Las mismas muestran una gran variación en los niveles de ploidía y modos de reproducción. En general, los citotipos diploides son sexuales y los poliploides sexuales o apomícticos. Dada su complejidad, el género ha sido dividido en subgéneros y grupos informales. Varias especies representan importantes recursos forrajeros de las regiones tropicales y subtropicales de América. En particular, P. notatum Flüggé es una gramínea rizomatosa perenne cuyas razas tetraploides se reproducen casi exclusivamente por apomixis de tipo apospórica. La aposporía en P. notatum está controlada por un locus simple dominante con segregación distorsionada. Trabajos previos posibilitaron el desarrollo de mapas genéticos al nivel tetraploide y la identificación de la región genómica responsable de la aposporía. A partir de los proyectos de secuenciación masiva de genomas se han desarrollado distintos tipos de marcadores moleculares de secuencia conocida. Los microsatélites génicos (EST-SSR) derivan de secuencias expresadas que contienen repeticiones microsatélites (SSR) internas. Los marcadores COS provienen de genes que contienen regiones conservadas entre especies poco relacionadas. Estos tipos de marcadores son relativamente simples de desarrollar y han mostrado un alto nivel de polimorfismo y transferibilidad entre especies. Los objetivos de este trabajo de tesis fueron transferir marcadores de secuencia conocida (EST-SSR, SSR genómicos y COS) a P. notatum y caracterizar los grupos de ligamiento de la especie por medio de análisis comparativos. Asimismo, se realizaron estudios para determinar la utilidad de estos marcadores en otras especies del género y su aptitud para la realización de estudios de filogenia. Como material vegetal se emplearon los genotipos tetraploides de P. notatum Q4188 (sexual) y Q4117 (apomíctico) y una población F1, derivada de ambos. Además fueron incluidas 33 accesiones correspondientes a 11 especies y seis grupos taxonómicos diferentes. Marcadores EST-SSR de trigo y SSR genómicos de P. notatum fueron ensayados sobre los genotipos Q4188 y Q4117. Paralelamente se desarrollaron marcadores COS a partir de genes asociados a componentes de la apomixis en gramíneas. Los marcadores obtenidos fueron localizados en los mapas de Q4188 y Q4117 utilizando los programas de mapeo Mapmaker 3.0/exp y JoinMap 3.0. Cuarenta y cuatro y 66 nuevos marcadores fueron integrados a los mapas de Q4188 y Q4117, respectivamente. Los marcadores Resumen x incorporados extendieron las distancias genéticas cubiertas por ambos mapas y posibilitaron la identificación de nuevos grupos de ligamiento. Las secuencias de varios EST-SSR de P. notatum mostraron similitudes con los clones originales de trigo (de los cuales derivan) y confirmaron la identificación de secuencias ortólogas entre ambas especies. Paralelamente un análisis de mapeo in silico permitió determinar la localización de los marcadores empleados en los genomas de arroz y maíz. Los estudios comparativos detectaron varios segmentos cromosómicos conservados entre P. notatum, arroz y maíz. En especial, se determinó que 12 marcadores resultaron asociados a los grupos de ligamiento relacionados con la aposporía. Los marcadores Ksum206dd y Ksum219bd fueron localizados a ambos lados del locus responsable del carácter. La utilidad de los marcadores EST-SSR y SSR genómicos en otras especies del género y su capacidad para realizar estudios de filogenia fueron analizadas. Como control externo se utilizó trigo pan (Triticum aestivum L.) cv. Federal. Los marcadores EST-SSR generaron 166 fragmentos con un promedio de 6,16 fragmentos polimórficos por grupo. Los SSR genómicos produjeron 104 fragmentos totales con un promedio de 4,39 fragmentos polimórficos por grupo. Los análisis de agrupamiento permitieron discriminar entre grupos taxonómicos y especies dentro de cada grupo. Los resultados presentados en esta tesis demuestran la factibilidad de transferir marcadores EST-SSR y COS a P. notatum y contribuyen al conocimiento de la estructura genómica de las razas tetraploides de la especie. En particular, la identificación de secuencias ortólogas entre P. notatum, arroz y maíz permitió detectar varios segmentos cromosómicos conservados en las tres especies e iniciar estudios de mapeo comparativo. La localización de varios marcadores en los grupos de ligamiento asociados a la aposporía permitió una mejor caracterización de esta región genómica y la definición de un segmento del genoma de arroz que contendría genes candidatos a controladores del carácter. Se demostró asimismo la posibilidad de emplear estos marcadores en varias especies del género y su utilidad para la realización de estudios de filogenia.