Localización precisa en el cromosoma 2 de QTL que controlan caracteres de fruto en tomate

Cuatro QTL mayores se encuentran asociados a frutos alargados en el germoplasma del tomate cultivado (Solanum lycopersicum): ovate, sun, fs8.1 y fs2.1. El cultivar comercial Rio Grande de S. lycopersicum porta los alelos silvestres para los genes SUN y OVATE y el carácter índice de forma de fruto (fs I) es controlado en un 61,55% por los QTL fs2.1 y fs8.1 que presentan interacción epistática. El QTL fs2.1 (cromosoma 2) controla principalmente el extremo distal del fruto y otros caracteres de calidad como pH e índices L y ab de color. En base a estos antecedentes se plantea como hipótesis que la recombinación de marcadores moleculares en la base del cromosoma 2 permite estudiar la segregación mendeliana de caracteres de forma y calidad de fruto para localizar en forma más precisa a los QTL que los definen. El objetivo general de este trabajo es validar QTL que controlan caracteres de fruto en poblaciones segregantes avanzadas entre Rio Grande y LA1589. Además, localizar en forma precisa al QTL mayor fs2.1 asociado a frutos alargados en el cultivar Rio Grande e identificar el estadio de desarrollo del fruto en el que ejerce su efecto. Se plantean como objetivos específicos: 1) Evaluar a través de pruebas de progenie de padres recombinantes en la base del cromosoma 2 caracteres de morfología y calidad de fruto a fin de validar y localizar de forma precisa QTL de interés; 2) Evaluar en la descendencia de padres recombinantes el carácter fs I para minimizar la región que contiene a fs2.1; 3) Detectar el estadio de desarrollo del fruto en el que fs2.1 afecta la forma; 4) Proponer genes candidatos para fs2.1 haciendo uso de herramientas bioinformáticas. Como material vegetal se utilizaron familias derivadas por autofecundación de plantas recombinantes en la base del cromosoma 2 conteniendo a fs2.1. Estas plantas no segregaron para el QTL fs8.1 y derivan del cruzamiento entre Rio Grande (padre recurrente) y LA1589. Para llevar a cabo las pruebas de progenie, en cada familia generada se seleccionaron por marcadores moleculares plantas homocigotas para el alelo cultivado y otras homocigotas para el alelo silvestre en la región genómica segregante. Las plantas seleccionadas, incluyendo cinco plantas de Rio Grande y cinco de LA1589, se trasplantaron en invernadero a una distancia de 1 m entre hileras y 40 cm entre plantas. Para el objetivo específico 1 se realizó una prueba de progenie sobre la descendencia de 8 plantas 6 recombinantes y se midieron 10 atributos morfológicos y 3 de calidad sobre un total de 1370 frutos. Se aplicó la prueba t de Student para comparar los valores medios de grupos homocigotas por familia para todas las variables. Solo dos familias presentaron diferencias significativas (p<0,05) entre grupos homocigotas para fs I indicando que el QTL que rige el carácter se encuentra en el segmento segregante compartido por ambas. De esta manera se logró acotar la región conteniendo a fs2.1 de 9,64 Mb a 4,48 Mb. No se pudo determinar la posición de los QTL para los demás caracteres analizados debido a que presentaron asociaciones erráticas a través de las diferentes familias. Sin embargo, mediante mapeo por intervalos simple se logró detectar QTL menores de morfología y calidad de fruto previamente detectados en una generación F3-BC1-S1 derivada del mismo cruzamiento interespecífico. Para el objetivo 2, en virtud de los resultados del objetivo 1, se midió únicamente el carácter fs I en un total de 94 plantas (546 frutos) producto de la descendencia de 9 plantas recombinantes en la base del cromosoma 2. Como resultado, dos familias presentaron diferencias significativas (p<0,05) entre grupos homocigotas para fs I acotando la región que contiene a fs2.1 de 4,48 Mb a 0,71 Mb. El objetivo específico 3 consistió en el análisis de frutos en desarrollo en los días 0, 3 y 5 después de antesis. Fue realizado durante dos ensayos evaluándose un total de 102 y 293 flores en los ensayos 1 y 2 respectivamente. Nuevamente se utilizó la descendencia de plantas recombinantes en la región estudio. Como resultado de la comparación entre genotipos homocigotas mediante la prueba t de Student se observaron diferencias en el índice de forma de fruto en desarrollo desde el día cero de antesis. Para el objetivo 4 se hizo uso de la herramienta BLAST de la página SOL Genomics Network y se obtuvieron los genes contenidos en el segmento de 0,71 Mb correspondiente a fs2.1. También se obtuvieron los transcriptomas de LA1589 y seis NIL de Rio Grande. Tres NIL presentan alelos cultivados en la región centromérica del cromosoma 8 y otras tres alelos de LA1589. Utilizando un algoritmo en R se realizó el análisis de expresión diferencial entre todos los genotipos haciendo uso del paquete DE-seq. Se lograron identificar 10 genes diferencialmente expresados en flores en antesis entre los genotipos Rio Grande y LA1589. En base a estos resultados, se concluye que QTL menores de morfología y calidad de fruto se localizan en la base del cromosoma 2 (segmento de 9,64 Mb). Además, se demostró que el QTL mayor fs2.1 ejerce su efecto sobre el carácter fs I desde antes de antesis y se localiza en un segmento de 0,71 Mb en la base del cromosoma 2 que contiene genes diferencialmente expresados.