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DESARROLLO DE UN DArT PARA PAPA: UNA NUEVA HERRAMIENTA BIOTECNOLÓGICA PARA EL
MEJORAMIENTO GENÉTICO DEL CULTIVO
III Simposio de la Red Latinoamericana de Solanáceas (Lat-SOL)
XXIII Congreso de la Asociación Latinoamericana de la Papa Mar del Plata, 30 de noviembre al 6 de diciembre de 2008
Boris Sagredo Díaz
5 Dic 2008
Esquema de presentación
Importancia del cultivo de la papa en ChileMejoramiento genético del cultivo de la papaMarcadores moleculares aplicados al MGTecnología DArT una nueva herramienta para MASEvaluación del Primer DArT de papa Expandiendo el DArT de papaPotenciando el DArT de papa
80.629 ha
IX 25%
VIII 15%
VII8%
VI 4%
V 3%
IV 9%
Otros1%X
29%
R.M. 6%
X 39%
IX 25%
VIII 10%
VII 6%
VI 3%
V 2%
IV9% R.M.
6%
Otros0,4%
1.304.696 Ton
IX 23%
VIII 19%
VII 8%
VI 4%
R.M.2%
V2%
IV 1%
Otros2%
X 39% 2
91.156 Agricultores
1.1
1.7
1.6
17.6
10.7
14.9
12.9
12.8
10.9
16.3
20.8
5.5
6.8
I
II
III
IV
V
XI
RM
VI
VII
VIII
IX
X
XII
Fuente: INE, 1997
EL CULTIVO DE LA PAPA EN CHILE
xxxIX-X
xxxxxVII-VIII
xxxxxxxxRM-VI
xxxxxxxxIV-V
DicNovOctSepAgoJulJunMayAbrMarFebEneRegión/Mes
xxxIX-X
xxxxxVII-VIII
xxxxxxxxRM-VI
xxxxxxxxIV-V
DicNovOctSepAgoJulJunMayAbrMarFebEneRegión/Mes
I
II
III
IV
V
XI
RM
VI
VII
VIII
IX
X
XII
Épocas de cosecha según zona de producción
Programa de Mejoramiento INIA-Remehue
Año
7 60 SELECION (100 plantas c/u) Replic. Ensayo 1 loc.
1 150 cruzamientos
2 100.000 Plántulas en macetas
3 65.000 Genotipos de tubérculo familias en campo
4 3.000 Primera generación (5 plantas c/u)
5 700 Segunda generación (15 plantas c/u)
6 200 Tercera generación (50 plantas c/u)
8 30 SELECION II (300 plantas c/u) Replic. Ensayo 3 locs
9 12 SELECCIÓN AVANZADA (500 plantas c/u) In vitro
10-11 Se toman decisiones en liberar un nueva variedad
10-12 1-3 MULTIPLICACION DE SEMILLA; DISTRIBUCIÓN
Fitomejoramiento tradicional
S. tuberosum (2n=4x=48) es autotetraploide y presenta alta heterocigocidad
Transferencia y combinación de nuevos genes se limita a polinización y fertilización
El mejoramiento tradicional es largo y tedioso, a veces no se tiene éxito
Durante la cruza se mezclan genomas completos y es difícil descartar genes indeseables
BIOTECNOLOGÍASelección asistida por marcadores
Implementar métodos de selección asistida por marcadores moleculares (SAMM) para acelerar el desarrollo de nuevas variedades de papa con resistencia múltiple a virus (PVX, PVY, PLRV) y al nematodo dorado ( Globoderarostochiensis).
2002 al 2005
PROYECTO FIA BIOT-01-A-015PROYECTO FIA BIOT-01-A-015Nematodo dorado
Virus PVX
Virus PVY
Virus PLRV
Resistencia a PVY
411701270M45
41
S
0
S RR
131771SCAR-RYSC3
No portadoresPortadoresN°indiv.
Marcador
Resistencia a ND
55304098U. Cornell
40?
S
0
S RR
12971INIA-Remehue
No portadoresPortadoresN°indiv.
Marcador SCAR-TG689
Diversity Array Technology ( DArT)
Inventado por Dr Andrzej KilianPara superar algunas de las limitaciones de otros marcadores moleculares.
• Se basa en hibridizaciónde ADN en microarreglos;
• No requieren información previa de la secuencia nuecleotidica;
• Es de alto rendimiento (high throughput);
• Genera datos reproducibles a muy bajo costo.
Las principales aplicaciones son:
• Rápida obtención del perfil del genoma completo. • Construcción rápida de mapas de ligamiento; • Identificación de loci asociados a características
cuantitativas (QTL); • Introgresión de regiones genómicas en forma
acelerada mediante retrocruzas; • Selección simultanea para varias características en
MAS; • Evaluación de diversidad genética; • Identificación varietal en cultivos; • Monitoreo de mezclas complejas de muestras de ADN
(microbianas, poblaciones, etc.).
Diversity Array Technology ( DArT)
Diversity Array Technology ( DArT)
AgropyrumMosquito
Triticale
Oat
Orchid Toadflax
Mycosphaerella
Grape
Pumpkin Fir
Pine
Spruce
Squash
Lolium - Multiple Species PotatoHops
Sugarcane
Quinoa Cotton
Cucumber
Eucalyptus
Olive Oilseed Rape
Asplenium
Garovaglia
Hemp
Cassava Rice
Tomato
Apple
Sorghum Coconut
Banana (Musa sp.)
Pigeon pea
Rye Lupin
Chickpea
Bambara Groundnut
Groundnut
• DArT para trigo y cebada están disponibles.• Otras especies están en diferentes estados de desar rollo
• GCP (Generation Challenge Program) a través del Genotype Service Support (GSS)
• Programas de mejoramiento genético de papa de Latinoamérica
• Otras instituciones de investigación de América y UE.• Diversity Arrays Technology Pty Ltd (DArT P/L).
Yarralumla, Australia
Un DArT para papa un esfuerzo conjunto de:
Primer DArT para Papa
• “Bulk” de genotipos 4382-19, NY142-72, P161-8 y Yagana
• Digeridos con PstI/TaqI
• Primer arreglo tiene 1.690 puntos
Segregación de marcadores DArT en la progenie NDG116
• En los 88 individuos se observaron 266 DArT polimórf icos
• Todos los marcadores se ajustaron a algún tipo de s egregación definido para una especie atotetraploide, como la p apa.
• 149 y 62 DArT segregaron como simplex y duplex, provenientes de algunos de los progenitores.
• Marcadores presentes en ambos padres, 49 y 6 segreg aron como simplex/simplex (3:1) y duplex/simplex (11:1), respectivamente.
• AutotetraploidMap Software desarrollado por HACKETT CA, LUO ZW (2003)
0 0.2
4382-19N142-72
P161-8
Yagana
Cultivated
Wild
relatives
Solanum
hybrids
Parents
Unweighted neighbour-joining tree based on a Jaccard-
distance matrix computed from 1,690 DArT markers
Expandiendo el DArT de papa
• Se ampliara el DArT de papa con la incorporación de 94 nuevos genotipos
• Estos corresponden a diferentes especies, clones y/o variedades de papa
• Recomendados por Programas de mejoramiento de LA (Argentina, Brasil, Bolivia, Chile, Colombia y Uruguay) y el CIP
• Nos ayudaron en la selección David Spooner, Jim Bradeen, Merideth Bonierbale, Andrzej Kilian y Humberto Gómez
• Se espera que en su segundo estado el DArT tenga alrededor de los 7.000 puntos
Potenciado el DArT de papa
• Genotipado de poblaciones de referencias (SHxRH, BCT, HLOP) para conocer la posición de cada punto-DArT en el mapa de papa
• Se facilitara la identificación de QTL y búsqueda de genes en papa.
• Una herramienta ideal para el seguimiento de características multigénicas mediante MAS
• Facilitará los estudio de la diversidad y relaciones filogenéticas entre las especies de papa
• Podría se una herramienta muy útil para secuenciación del genoma de la papa
Sugerencias
• http://www.diversityarrays.com/molecularprincip.html
• Es una tecnología completamente libre para todo interesado
• Costo muy bajo AUS US$4.600 por 94 muestras
• Es importante enviar un ADN de buena calidad• Es posible secuenciar marcadores DArT, a petición de
los interesados• Contactarse con Humberto Gómez (GSS-GCP), Andrzej
Kilian
Somos un Equipo
• Julio Kalazich• José S. Rojas• Annette Fahrenkrog• Claudia Barrientos• Annelore Winkler• Marcos Uribe• Sandra Orena• Rodrigo Bravo
A todos los integrantes del grupo de papa de INIA, especialmente a:
• Ivette Acuña• Dagoberto Villarroel• Patricia Catalán• Horacio López• Manuel Gutiérrez• Juan Inestroza• Carlos Sierra• Patricia Larraín• Claudia Baeza
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