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Anlisis preliminar de los determinantes genticos de la
fenologa del germoplasma de cebada en Uruguay
Ariel Castro1, Luis Viega2, Andrs Locatelli1 y Nicols Mastadrea2
1Departamento de Produccin Vegetal, Est. Exp. Dr. Mario A. Cassinoni, Facultad de Agronoma, Universidad de la Repblica, Ruta 3 Km 363, Paysand, 60000, Uruguay; 2Departamento de Biologa Vegetal, Facultad de
Agronoma, Garzn 780, Montevideo 12900, Uruguay [email protected]
Este trabajo fue financiado por fondos competitivos de INIA
(FPTA 227) y la Universidad de la Repblica a travs de la
Comisin Sectorial de Investigacin Cientfica (CSIC I+D)
Material:
78 genotipos de cebada, representativos del germoplasma de cebada utilizado en
Uruguay (variedades histricas y modernas, lneas experimentales relevantes,
fuentes de variabilidad, etc)
Caracterizacin genotpica:
1536 SNPs (1033 includas en el anlisis) usando la plataforma Illumina Golden
Gate oligonucleatide pool assay desarrollada para cebada (BOPA1)
Caracterizacin fenotpica:
4 experimentos a campo, sembrados en Sayago, Montevideo, en parcelas de 0.4 m,
en fechas contrastantes (12/6/09, 11/08/09, 24/06/10, 11/08/10).
Se determin: ciclo a antesis y sus tres subfases (siembra-Z20, Z20-Z30, Z30-
antesis) y la duracin de llenado de grano y la respuesta al fotoperodo en cada
subfase analizada (mediante el contraste entre fechas de siembra en el mismo ao)
Anlisis:
Anlisis de asociacin de genoma completo (Genome-wide
association analysis) utilizando un modelo:
Y = X + Q + Z
X: Matriz de scores genticos
Q: Matriz de estructura
Z: Matriz de coancestra
El anlisis se realiz en TASSEL (www.maizegenetics.net)
La matriz Q se calcul con STRUCTURE (Pritchard et al.,
2000)
Objetivos:
Conocer las determinantes genticas
de la duracin de las distintas
subfases del desarrollo en
germoplasma de cebada relevante
para el mejoramiento gentico
nacional
Se encontraron 53 regiones con asociaciones significativas para la duracin de las 5 variables fenolgicas
analizadas. Una proporcin importante de las asociaciones fue especfica por experimento
Se encontraron 14 asociaciones significativas para la respuesta al fotoperodo de las 5 variables fenolgicas.
Ninguna de las asociaciones se detect en ms de una combinacin variable/ambiente
En resumen se han detectado asociaciones en todas las variables estudiadas, localizadas en distintas regiones a
lo largo del genoma. Su relacin con genes y QTLs detectados en trabajos anteriores estn siendo estudiadas as
como la relacin con la estructura de la poblacin y sus posibles efectos en la evolucin del mejoramiento de
cebada.
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Fecha (das post 15/6)
Tem
pera
tura
dia
ria p
rom
ed
io (
C)
2009
2010
JUNI
O
JULI
OO
AGOSTO SETIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE
0
5
10
15
20
25
30
40 55 70 85 100 115 130
Duracin (Das)
Fre
cu
en
cia
2009A
2009B
2010A
2010B
Ciclo a antesis
0
10
20
30
40
50
60
10 20 30 40 50
Duracin (Das)
Fre
cu
en
cia
2009A
2009B
2010A
2010B
Emergencia - Z20
0
5
10
15
20
25
30
0 10 20 30 40 50 60
Duracin (Das)
Fre
cu
en
cia
2009A
2009B
2010A
2010B
Z20 - Z30
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 10 20 30 40 50 60
Duracin (Das)
Fre
cu
en
cia
2009A
2009B
2010A
2010B
Z30 - Antesis
0
5
10
15
20
25
30
10 20 30 40 50 60
Duracin (Das)
Fre
cu
en
cia
2009A
2009B
2010A
2010B
Llenado de grano
Figura 2. Distribucin de frecuencias observadas para
ciclo a antesis, su particin en subperodos y la duracin
del llenado de grano de acuerdo al ao (2009 y 2010) y la
poca de siembra (A para poca temprana y B para
poca tarda) de cada experimento.
Figura 1. Temperaturas diarias promedio para 2009 y 2010 en
Sayago.
Emerg Z20
Z20 Z30
Z30 - Antesis
Antesis
Llenado
Duracin
Respuesta al fotoperodo
0 cM
10 cM
20 cM
30 cM
40 cM
50 cM
60 cM
70 cM
80 cM
90 cM
100 cM
110 cM
120 cM
130 cM
140 cM
150 cM
160 cM
170 cM
180 cM
190 cM
200 cM
1H 2H 3H 4H 5H 6H 7H Distancias
Ppd-H2
denso
Vrn-H3
Vrn-H2 Vrn-H1
eam8
eps2S HvCO1
eps3L
eps4L
eps5L
eps6L.1
eps6L.2
eps7S
eps7L
eam7
eam9
Ppd-H1
Figura 3. Resumen de localizacin de asociaciones significativas para duracin de los distintas variables fenolgicas estudiadas y su
respuesta al fotoperodo en el mapa de segmentos consenso para cebada (bin Map, ver Kleinhofs et al., 2001). Se indican los segmentos
donde se encontraron asociaciones, indicando la variable. En varios casos hay ms de un marcador con asociacin significativa en el
mismo segmento. Se incluye la ubicacin reportada de genes mayores que afectan la fenologa
http://www.maizegenetics.net/