Caracterización genética del climaterio en la línea SC3-5-1

Los parentales PS y SC no mostraron en ningún caso el característico pico de etileno de frutos climatéricos produciendo niveles muy bajos de la hormona aunque siendo un poco superiores en el parental SC, en el que se observaba un pequeño pico a los 47 DAP (1.82 µL/kg·h) que indicaría que pese a no ser capaz de llevar a cabo la síntesis autocatalítica del etileno, que daría lugar al característico pico climatérico, si que se produce una cierta acumulación de la hormona en el fruto (Figura 4.1). Por el contrario, SC3-5-1 y SC3-5 sí que producían etileno y mostraban el pico en la síntesis de la hormona propio de frutos climatéricos. La producción de etileno era mayor en la línea SC3-5-1, con valores de 3.63 µL/kg·h a 40 DAP, que en la línea SC3-5, donde se alcanzaban valores máximos de 2.17 µL/kg·h tres días más tarde (43 DAP). El híbrido mostró una producción constante de etileno en torno a 1 μL/kg·h, sin observarse ningún aumento significativo en la producción, comportándose como los genotipos no climatéricos, lo que en principio indicaría un control genético recesivo de la maduración de tipo climatérica en esta población.

Figura 4.1. Producción de etileno en

DAP (días después de la polinización) en las líneas SC3-5, SC3-5-1, PS, SC y el hibrido SC3-5-1xPS (media ± DS, n= 3).

Además el fenotipo externo de los frutos también permitía distinguir fácilmente entre frutos climatéricos y no climatéricos. En los frutos con maduración climatérica se observó la formación de una zona de abscisión y el cambio de color en la piel externa del fruto de verde a amarillo, siendo más pronunciado este cambio en la línea SC3-5-1 que en la otra línea climatérica SC3-5 (Fig 4.2).

Figura 4.2. Frutos de “Piel de Sapo” (PS), SC3-5, SC3-5-1 y el hibrido SC3-5-1xPS. A) PS, B) hibrido SC3-5-1xPS, C) SC3-5-1 y D) SC3-5. Los frutos de las líneas SC3-5 y SC3-5-1 muestran características climatéricas como el cambio de color externo o la

formación de una zona de dehiscencia en el pedúnculo del fruto; mientras que PS y el hibrido no muestran ninguna de estas características.

Los 152 frutos de la población 2008-F2 (SC3-5-1 x PS), ambos parentales y el híbrido fueron fenotipados como aparece descrito en el apartado 3.2 de material y métodos, clasificándolos como frutos climatéricos o no climatéricos siguiendo los criterios expuestos anteriormente. Para estudiar el efecto de las dos introgresiones sobre el fenotipo se investigó la asociación entre algunos marcadores moleculares y el tipo de maduración mediante un test de contingencia (Apéndice A.2). Se observó una asociación estadísticamente significativa entre los alelos de SC en los marcadores A_16- C12 (GL III) y CMN61_14 (GL VI) y la maduración de tipo climatérico (χ2= 14.345, p=0.0002 y χ2= 44.076, p<0.0001, respectivamente); demostrando que en ambas introgresiones se encuentran genes involucrados en la maduración climatérica de los frutos.

Además se llevo a cabo un análisis de QTLs para los dos grupos de ligamiento mediante mapeo por intervalos compuestos que nos permitió verificar la presencia de un nuevo QTL para maduración de fruto en el GL VI que se denominó ETHQV6.3 (LOD=14.2), que explicaba el 34 % de la varianza fenotípica y en el que la presencia de los alelos de SC induce maduración climatérica de los frutos. También se detectó en la misma región un QTL para firmeza de la carne FFQT6.3 (LOD=2.7) (Figura 4.3).

Los frutos con maduración de tipo climatérica mostraban una menor firmeza de

la carne que aquellos frutos no climatéricos (p<0.0001) en nuestra población. Por el contrario ningún QTL fue detectado para el contenido de sólidos solubles (SSC) en estos intervalos (Figura 4.3) y no se observaron diferencias en el índice Brix entre los frutos climatéricos y los no climatéricos (Figura 4.4).

Figura 4.3.Perfil para valores en distintas posiciones de los A) LOD y B) R^2 para QTLs que afecten al modo de maduración, la

firmeza de la carne y el contenido en azucares de los frutos en los GL III y VI. En la parte inferior del eje de coordenadas se

Figura 4.4.Comparación de medias para la firmeza de la carne y la acumulación de azúcares (SSC) entre frutos climatéricos y no climatéricos. Tanto los datos de firmeza como el contenido de azucares en frutos corresponden a la media de los frutos divididos

entre climatéricos (CL) y no climatéricos (NCL). El asterisco indica diferencias significativas entre los dos tipos de maduración (t- test, p<0.005).

Ya que ambos QTLs tenían un efecto sobre el fenotipo climatérico de los frutos se investigó un modelo de dos QTLs con interacción. Se seleccionaron los marcadores PSI_41-H06 y CMN61_14 (GL VI) y PSI_18-D10 (GLIII) para analizar la interacción entre ambos QTLs. Este modelo fue probado mediante ANOVA de dos vías; siendo la interacción entre ambos significativa (p<0.048) para los marcadores PSI_18-D10 y CMN61_14 (Tabla 4.1).

En la figura 4.5 se puede observar el efecto de los alelos de cada marcador sobre el fenotipo y la interacción entre los distintos alelos de ambos marcadores, codificándose como A homocigótico para los alelos SC, B homicigótico PS y H, heterocigoto. Cuando ambos loci son homocigóticos (AA) se observa la máxima

Fuente GL Suma de cuadrados Varianza F Calc R2

Modelo 8 11.4 1.39 14.04 0.4471

Error 142 14.08 1.10 Prob > F

C. Total 150 25.22 < .0001*

Test

Modelo N GL Suma de cuadrados F Ratio Prob > F

PSI_18-D10 2 2 1.0644102 5.3677 0.0057*

CMN61_14 2 2 7.0985255 35.797 <.0001*

PSI_18-D10*CMN61_14 4 4 0.975369 2.4593 0.0482*

Tabla 4.1. Análisis de la varianza (ANOVA) de dos vías para el efecto de los marcadores PSI_18-D10 (ETHQB3.5) y CMN61_14

proporción de frutos clasificados como climatéricos. Los tres genotipos ETHQV6.3 eran claramente distinguibles cuando ETHQB3.5 era tanto homocigoto para SC como heterocigoto pero no en el caso del homocigoto para PS. El efecto de ETHQB3.5 era evidente exclusivamente cuando ETHQV6.3 era homocigoto para SC o heterocigoto. Todo parece indicar una interacción entre ambos QTLs, indicando además que la presencia de ETHQB3.5 por sí sola no manifiesta siempre el fenotipo climatérico siendo necesaria la presencia de ETHQV6.3 para observarse un fenotipo climatérico claro.

Figura 4.5. Interacción entre los alelos de dos marcadores significativamente ligados a ambos QTLs ETHQB3.5 y ETHQV6.3. A=

homocigógico SC, B= homocigótico PS y H = heterocigótica. En el eje Y se representa la media del tipo de maduración, siendo 1 climatérico y 0 no climatérico. A la derecha del gráfico se muestra una imagen de tres frutos característicos de tres tipos de líneas con distintas combinaciones de homocigosis SC: ETHQB3.5 , únicamente en este locus, única (ETHQB3.5), únicamente en ETHQV6.3 y en ambos (ETHQB3.5 + ETHVQ6.3)

4.2.2. Construcción de un mapa genético de mediana resolución del locus ETHQV6.3