Estudio agromorfológico y caracterización de las gluteninas de alto peso molecular de los ecotipos autóctonos gallegos de triticum aestivum l

Resumen

Entre los años 2002 y 2014, se realizaron sucesivas expediciones a las cuatro provincias gallegas, orientadas a la recolección de ecotipos de trigo y centeno autóctonos, para preservar la posible desaparición de combinaciones genéticas interesantes. Como consecuencia de esta recolección, hoy en día el Banco de Germoplasma de Cereales de Invierno del CIAM posee 199 accesiones de Triticum aestivum L., y 100 accesiones de Secale cereale L. Se realizó una caracterización de las gluteninas de alto peso molecular, como factores principales de la calidad panadera, de 199 accesiones de trigo gallego. Se realizó un análisis de varianza y de regresión simple, para determinar el efecto de las variaciones alélicas de los distintos loci (Glu-A1, Glu-B1, Glu-D1) en los descriptores de calidad del grano (PHL, PROT, SDSS, PMS). La identificación mediante técnicas electroforéticas fue complementada por el método PCR, permitiendo discriminar entre varias subunidades de gluteninas del locus Glu-A1 en algunos ecotipos. Además, se analizó la variación genética entre y dentro de las poblaciones, empleando las frecuencias alélicas obtenidas para los loci Glu-A1, Glu-B1 y Glu-D1, en los 199 ecotipos de trigos autóctonos gallegos. Se realizó una estimación de la estructura genética mediante diversos parámetros (FST, FIT y FIS; Ht, Hs, DST y GST), y un análisis de varianza molecular (AMOVA) para determinar la distribución de la varianza dentro y entre ecotipos usando los datos alélicos. Finalmente, se construyó un dendrograma de agrupación a partir de las distancias genéticas calculadas entre ecotipos, que permitió crear 17 grupos de ecotipos más homogéneos. En las campañas agrícolas 2011/2012, 2012/2013 y 2013/2014, se realizaron ensayos de campo en Mabegondo, para la caracterización agromorfológica, botánica y de calidad de grano de 110 ecotipos de trigos del Banco de Cereales de Invierno. Para este trabajo se utilizaron 17 descriptores agromorfológicos cualitativos, ocho descriptores agromorfológicos cuantitativos, y cuatro descriptores de calidad del grano. Con los datos obtenidos, se caracterizaron las accesiones mediante análisis ANOVA y análisis de correlación, para los descriptores cuantitativos, y análisis Kruskal-Wallis para los descriptores cualitativos. Para poder ejecutar un análisis multivariante con descriptores cuantitativos y cualitativos, se calculó una matriz de similaridad entre ecotipos, a partir de la cual se construyó el dendrograma de agrupación. Del análisis clúster, se determinó la existencia de un patrón de agrupación de los ecotipos en 18 grupos. Para estimar los componentes de variabilidad genética para la diferenciación en grupos, se realizó un análisis de varianza molecular (AMOVA) y un ANOVA unifactorial, así como una comparación múltiple entre grupos. Finalmente, para el estudio de la distribución espacial se realizó un test de Mantel, en el que se compararon las matrices de distancias genéticas (matriz de distancias genéticas de Nei entre ecotipos y matriz de similitud entre ecotipos obtenida con el índice de Gower) y la matriz de distancia geográfica. Por otro lado, también se realizó un test parcial de Mantel, entre las matrices de distancias genéticas (matriz de distancias de Nei y matriz de similitud de Gower). Se detectaron 24 alelos diferentes en los loci Glu-A1, Glu-B1 y Glu-D1, en la colección de 199 accesiones de trigo blando, evidenciando un gran polimorfismo. Se observaron 47 perfiles o patrones de gluteninas HMW, a partir de la combinación de los 24 alelos. El estudio de la diversidad genética ha evidenciado el gran riesgo de erosión genética que presenta esta colección de trigos, debido a la alta frecuencia de unos pocos alelos, junto con una frecuencia muy baja de muchos alelos. La presencia de alelos de buena calidad panadera (Glu-A1y y Glu-B1f) con alta frecuencia en la colección gallega, pero poco presentes en colecciones españolas y foráneas, evidencia la posibilidad de su uso futuro en programas de mejora del trigo La detección en la colección gallega de subunidades de gluteninas HMW, en bajas frecuencias, que no se han observado en ningún estudio realizado con colecciones españolas y portuguesas de trigos harineros, y la ausencia en la colección gallega de otras HMW-GS comunes en la península ibérica y en Portugal, indican la existencia de un pool genético relativamente separado del resto de la península ibérica, pero con una gran cercanía a una población portuguesa denominada Barbela (originaria de la zona norte de Portugal). La existencia de una estructuración entre las poblaciones de trigos gallegos ha permitido realizar una agrupación de los ecotipos, que supone un paso previo a la creación de una colección núcleo de las accesiones. El material analizado se considera interesante dada su adaptación al medio gallego, tanto para la preservación de la diversidad autóctona existente, el registro de variedades de conservación en el Registro de Variedades Comerciales, como para el uso de dichas accesiones en futuros programas de mejora genética para la creación de cultivares adaptados a las localidades de origen y que preserven su calidad panadera.