Evaluación del rasgo textura en tubérculos de Solanum tuberosum grupo Phureja y búsqueda de genes candidatos asociados al rasgo

Abstract

Solanum tuberosum, es una especie de la familia de las solanáceas. En Colombia, es un alimento básico tanto como consumo en fresco o procesado. Sin embargo, el rasgo de textura no se ha estudiado en profundidad en los tubérculos de papa colombianos. Por tal razón en esta investigación se realizó la fenotipificación precisa de este carácter complejo y se realizó un análisis de asociación genética con marcadores moleculares tipo SNPs, con el fin de acercarse a la comprensión genética del rasgo, con miras de desarrollar conocimiento básico de los recursos genéticos y desarrollar herramientas moleculares que apoyen los programas de mejoramiento genético en papa. En esta investigación se emplearon 93 clones (CCC) derivados de la Colección Central Colombiana de Phureja; que hoy se constituyen la colección de trabajo de la Universidad Nacional de Colombia, además se evaluaron fenotípicamente 12 clones avanzados (CA) del programa de mejoramiento de la Universidad Nacional de Colombia y cultivares comerciales diploides. Se cosecharon tubérculos frescos y se estandarizó un método de cocción. La fenotipificación se realizó de tres formas diferentes. En primer lugar, se calculó el contenido de almidón total (%) en los tubérculos con una metodología enzimática y se encontró que en los genotipos CCC los porcentajes varían de 6,11- 17,93% sin diferencias significativas entre ellos. En segundo lugar se realizó un ensayo de perfil de textura (TPA) con texturómetro y el software TA-XTPlus analizador de textura ®, y se encontró que los genotipos CCC y los clones CA se agruparon en tres grupos diferentes. La tercera evaluación se hizo utilizando un perfil de textura sensorial en el cual ocho panelistas entrenados calificaron los tubérculos cocidos y se encontró que la colección tiene una alta variación en los parámetros de dureza, masticabilidad y fracturabilidad, pero para adhesividad no se encontró diferencia estadística significativa. Finalmente, se utilizó la información fenotípica y la información de 600 marcadores SNPs identificados en un trabajo anterior realizado por el grupo de investigación. Se realizó un análisis de asociacón genética con un modelo nulo y un umbral fijo de tres utilizando el software Genstat ® v.16th. Se encontraron cinco genes asociados para las características de TPA y perfil sensorial. Las variantes alélicas identificadas se encontraron en genes importantes para la fotosíntesis. Esta es la primera aproximación que se realiza en el país para encontrar genes asociados a este rasgo agronómico complejo y que se estudia el rasgo de forma integral, midiendo el contenido de almidón, evaluando el rasgo textura a nivel instrumental y sensorial, por tanto este estudio preliminar constituye en un aporte importante para los programas de mejoramiento y para futuras investigaciones. (Texto tomado de la fuente).

Solanum tuberosum, is a specie of the Solanaceae family. In Colombia is staple food in fresh consumption or process. However the texture quality is a trait that there is not studied in complex. For that reason in this research we used and an accurate phenotyping for this complex trait and association whit SNPs markers, as an a feasible alternative to optimize breeding programs supporting the classical breeding. In this research we used 93 clones (CCC) of the Colombian Core Collection of Phureja and 12 clones of the breeding program of University. We harvested fresh tubers and standardized a cooking method. Phenotyping was performed in two different ways, first we calculated the content of total starch (%) in tubers using an enzymatic methodology and we found in the CCC clones percentages ranging from11- 17,93% whit out statistical difference between the clones. Second we performed a texture assay profile (TPA) using a texturometer and TA-XTPlus texture analyzer® software and we found that the CCC and CA clones formed three different clusters. Third we performed a sensorial profile texture, whit eight trained panelist who qualified the texture of cooking tubers, we found a high variation in the parameters of fracturability, chewiness and hardness, but not significant differences in adhesivness. Finally we used the phenotypic information and 600 SNPs markers identified on a previous investigation group´s research. We performed ANOVA analysis (α =0,05) for each clone, each marker and each parameter, also an association analysis whit a null model and fixed threshold of three, using Genstat® software. We found 12 markers with a statistical P-Value for the ANOVAs and five associated genes with texture, all of those markers were found in genes that are important in photosynthetic pathways. This was a first approach to find genes associated to a complex agronomic trait as texture that also will help breeding programs in the future researches.