Por primera vez, se utilizó en lechuga la tecnología de enriquecimiento con cebador único (SPET), un novedoso método de genotipado de alto rendimiento, para estudiar la diversidad genética de una colección de 160 muestras de Lactuca originarias de 10 países de Europa, América y Asia. para identificar regiones genómicas que sustentan importantes rasgos agronómicos.
por la Alianza de Bioversity International y el Centro Internacional de Agricultura Tropical
En los últimos años, las tecnologías para investigar la diversidad genómica de los cultivos han logrado avances extraordinarios y metodologías novedosas como la tecnología de enriquecimiento con cebador único (SPET) ofrecen oportunidades prometedoras y rentables. Hasta ahora, el SPET se ha utilizado en varios cultivos, como maíz, álamo, palma aceitera, tomate, berenjena y melocotón, demostrando su poder para genotipar colecciones de germoplasma y cruzar poblaciones.
SPET fue utilizado por primera vez en lechuga (Lactuca sativa L.) por un consorcio de investigadores europeos en el contexto de la Red Europea de Evaluación (EVA) del Programa Cooperativo Europeo de Recursos Fitogenéticos (ECPGR), con el objetivo de estudiar su diversidad genética e identificar regiones genómicas que sustentan importantes rasgos agronómicos.
La lechuga es un cultivo de importancia comercial, muy apreciado por los consumidores por su contenido de fibra y bajas calorías. También es una buena fuente de vitamina C, hierro, folato y diferentes nutrientes beneficiosos para la salud.
«Dada la falta de opciones rentables para el genotipado en lechuga, la Red EVA decidió diseñar un panel SPET para este cultivo, junto con IGATech, y lo aplicó a una colección de 155 accesiones de Lactuca sativa y 5 de la silvestre estrechamente relacionada especie Lactuca serriola», dijo Pasquale Tripodi, autor principal del estudio e investigador principal de CREA, Italia.
La iniciativa EVA fue establecida en 2019 por ECPGR para mejorar el conocimiento de la diversidad genética de los cultivos y explotarla para generar cultivos más resilientes que puedan abordar los principales problemas que enfrenta la agricultura.
«La red EVA Lettuce es una de las cinco asociaciones público-privadas dedicadas actualmente a cultivos específicos, que reúne a empresas de mejoramiento, bancos de germoplasma e institutos de investigación para generar conjuntamente datos de evaluación fenotípica y genotípica de numerosas muestras y variedades locales disponibles en los bancos de germoplasma europeos», explicó Sandra Goritschnig, coordinador de la iniciativa EVA y coautor del estudio.
Los materiales vegetales del estudio se seleccionaron en el marco de la EVA Lettuce Network y procedían de las colecciones de germoplasma de cuatro bancos de germoplasma europeos: el Instituto de Recursos Fitogenéticos «K.Malkov» (Bulgaria), el Centro de Recursos Genéticos de los Países Bajos. , la Unité de Génétique et Amélioration des Fruits et Légumes, Plant Biology and Breeding, INRAe (Francia) y el Centro Nórdico de Recursos Genéticos (NordGen) (Suecia).
Los genotipos estudiados abarcaron cultivares, materiales de mejoramiento y variedades locales originarias de diez países diferentes de Europa, América y Asia, incluyeron diferentes tipos hortícolas, como Butterhead, Iceberg, Romaine, Batavia, Crisp, y se fenotiparon en ensayos de campo en múltiples ubicaciones en tres países.
¿Por qué SPET?
En comparación con otros métodos de genotipado, SPET combina las ventajas de los arreglos y la secuenciación de alto rendimiento, y tiene una alta capacidad para detectar nuevos polimorfismos de un solo nucleótido (SNP), que son variaciones en la secuencia genética que determinan la diversidad entre los individuos de una especie.
«Tener una gran cantidad de SNP aumenta nuestra capacidad para comprender la diversidad genética de una colección e investigar la función que desempeñan algunas regiones genómicas. En nuestro caso, diseñamos un ensayo SPET para 40.000 SNP y logramos cubrir hasta el 96% de los genes. – ricas, en comparación con estudios anteriores en lechuga que utilizaron diferentes técnicas de genotipado, que cubrieron sólo hasta el 27,6%. Esto demuestra cuán efectivo es el SPET», dijo Tripodi.
Además, el uso de un panel de sondas fijas garantiza la reproducibilidad del ensayo en diferentes laboratorios, a diferencia de otros métodos de secuenciación. También fomenta el establecimiento de comunidades científicas más grandes que puedan aprovechar los marcadores interoperables.
El análisis generó más de 80.000 SNP de alta calidad que permitieron a los investigadores agrupar las muestras por tipo y origen geográfico, e identificar asociaciones genéticas para el color de las semillas, el color de las hojas, el contenido de antocianinas de las hojas y el tiempo de floración.
«Estamos muy entusiasmados con esta nueva aplicación de SPET en lechuga, que confirmó hallazgos anteriores, refinó nuestro conocimiento de la posición genómica de algunos rasgos agronómicos y demostró el poder de SPET para investigar la diversidad genética de colecciones de germoplasma, permitiendo así una mejor caracterización . de colecciones de lechuga. El panel SPET será una herramienta rentable tanto para los criadores como para los investigadores en lechuga», concluyó Goritschnig.
Los hallazgos se publican en la revista Frontiers in Plant Science .
Más información: Pasquale Tripodi et al, Desarrollo y aplicación del ensayo SNP de tecnología de enriquecimiento de cebador único (SPET) para el análisis genómico de poblaciones y el descubrimiento de genes candidatos en lechuga, Frontiers in Plant Science (2023). DOI: 10.3389/fpls.2023.1252777
