Caracterización molecular y fenotípica de recursos fitogenéticos de pimiento ("Capsicum spp.") y búsqueda de genes asociados a caracteres fenotípicos de interés

Abstract

[Resumen] El pimiento (Capsicum spp.) es uno de los alimentos de origen vegetal más importantes. Con los procesos de domesticación y selección de variedades concretas para el cultivo, la diversidad genética inicial quedó muy reducida y los recursos fitogenéticos se volvieron imprescindibles para preservarla. Esta Tesis Doctoral amplía el conocimiento de tres colecciones de recursos fitogenéticos de pimiento. En primer lugar, se realizó un análisis de la variabilidad y estructura genética con veintiocho marcadores microsatélite que reveló una marcada distinción C. annuum-no C. annuum y agrupaciones menores en base a la especie y origen geográfico y se planteó por primera vez los posibles sesgos y limitaciones en trabajos de este tipo. Además, se determinó el perfil genético de resistencia a enfermedades y pungencia para identificar accesiones candidatas a ser incluidas en programas de mejora. En segundo lugar, el análisis de 48.109 marcadores SNVs desarrollados de novo mediante secuenciación masiva reveló que las relaciones entre accesiones vienen dadas por la especie a la que pertenecen, su origen y caracteres morfológicos. Finalmente se analizaron fenotípicamente los recursos fitogenéticos y se llevó a cabo un análisis de asociación GWAS con los datos moleculares, identificando ocho marcadores SNP asociados a características agronómicas de interés.

[Resumo] O pemento (Capsicum spp.) é un dos alimentos de orixe vexetal máis importantes. Cos procesos de domesticación e a selección de variedades concretas para o seu cultivo, a diversidade xenética inicial ficou moi reducida e os recursos fitoxenéticos volvéronse imprescindibles para preservala. Esta tese de doutoramento amplía o coñecemento de tres coleccións de recursos fitoxenéticos de pemento. En primeiro lugar levouse a cabo unha análise da variabilidade e estrutura xenética con vinte e oito marcadores microsatélite que desvelou unha marcada diferenciación C. annuum-non C. annuum e agrupacións menores segundo a especie e a orixe xeográfica e suxeríronse por primeira vez as posibles limitacións en traballos deste tipo. Ademais determinouse o perfil xenético de resistencia a enfermidades e punxencia co fin de identificar accesións candidatas a ser engadidas en programas de mellora. En segundo lugar, 48.109 marcadores SNVs desenrolados de novo mediante secuenciación masiva amosaron que as relacións entre accesións veñen dadas pola especie á cal pertencen, o seu lugar de orixe e características morfolóxicas. Finalmente analizáronse fenotipicamente os recursos fitoxenéticos e levouse a cabo unha análise de asociación GWAS cos datos moleculares, identificando oito marcadores SNP asociados a características agronómicas de interese.

[Abstract] Pepper (Capsicum spp.) is one of the most important crops in human food. Due to domestication processes and selection of specific varieties for cultivation, genetic diversity was greatly reduced and plant genetic resources became essential to preserve it. This PhD thesis broadens the knowledge about three collections of pepper plant genetic resources. Firstly, genetic variability and structure was analyzed using twentyeight microsatellite markers. A clear distinction C. annuum-non C. annuum was unveiled as well as minor groupings based on species and geographical origin. Possible biases and limitations in work of this type were discussed for the first time. Furthermore, the genetic profile of disease resistance and pungency was determined in order to identify the best candidate accessions for inclusion in breeding programs. Secondly, 48,109 SNV markers were de novo developed using high-throughput sequencing. SNV analysis revealed that relationships between pepper accessions are given by the species to which they belong, their place of origin and morphological features. Finally, plants were examined phenotypically and a genome-wide association study (GWAS) was carried out. Eight SNP markers were found to be associated with agronomic traits of interest.