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Estudios previos para la selección asistida por
marcadores de la respuesta al fotoperiodo en sorgo
Olmos,
1
S.E .;
Deninotti
2
J. ;
Geremia
2
N. ;
Vallejos,
2
F.
1) INTA Pergamino, R.32 km 4.5, CP 2700, Pergamino, Bs As, olmos.sofia@inta.gob.ar; 2) Carrera Ing. Agronómica, UNNOBA, Pergamino, Bs As.
Este trabajo explora la transferencia de la selección asistida
por marcadores (SAM) para genes de madurez en sorgo al
sector privado dedicado al mejoramiento de sorgo en
Argentina. En USA, se aplica SAM para lograr híbridos
fotosensitivos a partir del cruzamiento de líneas parentales
fotoinsensitivas, lo que facilita la producción y cosecha de
semillas híbridas (Fig. 1). Los efectos aditivos mayores se
deben a los alelos Ma1_ y Ma6_ mientras que la existencia
conjunta del alelo recesivo ma5ma5 revierte la
fotosensibilidad y acorta el ciclo.
Materiales & Métodos:
Se consultó la bibliografía y la base de dato Gramene a fin de
localizar la ubicación física de los genes Ma1 (SbPRR37) y Ma6
(SbGhd7). Mediante BioMart de Gramene se ubicaron las variantes
funcionales que convendría caracterizar para la selección asistida.
En la campaña 2014/2015 en INTA EEA Pergamino, se realizó un
ensayo bajo riego en BCA con dos rep. en dos fechas de siembra
(fecha 1:20/11/14; fecha 2:17/12/14). Se probaron genotipos con
variación en su ciclo: BMeRre, NK Facón y NK Talero (forrajeros);
TOB Padrillo (silero); TOB Chané, TOB 30 T y TOB 60 T (graníferos).
El momento de floración y el tiempo a cada hoja se expresó en base
a sumas térmicas diarias acumuladas (°Cd) con una temperatura
base de 8°C.
m1m1M5M5m6m6
M1 M1m5m5M6M6
días a floración: 75
días a floración: 75
Línea R
parental masculino, sorgo forrajero
fotoinsensitivo POLINIZADOR)
HIBRIDO M1m1M5m5M6m6
días a floración: no florecerá hasta que el
fotoperiodo baje de 12 h (e.g. 21 de abril en
Pergamino)
Fig. 1: Protocolo para la producción comercial de
híbridos fotosensitivos (Rooney & Aydin, 1999).
Ma1
Ma6
Fig. 2: Variantes en los genes
(http://ensembl.gramene.org).
34
Ma1
Ma6
y
Fecha de siembra 2 (17/12/14)
Fecha de siembra 1 (20/11/14)
34
16
16
32
32
30
30
15
15
28
28
26
26
14
24
22
13
20
BMerre
Chané
18
12
16
Facón
Padrillo
14
11
12
T30T
T60T
10
10
8
Talero
Fotoperiodo (h)
Nº hojas expandidas acumuladas
1) Ma1 (Sb06g014570) se localizó en el chr 6: 40,280,414-40,290,602 (Fig.
2). Se identificaron tres alelos recesivos: Sbprr37-1 (G/-), Sbprr37-2 [G/T
(K162N)] y Sbprr37-3 [C/T + G/T (K162N)]. Ma6 (Sb06g000570) se ubicó
también en el chr 6: 670,721-673,363, próximo distal al anterior; se
identificó un INDEL (GTCGA/-----) y un Stop responsables de los alelos
recesivos: ghd7-1 y ghd7-2. Ante limitantes económicas, convendría relevar
estos cuando se genotipe el panel de líneas del programa de mejoramiento.
2) Se observó gran variación fenotípica entre genotipos y fechas de
siembras (Fig. 3). En fecha 1, con fotoperíodos más largos, se logró un
incremento de una hoja y 153°Cd a floración. En ambas fechas, la floración
de BMeRre y NK Facón se indujo posterior a la ocurrencia de un umbral
fotoperiódico de 12 h. Por otro lado, NK Talero tuvo similar comportamiento
que los genotipos graníferos, exhibiendo sumas térmicas a floración de 925
a 1098°Cd. Por último, el genotipo silero resultó intermedio entre el grupo
BMeRre/NK Facón y el resto
parental masculino
línea A
(sorgo granífero fotoinsensitivo
COSECHA DE SEMILLAS
COMERCIALES)
Nº hojas expandidas acumuladas
Los objetivos fueron 1) caracterizar alelos activos y nulos de
los genes Ma1 y Ma6 para diseñar marcadores, 2) estudiar la
variación fenotípica de madurez en híbridos, 3) predecir, en
base al comportamiento de líneas e híbridos derivados, el
modelo de genes presente y validar en estos los marcadores
diseñados.
parental femenino
14
24
22
13
20
BMerre
Chané
18
12
16
Facón
Padrillo
14
11
12
T30T
T60T
10
10
8
Talero
Fotoperiodo (h)
6
6
9
4
antesis
9
4
2
2
0
8
Tiempo termal acumulado desde la siembra (ºC)
0
8
Tiempo termal acumulado desde la siembra (ºC)
Fig. 3: Variación del número de hojas y floración según
genotipos y fechas de siembra.
3) Debido a la fotoinsensitividad conocida de las líneas
parentales de BMeRre/NK Facón y la respuesta cualitativa de
ambos, asociado al porte de planta de líneas e híbridos, se
presupone en ambos un mecanismo de acción de genes de
madurez similar a M1m1M5m5M6m6. Sus parentales constituyen
así un material óptimo para la validación de marcadores
moleculares.
Bibliografía:
Murphy, R.L. et al. Coincident light and clock regulation of pseudoresponse
regulator protein 37 (PRR37) controls photoperiodic flowering in
sorghum(2011) Proceedings of the National Academy of Sciences of the
United States of America, 108 (39), pp. 16469-16474.
Murphy, R.L. et al. Ghd7 (Ma6) represses sorghum flowering in long days:
Ghd7 alleles enhance biomass accumulation and grain production (2014)
Plant Genome, 7 (2).