Estudio genético y molecular de la respuesta a la vernalización en zanahoria (Daucus carota L.)

Abstract

La zanahoria es una planta bienal de estación fría que requiere de un período de vernalización para florecer. Sin embargo, algunos cultivares adaptados a zonas más cálidas requieren de menor vernalización y son clasificados como anuales o de floración temprana. El objetivo de esta tesis fue determinar la base genética e identificar los genes y/o regiones cromosómicas involucradas en los requerimientos de vernalización en la zanahoria. Para ello fueron evaluadas a campo familias segregantes F1, F2, F3, RC1 y RC2 obtenidas a partir de un cruzamiento entre una planta anual y una bienal. En base a los patrones de segregación observados se concluyó que la anualidad, o bajos requerimientos de vernalización, estaría determinada por un gen simple dominante. Al evaluar introducciones de zanahoria anuales y bienales de diversos orígenes geográficos y sus cruzamientos, se volvió a observar la total dominancia de la anualidad y se encontró variabilidad en el ciclo entre materiales anuales y entre materiales bienales. Utilizando un método molecular que se basa en similitud completa (BLAST), no se encontró en el genoma de la zanahoria secuencias homólogas al gen FLC, el cual juega un rol central en la respuesta a la vernalización en Arabidopsis y otras especies como las Brassicas. Mediante la técnica de mapeo se encontró una región cromosómica ligada a la respuesta a la vernalización en zanahoria. La misma se localizó en un grupo de ligamiento con 78 marcadores moleculares a una distancia de 0,69 cM y de 0,79 cM de los marcadores más cercanos. Este mapa servirá como base para el desarrollo de marcadores moleculares ligados al carácter y en un futuro para el mapeo físico y secuenciación de la región de interés utilizando una librería génica de BACs de zanahoria.

Carrot (Daucus carota L.) is a cool-season vegetable normally classified as a biennial species, requiring vernalization to induce flowering. Nevertheless, some cultivars adapted to warmer climates require less vernalization and can be classified as early-flowering or annual. The main objective was determine the genetic of the trait and find genomic regions involved in carrot vernalization requeriments. We evaluated F1, F2, F3, BC1 and BC2 progenies of an intercross between an annual carrot and a biennial carrot. Observed segregation ratios confirmed that annual habit is dominant over biennial and is a monogenic character. When annual and biennial accessions of different geographic sites, and crosses between them, were evaluated, complete dominance of annual habit and also variability between annual and between biennial accesions was observed. Working with BLAST, a molecular method that relies on overall similarity, we could not identify FLC homologs in carrot genome, a gene that plays a central role in species like Arabidopsis and Brassicas vernalization response. With the construction of a linkage map a genomic region linked to vernalization response in carrot was identified. That region was mapped in a linkage group with 78 molecular markers and flanking markers were at 0.69 and 0.79 cM. This map could be used to develop molecular markers linked to the trait and also in the future to start physical mapping and secuencing using a carrot BAC library.