Caracterización fenotípica de segregantes identificados con marcadores de microsatélites

(con énfasis en apirenia y respuesta a ácido giberélico en crecimiento de bayas de uva)

• Introducción
• Materiales y métodos
• Resultados y discusión
• Conclusiones
• Reconocimientos
• Literatura citada

ABSTRACT: In this article the characterization of a number of table grape (Vitis vinifera L.) crossings is reported on the development of seedlessness, berry size, and response to giberelic acid (GA3) treatment on berry growth. To do so, segregants of known identity have been used and their affiliation has been verified based on a group of five microsatellite markers selected because of their high heterozygocity evaluated on the progenitors. These markers detected between 18 and 21% of plants coming from mother self-pollination events, as well as 3% of genotypes non-related to either progenitor. The crosses studied were Ruby Seedless x Sultanina, Ruby Seedless x Perlette and their corresponding reciprocals (76 and 56 seedlings in production, respectively), as well as Black Seedless x Flame Seedless (23 seedlings in production). Forty percent of seeded descendants were identified among the different crosses, a value similar to that reported in other breeding programs that have used seedless progenitors. For all of the constitutively expressed traits evaluated (seed weight and rudiment total weight and berry size) continuous segregation and positive transgression with respect to the progenitors were detected, particularly in seed size. The size of seeds or rudiments and berries exhibited an appropriate reproducibility between seasons, contrasting with the response to GA3, which was unstable during the three evaluation seasons. In spite of that, seedlings were found that regularly had a very interesting combination, which is having negligible presence of seed rudiments and large berry size (15 to 19 mm).

Key words: Vitis vinifera L., genetic improvement of table grapes, affiliation, microsatellites, seedlessness, giberelic acid, berry size.

RESUMEN: En este artículo se reporta la caracterización de algunos cruzamientos de uva de mesa (Vitis vinifera L.) para los caracteres desarrollo de semilla, tamaño de bayas y respuesta al tratamiento con ácido giberélico (GA3) para crecimiento de baya. Para ello, se han usado segregantes de identidad conocida por cuanto se ha verificado su filiación en base a un conjunto de cinco marcadores de microsatélites heterocigotos en los progenitores, con los que se detectó entre 18 y 21% de autofertilización del cultivar madre, además de cerca de 3% de plantas que no coinciden genéticamente con ninguno de los progenitores. Los cruzamientos estudiados fueron Ruby Seedless x Sultanina, Ruby Seedless x Perlette y sus respectivos recíprocos (76 y 56 segregantes en producción, respectivamente), además de Black Seedless x Flame Seedless (23 segregantes en producción). Se detectó un 40% de segregantes semillados, lo que coincide entre los diferentes cruzamientos y con lo reportado para otros cruzamientos que han usado progenitores apirenos. En todos los caracteres de expresión constitutiva (peso total de semillas y rudimentos seminales, y tamaño de bayas) se detectó segregación continua y transgresión positiva respecto de los progenitores, particularmente en el tamaño de las semillas. El tamaño de semillas o rudimentos y de bayas tuvo una adecuada reproducibilidad entre diferentes temporadas, lo que contrastó con la respuesta a GA3, que mostró inestabilidad en el curso de las tres temporadas de evaluación. A pesar de ello, se encontraron segregantes que mostraron establemente una combinación muy interesante, la cual es presentar escasos rudimentos seminales y bayas de calibre grande (15-19 mm).

Palabras clave: Vitis vinifera L., mejoramiento genético de uva de mesa, filiación, microsatélites, apirenia, ácido giberélico, tamaño de bayas.

INTRODUCCIÓN

Los cultivares de uva de mesa (Vitis vinifera L.) preferidos por los consumidores son aquellos cuyas bayas carecen de semilla palatable (apirenos), estimándose que 80% de la producción mundial es de este tipo. Por esta razón, la apirenia es uno de los caracteres más buscados en los programas de mejoramiento genético de uva de mesa. Otro carácter de interés agronómico es la respuesta a la aplicación de ácido giberélico (GA3) en el aumento de calibre de las bayas. En Chile, este regulador de crecimiento es ampliamente usado, principalmente en el cv. Sultanina (Thompson Seedless), que requiere tres aplicaciones para alcanzar calibres comerciales. El estudio de los caracteres mencionados resulta de gran interés en el programa de mejoramiento genético que se viene desarrollando desde fines de la década de 1980 en la Estación Experimental La Platina, del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA). Idealmente se desea obtener líneas que combinen bayas sin semilla, de calibre grande, que no requieran la aplicación exógena de GA3.

Respecto de la apirenia o estenoespermocarpia en vides, se han elaborado diversas hipótesis acerca del tipo de herencia y del número de genes que controlan este carácter (Bouquet y Danglot, 1996). Constantinescu et al. (1972) y Dudnik y Moliver (1976), citados por Bouquet y Danglot (1996), propusieron que la herencia de la apirenia se debe a un gen recesivo. Por su parte, Bozhinova-Boneva (1978) y Spiegel-Roy et al. (1990) postularon la existencia de dos genes recesivos, mientras que Weinberger y Harmon (1964) lo mismo que Loomis y Weinberger (1979) y Pospisilova y Palenik (1988) sugirieron la existencia de varios genes recesivos. Sin embargo, estas teorías que atribuyen la herencia de la apirenia a genes recesivos no son capaces de explicar que en la progenie resultante de cruzar dos cultivares sin semilla se produzcan individuos que producen bayas con semilla.

Por otra parte, Sandhu et al. (1984) y Golodriga et al. (1986) atribuyeron este carácter a factores cuantitativos. Según Bouquet y Danglot (1996), esto tampoco sería posible, puesto que se han encontrado bayas con semillas en plantas de cultivares apirenos y viceversa. Esto sugiere la existencia de mutaciones del carácter, mientras que la dependencia de factores cuantitativos significaría que cada gen adicional aumentaría o disminuiría el peso de los rudimentos seminales de forma gradual.

Otros autores han atribuido este carácter a genes dominantes. Stout (1936) y Khachatryan y Martirosyan (1971) propusieron que habría un gen dominante que determina el carácter. Más recientemente, Ledbetter y Burgos (1994) sugirieron que habría tres genes dominantes, mientras que Sato et al. (1994) propusieron la existencia de cinco genes dominantes. Estas teorías estarían también obsoletas, pues la presencia de uno o más de estos genes dominantes no permitiría explicar que en las progenies producidas por cruzamientos entre un cultivar con semillas y otro apireno se encuentra un cierto porcentaje de individuos sin semilla.