DISECCION DE LA RESPUESTA EMBRIOGENICA DE LAS MICROSPORAS: ANALISIS FISIOLOGICO Y GENOMICO DE LA RECALCITRANCIA A LA INDUCCION DE EMBRIOGENESIS

2018

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Seguí Simarro José María

En general, los altos rendimientos de la horticultura intensiva se basan en el uso de híbridos entre líneas homocigotas (puras). Estas líneas puras se obtienen tradicionalmente por técnicas clásicas de autofecundación y selección, lo cual implica muchos años de trabajo e importantes inversiones económicas. Como alternativa mucho más rápida y económica, se pueden generar también líneas puras mediante la tecnología de los dobles haploides (DHs), derivados de microsporas (haploides) reprogramadas hacia embriogénesis. Así se reduce el proceso a una sola generación, con un enorme ahorro de tiempo y de recursos económicos. Estas ventajas hacen que los DHs tengan un enorme interés para las empresas del sector, que ya los utilizan en aquellos cultivos en que es posible su aplicación. En berenjena y pimiento, solanáceas de enorme importancia e interés estratégico para la agricultura española, esto es posible aunque de forma aún muy limitada. Gracias a nuestros anteriores proyectos, hemos conseguido estar en condiciones de plantear un proyecto ambicioso y de gran aplicabilidad práctica a corto-medio plazo, que pretende profundizar en las bases fisiológicas y genómicas de la inducción y la recalcitrancia, usando estas especies como modelo, junto con colza, pero potencialmente aplicable a otras especies de interés agronómico. Proponemos un proyecto altamente multidisciplinar, basado principalmente en el estudio de una especie en principio recalcitrante (berenjena), en la que recientemente hemos obtenido una colección de líneas DH con distinto grado de respuesta embriogénica, de nula a muy alta, y también líneas de colza que venimos utilizando con éxito como modelo para estudios básicos. Planteamos tres subobjetivos paralelos: Por un lado emplearemos berenjena, colza y puntualmente pimiento para estudiar la dinámica del calcio intracelular y su papel en distintos procesos fisiológicos como la regulación hormonal, la osmoprotección y la autofagia, pues una serie de resultados previos apuntan claramente a que estaría detrás de estos procesos, además de la respuesta a estrés y la inducción de embriogénesis. De confirmarse, dispondríamos de una estrategia sencilla de modular la inducción y por tanto, la recalcitrancia. Por otro lado, proponemos un estudio en profundidad basado en nuestra colección de líneas DHs de berenjena a nivel genómico, con técnicas de genotipado por secuenciación (GBS) y transcriptómico, y la caracterización de perfiles hormonales de distintas líneas con distinta respuesta, todo ello con el fin de encontrar marcadores genéticos y hormonales que podamos asociar a cada uno de los fenotipos observados. Es evidente el interés práctico inmediato que tendría poder disponer de herramientas diagnósticas a nivel genómico y hormonal, que poder utilizar para analizar este proceso en principio en berenjena, y el último término en otras especies. La fortaleza de este proyecto se basa en tres pilares principales: (1) la relevancia del proceso estudiado en el ámbito de la mejora vegetal; (2) la variedad, potencia y resolución de las técnicas propuestas, las más resolutivas en sus respectivos terrenos, que nos darán una visión integral del problema; y (3) el gran potencial de los resultados esperables para generar conocimiento no solo valioso sino útil para nuestro objetivo final: ayudar a incrementar la productividad al permitir abaratar y acelerar notablemente los costes de obtención de líneas puras, todo un reto para este sector en España.