Estudio molecular de la respuesta adaptativa de coníferas del género pinus: desarrollo y aplicación de herramientas básicas

Los modelos de cambio climatico predicen que durante las proximas decadas se producira un aumento de las temperaturas y una disminucion de las precipitaciones estivales en la region mediterranea. La capacidad adaptativa de las especies de coniferas determinara su supervivencia ante los posibles escenarios. El objetivo de esta tesis doctoral es profundizar en el conocimiento de la capacidad adaptativa de las coniferas mediterraneas analizando, y en base a los resultados desarrollando y aplicando herramientas moleculares para el estudio de dos de sus componentes: el estudio de la variabilidad epigenetica asociada a la metilacion de citosinas del ADN, y el estudio de la variabilidad genetica asociada a regiones codificantes, mediante la caracterizacion del transcriptoma asociado con diferentes organos y tratamientos, y el desarrollo de una herramienta de genotipado masivo en base a esta informacion. Se seleccionaron dos especies representativas de las coniferas mediterraneas cuyas caracteristicas biologicas permitian enfocar los objetivos planteados. Pinus pinea L., caracterizada por una muy baja diversidad genetica, se uso como modelo de estudio de la variabilidad epigenetica a nivel de metilacion de citosinas del ADN. Para poder llevar a cabo este estudio, se optimizo la tecnica MSAP para el analisis de la metilacion de citosinas en coniferas. La tecnica optimizada permitio analizar el grado de metilacion de citosinas y su variabilidad en una serie de individuos de P. pinea procedentes de distintas poblaciones de Espana geografica y climatologicamente contrastadas. Los resultados obtenidos muestran la existencia de niveles elevados de metilacion de citosinas y variabilidad en P. pinea en contraste con su casi nula variabilidad genetica. Dicha variabilidad de metilacion de citosinas permitio discriminar tanto individuos como poblaciones. Ademas, la identificacion de marcadores MSAP estables abre la posibilidad de aplicarlos en los programas de mejora y conservacion de la especie para la identificacion de los individuos. Pinus pinaster Ait., una especie con una alta variabilidad genetica, fue elegida para el analisis de la expresion genica basado en la caracterizacion del transcriptoma y la identificacion de marcadores moleculares SNPs asociados a las secuencias codificantes. Una seleccion de individuos de P. pinaster, pertenecientes a una progenie de referencia para el estudio de la respuesta adaptativa en esta especie, sometidos a tratamientos de estres hidrico y a tratamientos con hormonas del desarrollo, permitieron el desarrollo de un transcriptoma con una amplia representacion de los genes de la especie. Se obtuvieron mas de 11.000 transcritos funcionalmente anotados entre los que destacaba un conjunto de genes asociados con la respuesta a estres. Ademas, el analisis de la variabilidad genetica de las secuencias permitio la identificacion de mas de 34.000 variantes (polimorfismos) incluyendo SNPs y SSRs. La obtencion de una seleccion de SNPs de alta calidad permitio el diseno de un panel de genotipado y su posterior validacion en estudios de segregacion en progenies con distintos fondos geneticos. Este panel permitira llevar a cabo la identificacion de genotipos de P. pinaster, esencial en programas de mejora, asi como desarrollar mapas geneticos al estudiar su segregacion en distintas poblaciones de mapeo.