Desarrollo de marcadores funcionales ligados a la resistencia genética contra la roya del café

La presente investigación se orientó al desarrollo de marcadores moleculares funcionales TRAP (por Target Region Amplification Polymorphism) en Coffea arabica L. El trabajo implicó la caracterización fenotípica, la búsqueda de polimorfismo y el posterior mapeo de la resistencia contra la roya anaranjada (Hemileia vastatrix) sobre una población de 80 plantas F2 del cruzamiento entre un genotipo susceptible (var. Caturra) y uno resistente (DI.200). La evaluación fenotípica se llevó a cabo en campo en condiciones de epidemia natural y a partir de inoculaciones sobre hojas desprendidas. Para el desarrollo de los marcadores se tomó como base la información de secuencias expresadas (ESTs) relacionadas con genes de resistencia tipo NBS y PR disponible en la base de datos de Cenicafé, evaluándose 170 combinaciones de primers. Los marcadores identificados fueron posteriormente validados en diferentes fondos genéticos representados por líneas mejoradas con resistencia componentes de la variedad Castillo®, así como por otras variedades comerciales de origen similar (CR95, IHCAFE90, IAPAR59, RUIRU11) y en una progenie F3 desarrollada a partir de plantas F2 de la población de estudio. Como resultado se identificó una región genómica ligada a la resistencia a la roya, delimitada por 16 marcadores, 6 de los cuales fueron TRAP. La validación de tales marcadores mostró consistencia tanto con el origen genético de los genotipos, como con la resistencia observada en el campo. La elevada frecuencia de los marcadores candidatos en los componentes de la variedad Castillo® sugiere un rol importante de esta región sobre la resistencia genética que aun poseen estos materiales en el campo. Se avanzo en el mapeo fino de la región de resistencia, ampliando la población de estudio a 160 plantas F2 y con información del mapa genético y físico de la especie diploide C. canephora. Como resultado se identificaron nuevos marcadores que permitieron definir una región QTL de 2,5 cM delimitada por cuatro marcadores candidatos que en conjunto explican entre el 52 y el 73% de la variación fenotípica. Su evaluación sobre plantas diferenciales permitió asociar la región identificada con un nuevo gen de resistencia el cual se denominó SH10, siguiendo la nomenclatura actual. En conjunto, los resultados presentados muestran el potencial de los marcadores TRAP en la identificación rápida de regiones implicadas con la resistencia a la roya, con miras al desarrollo de líneas mejoradas que ofrezcan una resistencia más durable contra esta enfermedad.\\Abstract. This research was focused on the development of functional molecular markers TRAP (Target Region Amplification Polymorphism) in Coffeea arabica L. The work involved the phenotypic characterization and subsequent genetic mapping of one genomic region associated to the resistance to leaf rust (Hemileia vastatrix), A population of 80 F2 plants from a cross between a susceptible genotype (var. Caturra) and the resistant line (DI200) was analyzed. The phenotypic evaluation was carried out both in the field (under natural epidemic conditions) and laboratory (where detached leaves were hand inoculated). Molecular markers were development on the basis of sequence information derived from the EST dB available at Cenicafé. Around 170 primers combinations were evaluated. Polymorphic markers were validated on different genetic backgrounds involving elite lines from the cultivated variety Castillo ®, commercial varieties of similar origin (CR95, IHCAFE90, IAPAR59, RUIRU11) as well as F3 progenies. As a result we identified a genomic region tightly linked to the rust resistance, defined by 16 markers, 6 of which were TRAP. Marker of these markers showed consistency with both the genetic origin of the genotypes and their field resistance. The high frequency (45%) of candidate markers among the elite components of theCastillo® variety suggest that this region play a very important role on the genetic resistance. A fine mapping of the resistance region, was also undertaken. To do that, a large population involving 160 F2 plants was investigated. Using genetic information and sequence data from the physical map of the diploid C. canephora specie, a number of new markers were generated around the candidate region. As a result a QTL bounded by 4 SSR along 2,5 cM and explaining between 52 and 73% of the phenotypic variance was identified. Molecular evaluation using differential genotypes for previously identified rust races allowed us to associate the QTL to a new putative resistance gene which was designed as SH10, according with current nomenclature. Overall, these results show not only the potential of TRAP markers for rapid identification of regions involved on rust resistance but the huge possibilities that molecular tools have on future developing of coffee genotypes with durable resistance against this disease.Doctorad