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la colección de trigo duro del CRF-INIA (Cap. 4)

Se ha llevado a cabo la caracterización de las proteínas del endospermo con influencia en la calidad (gliadinas de los loci Gli-1 y gluteninas HMW y B-LMW) en una submuestra representativa de la colección de trigo duro del CRF-INIA compuesta por 52 variedades locales de todas las regiones españolas donde el trigo duro se ha cultivado tradicionalmente (Tabla 1 Cap. 4). Para la selección de la submuestra, se establecieron distintas zonas agro-ecológicas en función de los datos geográficos, climáticos y de rendimiento del cultivo desde 1920, siguiendo la metodología de Igartua et al. (1998). El número de entradas seleccionadas originarias de cada zona agro- ecológica fue proporcional a la superficie sembrada de trigo antes de 1960. Para la selección de las entradas se tuvo en cuenta la información de caracterización, de forma que se incluyese la mayor variabilidad agro-morfológica posible. La diversidad genética obtenida con las proteínas (Ht=0,72) fue mayor en nuestra submuestra que la encontrada en un grupo de cultivares portugueses (0,36) (Igrejas et al., 1999) o en variedades locales de la cuenca mediterránea (0,62) (Moragues et al., 2006), y similar a la obtenida en variedades locales españolas de trigo blando (Ht=0,81) (Ruiz et al., 2002), lo que demuestra la gran riqueza del germoplasma español de trigo. La alta diversidad encontrada con proteínas se confirmó con los SSRs, obteniéndose un valor de 0,80, que fue mucho mayor que el encontrado en colecciones de trigo duro de otros países como Italia, Omán, Siria y Etiopía, que mostraron una diversidad genética media con valores entre 0,55 y 0,68 (Eujayl et al., 2002; Macaferri et al., 2003; Teklu et al., 2006; Al- khanjari et al., 2007; Achtar et al., 2010). Estos resultandos indicaron que la submuestra de variedades locales españolas es muy diversa y que puede ser un material muy útil sobre el que estudiar la influencia de las prolaminas en la calidad.

El número de alelos detectados en los loci Glu-1, Glu-3 y Gli-1 fue también mayor que los encontrados en otras colecciones; una colección mundial y otra de germoplasma mediterráneo (Kaan et al., 1993; Raciti et al., 2003); en variedades locales turcas, portuguesas y de la Cuenca Mediterránea (Truchetta et al., 1995; Igrejas et al., 1999; Moragues et al., 2006); y en cultivares portugueses y españoles (Brites et al., 1996; Nieto-Taladriz et al., 1997). Es importante destacar el número de alelos nuevos encontrados en el material analizado, ya que una gran parte de la variabilidad se debió a la presencia de estos alelos en casi todos los loci. La identificación de alelos nuevos era

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previsible, ya que en trabajos anteriores con variedades locales españolas de trigo duro se detectaron alelos de proteínas no descritos hasta el momento (Carrillo et al., 1990; Vázquez et al., 1996; Martínez et al., 2004). Para las gluteninas HMW, se detectó un alelo nuevo en el Glu-B1 (Figura 1 Cap. 4), y el alelo Glu-A1f (Tabla 5 Cap. 4), descrito en trigo blando (Igrejas et al., 1997), pero que hasta ahora no se había hallado en trigo duro. Según Brites et al. (2000), este alelo confiere mejor calidad que el más frecuente de este locus, el alelo nulo c. Para las gluteninas LMW y gliadinas, se encontraron alelos nuevos en todos los loci analizados, excepto en el Glu-B2. En total, se han identificado 29 alelos nuevos: 21 de gluteninas LMW y 8 de gliadinas (Tablas 2 y 3, Figuras 1 y 2, Cap. 4). Algunos de los alelos nuevos codificaron 10 subunidades de gluteninas LMW no descritas anteriormente (Tabla 3 Cap. 4). La asignación de los loci Glu-A3 o Glu-B3 a estas subunidades se realizó comprobando que su movilidad electroforética estuviese en el rango de variación de las subunidades de ese locus, su ligamiento con los alelos de gliadinas Gli-A1 o Gli-B1, respectivamente, y su alternancia con otras subunidades codificadas en el mismo locus. De especial importancia fue la identificación de tres subunidades nuevas codificadas por el locus Glu-A3. Hasta el momento solo se habían identificado seis subunidades (Nieto-Taladriz et al., 1997; Lerner et al., 2004), por lo que las identificadas en esta tesis incrementarían considerablemente la variabilidad de este locus. Los alelos nuevos de gliadinas Gli- A1new-2 y Gli-B1new-1 se identificaron también en la muestra de los 23 casos de duplicados (líneas 4 y 9 Figura 1 Cap.1). Por otro lado, todos los alelos nuevos del Gli- B1 codificaron subunidades de gliadinas diferentes de las más comunes, la γ-42 y la γ- 45 (Figura 2 Cap. 4).

Se han identificado un gran número de patrones de gluteninas LMW (28 patrones), de los que 25 no se habían descrito anteriormente (Tabla 4 Cap.4). La mayoría están formados por alelos nuevos de los loci Glu-3; aunque también se han encontrado 7 nuevas combinaciones de alelos anteriores. En otros trabajos, se ha obtenido un número menor de patrones: 11 en Turchetta et al. (1995) y 18 en Moragues et al. (2006). También se encontró mayor variedad de patrones que en un grupo de cultivares, sembrados en España, analizados por Nieto-Taladriz et al. (1997). El patrón más común en este grupo de cultivares y el nuestro fue el LMW-2; aunque la frecuencia fue mucho mayor en los cultivares (40% vs 13%). En esta tesis, se vio que el modelo LMW-2 era típico de la convariedad durum, lo cual concuerda con la alta frecuencia de este patrón en el grupo de cultivares. Por otro lado, en las variedades locales se

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encontraron 5 variantes diferentes para el modelo LMW-2*, mientras que en la colección de los cultivares solo se identificó uno.

Comparando las frecuencias de los alelos asociados con la calidad con las de otras colecciones, se vio que el el alelo c (subunidad nula) del locus Glu-A1, fue el más frecuente en los trabajos Brites et al. (1996), Igrejas et al. (1999), Raciti et al. (2003) y Moragues et al. (2006), mientras que en nuestra submuestra los alelos a, b, y c presentaron frecuencias similares, probablemente debido a la inclusión de la convariedad turgidum (Tabla 2 Cap. 4). Varios estudios (Ruiz y Carrillo, 1995; Turchetta et al., 1995; Brites y Carrillo, 2001) han mostrado una mejor calidad con la presencia de alguna subunidad codificada por este locus. En el Glu-B1, los alelos más frecuentes fueron d (6 +8) y e (20x+20y), igual que en Brites et al. (1996), Igrejas et al. (1999) y Raciti et al. (2003). En el Glu-A3, los alelos a y e fueron los más frecuentes, mientras que el b y el h fueron más comunes en el germoplasma de otros países mediterráneos (Igrejas et al., 1999; Moragues et al., 2006). Al igual que en otras colecciones, el alelo Glu-B3a fue el más común (Igrejas et al., 1999; Moragues et al., 2006.). Este alelo, relacionado con buena calidad (Ruiz y Carrillo, 1995; Brites y Carrillo, 2001; Martínez et al., 2005), fue muy frecuente en la convar. durum. Respecto a los alelos de gliadinas del Gli-B1, se vio que el c (γ-45) y el new-1 (γ-44) estaban ampliamente distribuidos en el germoplasma español, mientras que el a (γ-42) y el c (γ- 45) eran muy comunes en las variedades tradicionales de Portugal (Brites et al., 1996). Varios estudios han demostrado que la γ-45 y γ-44 se asocian con mejor calidad que la γ-42 (Carrillo et al., 1990; Pogna et al., 1990; Ruiz y Carrillo, 1995).

Todos estos resultados indican que la submuestra de variedades locales analizada podría ser una fuente muy importante de alelos valiosos para la calidad. Las relaciones de ligamiento encontradas entre los loci Glu-3 y Gli-1 (Tabla 4 Cap.4) han demostrado que las gliadinas pueden ser útiles para la mejora de la calidad; para detectar nuevos alelos de gluteninas LMW, no ligados a las subunidades más comunes γ-45 o γ-51, y descartar los materiales que presenten las subunidades γ-42 o γ-40, por su relación con una calidad peor.

Se han detectado relaciones entre la composición en prolaminas y la clasificación botánica y geográfica de las variedades (Tabla 2 Cap. 4). Las diferencias entre las convariedades turgidum y durum coinciden a menudo con las existentes entre las variedades de las zonas norte y sur, respectivamente. Este resultado concuerda con que la convar. turgidum, más resistente a las bajas temperaturas, se ha cultivado

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tradicionalmente en el norte, mientras que la convar. durum, más resistente a la sequía, se ha cultivado en el sur (Gadea, 1954). En consecuencia, el 77% de las variedades del norte pertenecían a la convar. turgidum, y el 83% de las variedades del sur eran de la convar. durum. Ambas convariedades difieren en algunos caracteres agronómicos, como el hábito de crecimiento y la precocidad, y otros relacionados con la morfología de la espiga y el grano. La convariedad que más se cultiva es la durum, y se asocia con una mejor calidad. Las diferencias más importantes en prolaminas entre ambas convariedades fueron las de los loci Glu-A1, Glu-B1, Gli-B1 y Glu-B3. Los alelos Glu- A1c y Glu-B1e solo estuvieron presentes en la convar. durum, mientras que el Glu-A1b fue más frecuente en la convar. turgidum. El genotipo Glu-B3new-1 (LMW 2*) - Gli- B1new-1 (γ-44) (Figuras 1 y 2 Cap. 4) fue muy común en la convar. turgidum y la zona norte, mientras que el Glu-B3a (LMW-2) - Gli-B1c (γ-45) fue más frecuente en la convar. durum y el sur. Kudryavtsev et al. (1996) señalaron que el bloque Gli-B1new-1 de gliadinas, también detectado en el cultivar italiano Lambro, proviene, probablemente, del Triticum turgidum L. ssp. dicoccoides (Körn. Ex Asch. Graebn et.) Thell o del Triticum carthlicum (Nevski) Mackey. De acuerdo con ello, la convar. turgidum podría estar más relacionada con estas especies que la convar. durum. Además, en la convar. turgidum y en el norte se observó mayor variabilidad que en la convar. durum y en el sur, principalmente en el Glu-B1 y Glu-B3, lo que indica que la convar. turgidum puede ser una fuente valiosa de nuevos alelos de gluteninas.

6.Influencia de las variantes alélicas de prolaminas, del año y del abonado