Variabilidad genética de castaño (" Castanea sativa mill." ) en España mediante marcadores moleculares, caracteres morfológicos y adaptativos

Zusammenfassung

Esta tesis plantea como objetivos globales estimar la variabilidad total en cultivares de castaño Castanea sativa Mill. en España, mediante marcadores moleculares (microsatélites), así como estudiar las pautas de variación en la expresión fenotípica de las progenies de semifratias F1 de los principales cultivares españoles de Castanea sativa Mill., cultivados en condiciones controladas y de limitación hídrica. Para la consecución del primer objetivo se seleccionaron 301 plantas madre entre los principales cultivares de fruta de castaño de España: Galicia, Asturias, el Bierzo (Castilla-León), Centro de España (Salamanca, Ávila y Extremadura), Andalucía (Málaga y Huelva) e Islas Canarias (Tenerife, La Palma, Gomera y El Hierro). La caracterización genética de estos materiales, realizada con 10 microsatélites (SSRs), ha permitido diferenciar 214 genotipos diferentes, con una clonalidad debida al injerto del 29%. El mayor número de genotipos correspondió a las regiones del Norte de España, denotando una mayor importancia relativa del castaño en estas zonas. El valor más elevado de la riqueza alélica de Andalucía puede estar relacionado con la contribución de las distintas regiones geográficas a la variación genética de esta región, como se ha demostrado en el análisis de la estructura genética. La heterocigosidad observada ha sido, en general, superior a la esperada, indicando un exceso de heterocigotos. Se han detectado cinco orígenes de variabilidad en España (poblaciones reconstruidas mediante Structure, RPPs), cuatro en el Norte y uno que se extiende desde el Sur de Galicia hasta Andalucía (RPP5), presentando cada uno, al menos, un cultivar relevante de la producción española: RPP1, 'Chamberga'; RPP2, Parede'; RPP3, 'Amarelante'; RPP4, 'Famosa'; y RPP5, 'Longal', 'Comisaria' y 'Dieguina'. La utilización de semillas y mutaciones (individuos con diferencias en un solo alelo) para establecer nuevas plantaciones ha dado lugar a un proceso de diversificación dentro de cada población reconstruida (RPP), que explica la elevada diversidad de cultivares existentes en la actualidad y compensa la reducción de variabilidad producida por el injertado. Además, se ha demostrado la existencia, en el pasado, de un movimiento de genotipos entre regiones, desde el Norte hacia el Sur, a partir de la RPP5 hacia el Centro de la Península Ibérica, de las RPP4 y RPP5 hacia Andalucía, y de las RPP3 y RPP5 hacia las Islas Canarias. De las 151 denominaciones varietales iniciales localizadas, se han podido diferenciar un 93%, confirmando en gran parte la diferenciación realizada previamente mediante isoenzimas y morfología. La principal sinonimia encontrada fue entre 'Longal' e 'Injerta' de las estribaciones de la Sierra de Gredos (Salamanca, Cáceres y Ávila), a partir de cuyo cultivar se han propagado otros genotipos por semilla y mutación. También se ha detectado que la variabilidad intra-cultivar es importante, dado que un 24% de las denominaciones clasificadas presentaron más de un genotipo para una misma denominación. Además, las denominaciones erróneas encontradas (21%) evidencian la necesidad de utilizar una herramienta, como los SSRs, en la trazabilidad de la propagación y producción de castaña. Se ha demostrado que existe una diferenciación genética entre el Norte y Centro - Sur de España, si bien no es muy acusada debido, principalmente, a que las distintas agrupaciones geográficas compartieron algunos genotipos, o bien genotipos de distintas agrupaciones geográficas han tenido un origen común. En lo que respecta al segundo objetivo, el efecto del estrés hídrico se evaluó sobre 20 progenies F1 obtenidas por polinización abierta de algunos de los principales cultivares españoles de fruto de C. sativa Mill., 10 de cada una de las dos áreas climáticas claramente definidas: Norte y Sur de España. La limitación hídrica modificó de forma significativa (P < 0,05) la mayoría de las variables adaptativas, tales como crecimiento juvenil, distribución de biomasa, morfología foliar, diversas relaciones alométricas relacionadas con partición de biomasa (entre las que habría que exceptuar la elongación foliar, engrosamiento del tallo y porcentaje de peso de ramas), así como diversas relaciones hídricas y fisiológicas, con independencia de su procedencia geográfica. Varios de los parámetros morfológicos y de crecimiento analizados, así como la conductividad hidráulica calculada, permitieron establecer una diferenciación geográfica entre los dos grupos definidos (Norte y Sur), detectada igualmente en este trabajo con 10 SSRs. Además, se observó, para alguno de estos parámetros, una correlación significativa con la precipitación estival mínima de las áreas de procedencia de las plantas madre. La variación fenotípica observada indicaría un potencial adaptativo en las progenies de los cultivares de fruto de C. sativa, lo cual resulta prometedor para la selección de material vegetal en programas de conservación y mejora forestal con aprovechamiento mixto.