Análisis genético de la interacción entre el virus de la tristeza de los cítricos (CTV)y las citradias. Obtención y selección de genes candidatos.

Abstract

En la presente tesis se ha pretendido avanzar en el conocimiento de la resistencia al virus de la tristeza de los cítricos (CTV) con el propósito de diseñar estrategias de mejora más eficientes.<br/>En este trabajo se ha obtenido un nuevo grupo de marcadores moleculares derivados de retrotransposones del tipo gypsy y se ha analizado la presencia, heterogeneidad y distribución de dichos elementos en especies de los géneros Citrus y Poncirus. A partir de una variedad de mandarino clementino se han aislado ocho clones que contienen una parte de la región codificante POL de los retrotransposones tipo gypsy. El análisis de sus secuencias parece indicar que cuatro de estos clones corresponden a elementos potencialmente activos, puesto que presentan intactos, sin codones de paro ni desplazamiento de la pauta de lectura correcta, todos los motivos conservados indispensables para la retrotransposición. <br/>En la mejora genética de cítricos uno de los principales objetivos es la resistencia a CTV. La tristeza de los cítricos es la principal virosis que afecta al cultivo de los cítricos en el mundo. La obtención de plantas resistentes a su agente causal (CTV) sería la forma más adecuada de combatir la enfermedad. P. trifoliata es una especie resistente al virus y sexualmente compatible con las especies del género Citrus, por lo que tradicionalmente en los programas de mejora de cítricos se le ha considerado como la mejor candidata para transferir su resistencia a los cítricos cultivados. <br/>Varios estudios anteriores han definido la resistencia de P. trifoliata a CTV como un carácter controlado por un único gen (Ctv-R) con el objetivo de obtener cítricos comerciales resistentes al virus a partir de la transformación genética con el gen de resistencia a CTV. <br/>En la presente tesis se ha saturado con distintos tipos de marcadores moleculares la región donde previamente se había situado Ctv-R. Para ello se han utilizado dos familias segregantes derivadas de P. trifoliata, una por autopolinización y la otra por cruce con C. aurantium (naranjo amargo), un patrón bien adaptado a las condiciones semi-áridas típicas de la cuenca mediterránea. El seguimiento de la infección con CTV en la familia AxPa ha proporcionado resultados sorprendentes. Amargo resulta tan resistente al aislado del virus ensayado (T-346) como P. trifoliata. Los mapas saturados resultantes de este estudio se han utilizado para localizar la resistencia al virus bajo la hipótesis de transmisión monogénica. El análisis genético de la interacción virus-planta en la familia AxPa tras la infección crónica con CTV ha revelado cinco tipos distintos de interacción lo cual es incompatible con la hipótesis de un sólo gen de resistencia. Los resultados obtenidos indican que la transferencia del gen Ctv-R de P. trifoliata al naranjo amargo podría no evitar los síntomas típicos de decaimiento ("decline") en naranjo dulce injertado sobre este nuevo patrón.<br/>Los mapas saturados obtenidos con anterioridad en este trabajo se han utilizado para localizar la resistencia a CTV considerándola como carácter cuantitativo (acumulación de virus) mediante análisis de QTLs ("quantitative trait loci"), evitando así la asunción de control monogénico de la resistencia. Los resultados revelan la presencia de tres QTLs de resistencia principales, dos en P. trifoliata y uno en naranjo amargo, en la región donde se había localizado Ctv-R en otras progenies. Además, se han detectado otros QTLs de acumulación donde se localizan genes de menor efecto. También se han detectado interacciones epistáticas implicadas en el control genético del carácter.

Citrus is an extensively apomictic genus and transposable elements might be importantly involved in its genetic instability and genome evolution. The presence of gypsy-like retrotransposons, their heterogeneity and genomic distribution in Citrus and Poncirus have been investigated. Eight clones containing part of the POL coding region of gypsy- like retrotransposons have been isolated from a commercial variety of C. clementina, one of the few sexual species in Citrus. Four of the eight clones might correspond to active elements given that they present all the conserved motifs described in the literature as essential for activity, no in-frame stop codon and no frame-shift mutation. Nested copies of gypsy-like elements are scattered along the Citrus and Poncirus genomes. IRAPs based on gypsy and copia types of retrotransposons seem to distribute differently providing a new, complementary set of molecular markers now available in Citrus to study and follow genetic variability, specially for disease resistance. <br/>Several studies have reported markers linked to a putative resistance gene from Poncirus trifoliata (Ctv-R) located at linkage group 4 that confers resistance against one of the most important citrus pathogens, citrus tristeza virus (CTV). Two progenies derived from P. trifoliata, by self-pollination and by crossing with sour orange, the well-adapted citrus rootstock to arid and semi-arid areas, were used for linkage group 4 marker enrichment. Two new methodologies were used to enrich this region with expressed sequences. The enrichment of group 4 resulted in the fusion of several C. aurantium linkage groups. Surprisingly, sour orange resulted as resistant to the CTV isolate tested as P. trifoliata was. The genetic analysis of virus-plant interaction in the family derived from C. aurantium after a CTV chronic infection showed the segregation of five types of interaction which is not compatible with the hypothesis of a single gene controlling resistance. Transferring Ctv-R from P. trifoliata to sour orange might not avoid the CTV decline of sweet orange trees. <br/>Resistance against CTV was analysed as a quantitative trait (CTV accumulation) by QTL analysis to avoid the assumption of monogenic control. Three major resistance QTLs were detected. Up to 5 minor QTLs were also detected.