Estudio multi-escala de la respuesta adaptiva a sequía de Pinus Pinaster Ait desde una aproximación molecular y funcional

Abstract

Pinus pinaster Ait. es una importante conífera en la región mediterránea, con un alto valor ecológico y socio-económico, cuyo crecimiento y supervivencia puede verse afectado por la sequía. Las especies forestales responden ante el déficit hídrico con una serie de cambios a nivel molecular, bioquímico, fisiológico y morfológico que pueden ser altamente complejos y versátiles dependiendo de la variabilidad genética del individuo, población o especie. El objetivo de esta tesis doctoral fue el estudio de la variabilidad intra-específica y las bases moleculares de la respuesta a sequía de P.pinaster desde una perspectiva inter-disciplinar, para ayudar a comprender la inter-relación de los diferentes procesos implicados en la tolerancia a sequía de la especie. El material vegetal empleado en esta tesis doctoral consistió en tres familias F1 de hermanos completos: Gal 1056 x Oria 6, originaria de Galicia y Almería respectivamente, y dos cruces con individuos provenientes de Coca, Segovia. La respuesta funcional de la progenie Gal 1056 x Oria 6 se evaluó en dos experimentos de sequía en condiciones controladas, simulando un evento de sequía corto e intenso, y un evento de sequía más prolongado y moderado. Además se realizaron 5 mapas genéticos de alta densidad utilizando las 3 progenies objeto de estudio. La combinación de la caracterización funcional y el mapa genético en la progenie Gal 1056 x Oria 6 permitió la identificación de QTLs para caracteres funcionales en respuesta a la sequía. Los resultados obtenidos indican una gran variabilidad intra-específica entre individuos en caracteres relacionados con la fijación de carbono, eficiencia en el uso del agua, ajuste osmótico o cambios metabólicos en respuesta a sequía. Además, se puso de manifiesto la importancia de ciertos metabolitos en la respuesta al estrés hídrico, cuya variación se produce de manera diferencial según el individuo y los diferentes órganos de la planta. Estos compuestos podrían estar implicados en mecanismos de tolerancia a la sequía como el ajuste osmótico y el control del estrés oxidativo. Se identificaron 28 QTLs significativos y 27 putativos, así como 58 genes candidato para caracteres relacionados con la fijación de carbono y la eficiencia en el uso del agua. El uso de marcadores moleculares comunes con otros mapas de P. pinaster, ha permitido validar el orden de muchos de los genes mapeados y de uno de los QTLs identificados para la eficiencia en el uso del agua.