Genetic and molecular basis of flowering time in almond

Resumen

Los frutales de clima templado, como el almendro, han desarrollado un mecanismo para asegurar su supervivencia durante el invierno. Este mecanismo es conocido como letargo y se caracteriza por la ausencia de crecimiento activo visible en el árbol. En esta fase, las yemas vegetativas y florales se encuentran protegidas de posibles daños debidos a las bajas temperaturas. La salida del letargo es un carácter dependiente del genotipo y requiere que se satisfagan unas determinadas necesidades de frío que, junto con la posterior acumulación de calor, determinará la época de floración de cada variedad. Cuanto mayores sean las necesidades de frío, más tardía será la floración. Retrasar la época de floración ha sido uno de los principales objetivos en los programas de mejora del almendro y las variedades tardías obtenidas han hecho posible la extensión del cultivo a zonas muy frías, nunca antes consideradas para la producción de almendra. El objetivo de la presente Tesis Doctoral ha sido el análisis de las bases genéticas y moleculares de la salida del letargo y la época de floración en almendro, para identificar marcadores moleculares asociados a estos caracteres agronómicos. La evaluación de la acumulación de frío para la salida del letargo mediante diferentes modelos y la evaluación de la acumulación de calor para florecer en variedades de almendro en condiciones naturales, mostró una mayor precisión del Modelo Dinámico, sobre el Modelo Richardson, sobre todo en los inviernos cálidos. La acumulación de calor para florecer fue mayor en todas las variedades de estudio cuando la acumulación de frío fue menor. Así mismo, se observó una disminución en la productividad de las variedades tardías cuando la acumulación de frío durante el invierno fue insuficiente. El control de la temperatura durante el letargo permitió retrasar la floración de la variedad extra-temprana, y de adelantar su época de maduración. El retraso en la floración de los diferentes tratamientos supuso un retraso proporcional de la época de maduración. En el caso de la variedad ultra-tardía no se consiguió avanzar sustancialmente la floración. El escalonamiento de la floración no tuvo un efecto directo sobre el cuajado y las características del fruto estudiadas. El estudio de genes candidatos asociados a la salida del letargo y la época de floración permitió la caracterización del gen de la peroxidasa 40 (PdP40) como marcador potencial de la salida del letargo. Mediante la secuenciación masiva del transcriptoma (RNA-seq), se han identificado nuevos genes candidatos y otros cuya expresión está asociada a genotipos de almendro tempranos y tardíos. Por último, los resultados del análisis de metilación diferencial de ADN de yemas de flor en distintos estados de letargo, permitió la identificación de genes diferencialmente metilados en yemas de flor en estado de letargo, respecto a yemas activas y genes diferencialmente metilados en yemas del almendro extra-temprano respecto a las del ultra-tardío