Investigación
Análisis de diversidad genética en bancos de germoplasma
La vid silvestre,
Vitis vinifera L. ssp. sylvestris (Gmelin) Hegi, considerada como el ancestro de la vid cultivada, es nativa de Eurasia. En España, las poblaciones naturales de
V. vinifera ssp. sylvestris todavía se pueden encontrar a lo largo de las cuencas de ribera. Hemos realizado una búsqueda de poblaciones naturales de vid silvestre en España y hemos caracterizado la cantidad y distribución de su diversidad genética utilizando 25 loci nucleares de la SSR. La diversidad genética de estas poblaciones de vid silvestre era similar a la observada en el grupo cultivado. El análisis genético mostró que el germoplasma cultivado y el silvestre son genéticamente divergentes con bajo nivel de introgresión. Hemos identificado cuatro grupos genéticos, dos de ellos representados fundamentalmente entre los genotipos cultivados y dos entre las accesiones silvestres. Los resultados de los análisis de las relaciones genéticas entre las vides silvestres y cultivadas sugieren una contribución genética de las accesiones silvestres de España a los cultivares occidentales actuales. Actualmente, estamos llevando a cabo el análisis del genoma completo de las accesiones de vid silvestres y cultivadas de la Península Ibérica con el fin de estudiar el proceso de domesticación de la vid.
Variación natural de los caracteres de calidad en la uva
El color es un carácter de calidad determinado por el contenido y el perfil de antocianas en el hollejo de la baya. El análisis bioquímico de estos rasgos en uvas silvestres mostraron perfiles fenólicos diferentes a la vid cultivada. Por ello, hemos realizado un análisis transcriptómico de los hollejos de las uvas silvestres y cultivadas para evaluar sus patrones de expresión y asociarlos con sus perfiles fenólicos. Algunos genes de la ruta de síntesis de los compuestos fenilpropanoide fueron diferencialmente regulados en uvas silvestre en comparación con la uva cultivada. Estos resultados revelan un patrón único de transcripción y regulación de rutas de biosíntesis que se asocia a las características enológicas de la uva silvestre. Además, los perfiles de expresión de genes relacionados con el estrés mostraron una modulación dinámica específica durante el desarrollo de bayas silvestres. Estos resultados aportan nuevos conocimientos sobre la bioquímica y las características de las bayas silvestres.
Las mutaciones somáticas que afectan el color de la piel de las bayas producen varios fenotipos que han constituido una de las principales fuentes de diversidad en la vid cultivada. Nuestra investigación sobre el color de las bayas de uva demuestra que en los cultivares de piel blanca la ausencia de antocianinas está relacionada con la inserción del retrotransposon
Gret1 en la región promotor del gen MYBA1, combinado con dos mutaciones no conservadoras en la secuencia de codificación del gen MYBA2. Además, hemos descrito varios mecanismos moleculares relacionados con la reversión del color de la piel de baya, que está vinculada a los perfiles fenólicos, específicamente con el perfil de antocianas de los cultivares y, en última instancia, con la diversidad fenotípica del color de la uva.
Explotar la diversidad genética de la vid en busca de caracteres adaptativos
La adaptación al medio ambiente es la estrategia central de supervivencia de las plantas. Cuando los seres humanos domesticaron las plantas para sus propios propósitos, seleccionaron para un alto rendimiento y un rápido crecimiento que se logró sobre el costo de la reducción de la resiliencia (y la pérdida de los factores genéticos subyacentes a esta resiliencia). Los seres humanos compensaron esto mediante la creación de un entorno altamente artificial, donde el cultivo se cultiva en condiciones óptimas y los desafíos ambientales se compensan por medios agrícolas, incluyendo fertilización, riego y protección de cultivos mediante productos químicos. Los ancestros silvestres de los cultivos tienen que sobrevivir sin depender de este apoyo artificial y, por lo tanto, representan valiosos recursos de los alelos ó genes de resiliencia. Por esta razón, hemos realizado la caracterización fenotípica de accesiones silvestres alrededor de la cuenca mediterránea y hemos identificado genotipos naturales tolerantes al estrés abiótico (salinidad) y a una mejor calidad de los caracteres de uva relacionados con el cambio climático como una mayor acidez y contenido de resveratrol. Por otro lado, en colaboración con la Dra. Josefina Bota hemos identificado cultivares antiguos de vid tolerantes a la sequía. Actualmente, estamos realizando los análisis fisiológicos, moleculares y de metabolitos con el fin de entender los mecanismos responsables de esta adaptación.
