Análisis genético de caracteres agronómicos y enológicos en la vid

[ES] El objetivo de esta investigación fue analizar la base genética de caracteres agronómicos y enológicos relevantes en uva de vinificación con el fin de facilitar herramientas para la selección de genotipos adaptados a un escenario de cambio climático. Se estudió la segregación de 16 caracteres agronómicos y 11 enológicos utilizando una progenie de 151 individuos obtenidos del cruzamiento entre dos variedades españolas de vinificación Graciano × Tempranillo (Vitis vinifera L.) en tres años consecutivos. Todos los caracteres presentaron segregación transgresiva y variación continua. Catorce genotipos fueron pre-seleccionados para futuras investigaciones en base a la fecha de maduración, peso del racimo, peso de la baya y contenido en antocianos. La composición antociánica de la población y los parentales se estudió durante 2 años y se identificaron y cuantificaron 13 antocianos del hollejo. Se observó efecto del año para los contenidos en antocianos pero no para algunos ratios de los contenidos entre antocianos. Además el ratio peonidina/malvidina se puede considerar un marcador para la caracterización de la población. Se construyó un mapa genético de ligamiento usando 151 genotipos. El mapa consenso se ensambló con un total de 1210 marcadores: 183 microsatélites, 1 CAPS y 1026 SNP, que cubren 1385.8 cM distribuidos en 19 grupos de ligamiento, con una distancia media entre marcadores de 1.2 cM. El mapa de Graciano incluyó 147 microsatélites y 535 marcadores SNP combinados en 19 grupos de ligamiento que cubren 1264.4 cM. El mapa de Tempranillo contiene 136 microsatélites y 491 SNP alineados en 19 grupos de ligamiento que abarcan 1220.5 cM. Se detectaron 25 QTL (Loci para caracteres cuantitativos) para parámetros agronómicos asociados a número de racimos, peso del racimo, índice de fertilidad, peso de la baya, fecha de brotación, floración, envero y madurez; y período de floración y de envero. Para los caracteres enológicos se detectaron 16 QTL significativos para acidez total, contenido en antocianos del hollejo, intensidad de color, contenido en antocianos totales y extraíbles, contenido en taninos e índice de polifenoles totales. Quince QTL fueron identificados para caracteres de semilla, entre ellos número de semilla, peso de semilla, índice de polifenoles y contenido en taninos y catequinas de la semilla. Se localizaron genes candidatos en los intervalos de confianza de algunos de los QTl identificados. Este es el primer estudio genético de variedades españolas de relevancia para la vinificación. Los resultados de esta investigación podrán ser de utilidad para la obtención de nuevos genotipos de mejor calidad y con mayor adaptación a condiciones de cambio climático.

[EN] The general objective of this research was to analyze the genetic basis of relevant agronomic and enological characters in wine grape in order to facilitate tools for selecting new improved genotypes for a climate-change scenario. The segregation of 16 agronomic traits as well as 11 enological traits, was studied using 151 genotypes derived from crosses between Spanish cvs. Graciano and Tempranillo (Vitis vinifera L.) for three consecutive years. All traits showed transgressive segregation and continuous variation. Fourteen genotypes were pre-selected for further research based on ripening time, cluster weight, berry weight and anthocyanin content. The anthocyanin composition of the progeny and parents was studied during 2 growing seasons and resulted in the identification and quantification of 13 berry skin anthocyanins. Year effect was observed for each anthocyanin content but not for some ratios between anthocyanin contents. Moreover, the ratio of Peonidin/Malvidin can be considered as a potential varietal marker in the population. A genetic linkage map was constructed using 151 genotypes. A consensus map with a total of 1210 markers (183 SSRs (Simple Sequence Repeat), 1 CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Sequence) y 1026 SNP (Single Nucleotide Polymorphism)) was assembled covering 1385.8 cM distributed into 19 linkage groups, with an average interval length of 1.2 cM between markers. The Graciano map consisted of 147 SSR markers and 535 SNP markers assembled into 19 linkage groups spanning 1264.4 cM. The Tempranillo map consisted of 136 SSR markers and 491 SNP markers aligned into 19 linkage groups covering 1220.5 cM. QTL (Quantitative Trait Loci) analysis was carried out and identified 25 QTL for agronomic traits such as cluster number, cluster weight, fertility index, berry weight, sprouting, flowering, veraison time, ripening time, flowering period and veraison period. For enological traits, 16 QTLs were detected overall for total acidity, berry skin anthocyanins content, colour intensity, total and extractable anthocyanins content, tannins content and total polyphenol index. Fifteen QTL were detected for seed traits among them, seed number, seed weight, total polyphenol index, tannin content, and catechin content of seeds. Candidate genes were found within the confidence intervals of several identified QTL. This is the first genetic study involving two relevant Spanish wine grape varieties. Results of this research reveal novel insights into the genetic control of relevant traits for wine grape, and will be useful for breeding new genotypes with better quality features and adaptation to future environmental conditions.

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