Análisis de caracteres agromorfológicos y moleculares en el proceso de domesticación de poblaciones silvestres de "Brachypodium spp." para su uso como cubiertas vegetales

Abstract

Desde hace algo más de una década, se ha propuesto a B. distachyon como especie modelo de los cereales de climas templados, ya que presenta unas características especiales como son: un ciclo de vida corto y facilidad de cultivo, reproducción principalmente autógama, posibilidad de transformación genética y un genoma pequeño, lo que ha permitido abordar su secuenciación con relativa facilidad. Con todo ello, se ha abierto un amplio abanico de posibilidades para la identificación de genes de interés agronómico, en los cereales cultivados de mayor importancia económica. Brachypodium es capaz de implantarse en suelos pobres y alterados, por lo que se está utilizando como cubierta vegetal, para proteger el suelo de la erosión en cultivos leñosos como el olivo y el almendro. En este sentido, gracias a trabajos conjuntos con el INIA, IFAPA y la empresa de semillas Agrosa S.A, se han obtenido dos variedades comerciales ('Zulema' e 'Ibros'), a partir de la selección de poblaciones silvestres inducidas a domesticación. En el presente trabajo, se han utilizado tres especies de Brachypodium recientemente clasificadas y denominadas: B. distachyon, B. stacei y B. hybridum, en las que se ha llevado a cabo un estudio de diversidad, selección y domesticación a partir de poblaciones silvestres. El objetivo principal ha sido la obtención de líneas homogéneas en cuanto a porte, precocidad y producción, para que pudiesen ser empleadas como cubiertas vegetales vivas en suelos de secano. De la colección conseguida, se han seleccionado 13 poblaciones en proceso de domesticación y 13 poblaciones silvestres, con diferente origen geográfico, de las que derivan. Para detectar los cambios morfológicos producidos entre las poblaciones naturales y sus líneas derivadas sometidas a presión de cultivo y selección, se utilizaron 18 descriptores agromorfológicos. Se han observado cambios característicos de los procesos de domesticación en las especies vegetales, como son: el incremento del tamaño de las plantas y de las semillas. En algunos casos en las poblaciones inducidas a domesticación el incremento de altura en la etapa de maduración, alcanza valores que superan los 25,2 cm de altura, respecto a las poblaciones silvestres de las que derivan. En algunas poblaciones en proceso de domesticación, se ha observado la disminución en los días de desarrollo. El estudio agromorfológico se ha completado con el análisis de marcadores moleculares de tipo intermicrosatélite (ISSR) y microsatélite (SSR). Así, el empleo de 16 cebadores para la amplificación por PCR de ISSR, ha posibilitado la identificación 2.378 fragmentos polimórficos, en un conjunto de 26 poblaciones (13 silvestres + 13 derivadas). Mediante 11 parejas de cebadores para la amplificación por PCR de SSR, en 10 poblaciones (5 silvestres + 5 derivadas) se han podido detectar 42 loci polimórficos. El estudio comparado de las poblaciones silvestres y las líneas derivadas de ellas, ha revelado una pérdida general de diversidad en las líneas en proceso de domesticación. En los análisis de marcadores SSR, las poblaciones de B. hybridum presentaron un 25% de alelos SSR excusivos mientras que las poblaciones de B. distachyon y B. stacei presentaron un 11.1% de alelos únicos. Por otra parte los análisis de marcadores ISSR, revelaron diferencias entre ejemplares silvestres con sus respectivas líneas derivadas en B. distachyon, de entre 11 y 25 fragmentos. En B. stacei se presentaron 11 fragmentos no compartidos y en B. hybridum entre 21 a 29 fragmentos. Por último, hay que resaltar el potencial de Brachypodium para la obtención de cubiertas vegetales vivas, en la protección de cultivos leñosos como son los olivares, y que tienen una gran importancia económica en España. Así, de las tres especies analizadas, B. stacei y B. hybridum presentan mayor tamaño y tienen habito semipostrado lo que produce una mayor densidad de cobertura del terreno, y, dado que son especies con una amplia distribución geográfica pueden presentar una mayor capacidad de adaptación a diversas zonas. Por otra parte, B. distachyon tiene una distribución geográfica más restringida y su capacidad para cubrir el suelo es menor, por lo que sería necesaria una densidad de siembra más alta que en el caso de las otras dos especies.