Identification of a missense mutation in the MADS-box gene VviAGL11 responsible for table grape seedlessness

Trabajo presentado a la XXIII Reunión Bianual de la Sociedad Española de Fisiología Vegetal y al XVI Congreso Hispano-Luso de Fisiología Vegetal, celebrados en Pamplona (España) del 26 al 28 de junio de 2019

Genetic analysis of berry size and shape in a large F1 population segregating for seedlessness

Póster presentado en el IX International Symposium on Grapevine Physiology and Biotechnology, celebrado en La Serena (Chile) del 21 al 26 de abril de 2013.Several studies have shown that the degree of stenospermocarpic seedlessness is largely controlled by a majar effect locus known as seed development inhibitor (SDJ) closely linked to the VMC7j2 microsatellite marker on linkage group 18. This locus also displays high pleiotropic effects on other quality traits such as berry and cluster size or berry crispiness. In this work we have analyzed the genetic structure of berry size and shape and their genetic interactions with traits like seed number and weight. For this purpose we perforrned a QTL mapping of seven quantitative variables defining those traits in a 292 hybrids offspring derived from the cross between table grape cultivars Red Globe and Crirnson Seedless. The large population size allowed us to detect a higher number of small-effect QTL than in smaller populations. In addition, we were able to perform independent QTL mapping in the two subpopulations, seeded and seedless, that can be defined based on the genotype of the SDI locus. This analysis detected additional QTLs which effects could be masked in the whole population. Both berry size and berry shape showed a complex genetic structure. Many QTLs of small to medium effects contributed to all variables related to berry size such as berry weight, berry volume, berry length or berry diameter. In addition the SDJlocus hada very large effect on all ofthem (explaining between 30 and 69% of total variance depending on trait and year). Only a reduced set of those loci that did not include SDI contributed to explain the variation in berry shape. Moreover, other additional loci showed a specific effect on berry shape but apparently without affecting size.Acknowledgments: Project: BI02008-03892 Fellowship: BES-2009-027462.Peer Reviewe

Análisis genético y molecular de la forma de la uva en la vid

Póster presentado en las I Jornadas del Grupo de Viticultura y Enología de la SECH (Sociedad Española de Ciencias Hortícolas), "Retos Actuales de la I+D en Viticultura", celebradas en Logroño el 19 y 20 de noviembre de 2014.Las variedades de vid muestran un amplio rango de variación en la forma de la uva. Este rango se hace más amplio en la uva de mesa quizás como consecuencia de una mayor presión de selección para el aumento de su tamaño. El determinismo genético de la forma de la uva es desconocido en la vid aunque se trata de un carácter relevante en la mejora genética de la uva de mesa. La forma de la baya se ha analizado en una progenie F1 de uva de mesa de 292 individuos derivados de un cruzamiento entre las variedades Red Globe y Crimson Seedless. Uno de los QTLs con mayor efecto para la forma de la baya, medida como la relación entre el diámetro polar y el ecuatorial) se localizó en el grupo de ligamiento 5. Además, el análisis de las flores de individuos seleccionados de la progenie indica la existencia de correlación entre la forma de la uva y la forma del ovario. Ello sugiere que la forma final de la uva en esta progenie se determina parcialmente durante el desarrollo del ovario. La posible existencia de esta correlación se analizó también entre flores y uvas de distintas variedades de vid con formas diversas, principalmente en uva de mesa. Los resultados sugieren que el control genético de la forma de la uva presenta componentes comunes y no comunes con el control genético de la forma del ovario. Con el fin de identificar posibles genes candidatos responsables del QTL del GL5 se llevó a cabo un análisis global de la expresión génica mediante el uso de microarrays. En este experimento se compararon flores pre-antesis de individuos en los dos extremos de la distribución de la F1 Red Globe x Crimson SDL, con bayas esféricas o elípticas y seleccionados además genéticamente para su genotipo en el QTL del GL5. Los resultados permitieron identificar 55 genes expresados diferencialmente en las flores de los dos grupos de plantas. De ellos sólo cinco genes candidatos se localizaron en el intervalo de confianza del QTL. La expresión relativa de de estos genes se analizó mediante PCR cuantitativa en flores preanthesis y en frutos cuajados. La expresión de uno de ellos resultó ser más de 100 veces superior en plantas con bayas alargadas que en plantas con bayas esféricas lo que lo convierte en un gen candidato a ser responsable de este QTL. Este gen pertenece a una pequeña familia multigénica cuya función molecular es prácticamente desconocida en plantas. Palabras clave: Uva de mesa, Forma de uva, Forma de la flor, Control genético, Expresión génica.Peer Reviewe

Phenotypic and transcriptomic analyses of grapevine clones differing in their bunch compactness

Trabajo presentado en el IX International Symposium on Grapevine Physiology and Biotechnology, celebrado en La Serena (Chile) del 21 al 26 de abril de 2013.Bunch compactness is an important trait with implications in grape quality. lt is involved in the homogeneity in the ripeness ofthe berries and in the development ofundesirable diseases. The aim ofthis work was to select genes related with bunch compactness through the study of clones differing in this trait. A collection of 730 clones from the cultivar Tempranillo and 501 clones from Garnacha Tinta were visually evaluated for differences in bunch compactness. Nine clones of Tempranillo and nine clones of Garnacha Tinta were chosen. Five bunches from each of the selected clones were phenotypically described for different characteristics related to bunch compactness including: bunch size, number of nodes, length of the intemodes, length of the ramifications, berry number and size, and length of the pedicels. All the clones ofthe same cultivar were pair-wise compared, and comparisons whose difference in compactness was significantly attributable to a single characteristic were further investigated. Depending on the differential characteristic detected in each case, different stages of development (budburst, elongating shoots (6 leaves separated), bloom, berries pea-size, veraison) and tissues (buds, flowers, inflorescences and berries) were sampled. A transcriptomic analysis was carried out using the Nimblegen grapevine microarray on eight clones (four with loose bunches and four with dense bunches) at selected development stages. Candidate genes were then selected among those with a significant differential gene expression between loose bunch and compact bunch clones. Different criteria has been used for a systematic selection of candidate genes, including pair-wise and global gene expression comparisons of the clones with loose bunches versus clones with dense clusters, gene functions, and co-localization with QTLs of interest. After revision of the structural annotation of corresponding loci, a set of candidate genes was established. This set is ready to use for association analysis in a grapevine collection which has been phenotypically studied for characteristics related to bunch compactness.Project AGL2010-15694. Fellowship BES-2011-047041.Peer Reviewe

Phenotypic and genetic characterization of berry shape in table grape

Póster presentado en la 11th International Conference on Grapevine Breeding and Genetics, celebrada en Pekín del 29 de julio al 2 de agosto de 2014.Berry shape displays a wide range of phenotypic variation in grapevine and particularly among table grape cultivars where a broad diversity of shapes from spherical to cylindrical and horn types has been described. We are interested in understanding the genetic and molecular basis of berry shape variation in this species and thus we are following different approaches, from the phenotypic characterization at the morphological, histological and transcriptome levels to the genetic analyses of this trait within a collection of table grape cultivars as well as in a segregating F1 progeny derived from the hybridization between Red Globe and Crimson Seedless cultivars. Morphological analyses suggested a relationship between the shape of the ovary in the flower at anthesis and the final fruit shape. The quantitative genetic analysis of berry shape was initially based on berry length, berry diameter and the quotient of both variables named as berry shape. For both berry length and diameter we detected a complex genetic structure including two major QTL in LG 5 and 18 and minor effect QTL in LG1, 6, 12, 14 and 19. However, the final shape was mainly controlled by the QTL in LG5 and other minor QTL that affected size through their specific effects on berry length or diameter. Furthermore, the genetic analysis of ovary shape in anthesis flowers, based on the evaluation of the same variables analyzed in fruits, confirmed the existence of both common and specific genetic determinants in the control of both the ovary and the fruit shape, which could suggest that fruit shape is partially determined during preanthesis flower development. Transcriptome comparison between preanthesis flowers from siblings with extreme spherical and elliptical berries in the Red Globe x Crimson Seedless F1 progeny that were selected for their genotype at LG5 QTL putatively conferring these phenotypes allowed the identification of putative candidate genes for this major effect QTL.Acknowledgments: Projects: BIO2008-03892 and BIO2011-26229. Fellowships: BES-2009-027462 and BES-2012-053617.Peer Reviewe

Connection between salicylic acid-dependent defences and stenospermocarpy determined for the major seedlessness genetic locus in grapevine

Póster presentado en el X International Symposium on Grapevine Physiology and Biotechnology, celebrado en Verona del 13 al 18 de junio de 2016.Peer Reviewe

Relación entre cascadas inmunitarias dependientes de ácido salicílico y el principal locus de control genético de la apirenia en la vid

Trabajo presentado a las II Jornadas del Grupo de Viticultura y Enología (SECH), celebradas en Madrid el 3 y 4 de noviembre de 2016.La estenospermocarpia determinada por el locus SdI es el principal origen de uva sin semilla para el mercado de la uva de mesa. A pesar de la identificación previa del locus SdI, la variación genética responsable y los mecanismos moleculares relacionados no se conocen completamente. El análisis de QTL en una progenie F1 de ‘Red Globe’ (RG) x ‘Crimson Seedless’ (CS) de 282 individuos identificó el locus SdI, localizado en el grupo de ligamiento 18 (LG 18), como el QTL con efecto mayor para el rasgo de la apirenia, explicando entre 71-83 % de la variación en peso seco de las semillas en los tres años analizados. Con el fin de delimitar al máximo la posición de este locus, realizamos un rastreo de individuos recombinantes en la progenie RGxCS entre los marcadores delimitantes del QTL SdI. Mediante el genotipado con SNP de estos individuos, pudimos mapear la posición del locus en una región de 1.6 Mb. Adicionalmente, el mapeo fino realizado en una progenie F1 de ‘Napoleon’ (NA) x CS permitió restringir la posición de SdI a un intervalo de 380 kb. Para comprender la naturaleza del locus SdI, se realizó un análisis transcriptómico comparando individuos con semillas y apirenos en la progenie F1 RGxCS que fueron seleccionados de acuerdo a su correspondiente genotipo en el QTL SdI. Mediante un análisis de RNA-seq se comparó el transcriptoma de esbozos y semillas extraídos de frutos en estadio guisante. Estos análisis pusieron de manifiesto la activación de respuestas a patógenos en los genes inducidos en los esbozos de los individuos apirenos. Entre ellos, un gen localizado en la zona del QTL se halló altamente inducido y de manera alelo-específica. Este gen muestra similitud con receptores inmunes que en otras especies de plantas desencadenan respuestas de defensa a través de la síntesis de ácido salicílico (SA). De hecho, los niveles de SA fueron significativamente mayores en los esbozos de individuos apirenos respecto a las semillas. Estos resultados sugieren la participación de respuestas autoinmunes mediadas por SA en el aborto de semillas responsables de la apirenia determinada por el locus SdI.El trabajo está financiado por el proyecto BIO2011-26229 y BIO201459324-R.N