Las gluteninas de alto (HMW-GS) y bajo (LMW-GS) peso molecular son las proteínas de reserva más importantes en la determinación de la calidad panadera del trigo y su caracterización es indispensable para una eficiente manipulación de la calidad durante el mejoramiento. En este trabajo se determinó la composición de HMW-GS mediante SDS-PAGE y marcadores moleculares en 112 cultivares argentinos y se calculó el índice de calidad GLU-1. Se encontró una alta frecuencia de los alelos con índice máximo en las HMW-GS de los loci GÍU-A1 (96%), Glu-Bl (72%), y GIu-D1 (88%) lo que determinó que el 63 % de los cultivares estudiados presenten una composición óptima de HMW-GS (GLU-1 = 10). La correlación positiva entre el índice GLU1 y la calidad panadera en tres subconjuntos de cultivares argentinos confirmaron el valor predictivo de este índice.Trabajo galardonado con el Premio "Molinos Brunning", versión 1996.Academia Nacional de Agronomía y Veterinaria (ANAV

Bameix, A. J.

Bullrich, L.

Dubcovsky, Jorge

Echaide, M.

Feingold, S.

Hopp, E. H.

Manifesto, María Marcela

Pfluger, L.

Schlatter, A. R

Suarez, E. Y.

Tranquilli, Gabriela

SEDICI - Repositorio de la UNLP

Palabras del Ing. Agr. Enrique Y. Suárez en nombre de los 
recipiendarios del Premio "Molinos Bruning 1996" * al 
trabajo titulado 
Determinantes Genéticos de la Calidad Panadera de los 
Trigos Argentinos
El grupo que represento desea 
agradecer a la Academia Nacional de 
Agronomía y Veterinaria, así como a 
Molinos Bruning, este importante pre­
mio a la ciencia argentina; en este caso 
referido al aspecto de la Calidad Pa­
nadera del Trigo.
Deseamos además destacar, la 
importancia de estos reconocimientos 
a la labor científica, en un ambiente 
donde otras actividades no creativas ni 
trascendentes, tienen hoy tanta difu­
sión y recompensa, como podemos ver 
diariamente.
En cuanto al tema motivo de este 
premio, creemos que el mismo ha 
constituido una excelente elección, muy 
oportuna e importante, para el momen­
to que vive nuestro país, ante los diná­
micos cambios internacionales de los 
mercados.
El desarrollo del presente trabajo, 
comenzó unos 10 años atrás, si es que 
se puede establecer un inicio en una 
investigación científica. Como ocurre a 
menudo en ciencia, los cruzamientos 
iniciales, que dieran origen a una parte 
de los resultados, no fueron realizados 
para investigar calidad panadera en 
trigo, aunque estos fueron rápidamen­
te aprovechados para continuar los 
desarrollos en este sentido.
RESUMEN
Las gluteninas de alto (HMW-GS) y 
bajo (LMW-GS) peso molecular son las 
proteínas de reserva más importantes 
en la determinación de la calidad pa­
nadera del trigo y su caracterización es 
indispensable para una eficiente ma­
nipulación de la calidad durante el 
mejoramiento. En este trabajo se de­
terminó la composición de HMW-GS 
mediante SDS-PAGE y marcadores 
moleculares en 112 cultivares argenti­
nos y se calculó el índice de calidad 
GLU-1. Se encontró una alta frecuen­
cia de los alelos con índice máximo en 
las HMW-GS de los loci GÍU-A1 (96%), 
Glu-Bl (72%), y GIu-D1 (88%) lo que 
determinó que el 63 % de los cultivares 
estudiados presenten una composición 
óptima de HMW-GS (GLU-1 = 10). La 
correlación positiva entre el índice GLU- 
1 y la calidad panadera en tres 
subconjuntos de cultivares argentinos 
confirmaron el valor predictivo de este 
índice. Sin embargo, el bajo porcentaje 
de variación en calidad explicado por 
las HMW-GS mostró la necesidad de 
incluir otros factores genéticos para 
una eficiente manipulación de la cali­
dad panadera. Con este fin se descri­
bió la composición de LMW-GS para 
los mismos cultivares mediante el uso
* Jorge Dubcovsky,1 L. Bullrich? M. Echaide,1 A.R. Schiatterà M. Manifesto? G. Tranquilli) L. 
Pfluger] S. FeingoldpA. J. Bameix'? E. H. Hopp,2E. Y. Suárez.1
1- Instituto de Recursos Biológicos - CIRN, INTA, Villa Udaondo, 1712 Castelar, Bs. As.
2- Intituto de Biotecnología - CICV, INTA, Castelar.
3- CYBYF. Facultad de Agronomía -UBA, Avda. San Martín 4453, (1417) Buenos Aires.
13
de microsatélites. Se observaron 11 
alelos diferentes para las LMW-GS del 
cromosoma 1 AS y 10 alelos para las 
glíadinas del cromosoma 1BS estre­
chamente ligadas a las LMW-GS del 
mismo cromosoma. Estudios en dos 
poblaciones segregantes demostraron 
un efecto significativo de los alelos de 
LMW-GS del cromosoma 1B sobre la 
calidad panadera. Se estudió además 
el efecto de la eliminación de las LMW- 
GS del cromosoma 1B y la incorpora­
ción de secalinas en materiales con la
translocación de centeno 1BL/1RS. 
Estudios comparativos entre cultivares 
argentinos con y sin la translocación 
1BL/1RS y entre líneas isogénicas con 
y sin la translocación demostraron el 
efecto negativo de esta translocación 
sobre los parámetros de calidad pana­
dera analizados. Se presentan en este 
trabajo nuevas herramientas y estra­
tegias que permitirán una adecuada 
manipulación de los determinantes 
genéticos de la calidad panadera de 
los trigos argentinos.
INTRODUCCION
La calidad panadera del trigo está 
determinada tanto por factores am­
bientales (pre y post cosecha) como 
por factores intrínsecos del cultivar re­
lacionados principalmente con la can­
tidad y composición de las proteínas 
de reserva1. Las gliadinas y gluteninas 
son las proteínas de reserva más im­
portantes en la determinación de la 
calidad panadera debido a que son las 
responsables de las propiedades visco- 
elásticas de la masa. Las gliadinas son 
proteínas monoméricas mientras que 
las g lu ten inas son proteínas 
poliméricas de alto peso molecular 
cuyos componentes polipeptídicos se 
hallan ligados entre sí mediante enla­
ces disulfuro. Esta estructura polimèrica 
es responsable de la capacidad de 
retención de CO2 de la masa y en 
consecuencia del marcado efecto de 
las gluteninas sobre la calidad pana­
dera^
Las gluteninas se han dividido de 
acuerdo a su movilidad en geles de 
poliacrilamida con dodecil sulfato de 
sodio (SDS-PAGE) en gluteninas de 
alto peso molecular (HMW-GS high- 
molecular-weigt glutenin subunits) y 
gluteninas de bajo peso molecular
(LMW-GS low -m olecu lar-w eight 
glutenin subunits). Las HMW-GS se 
hallan codificadas por los loci Glu-A1, 
Glu-B1, y Glu-D1 localizados en el bra­
zo largo de los cromosomas 1 A, 1B y 1D 
(10 a 30 cM del centrómero) y las LMW- 
GS por los loci Glu-A3, Glu-B3, y Glu- 
D3 localizados en la región distal de los 
brazos cortos de los mismos 
cromosomas (Fig. 1)3'8.
La correlación entre HMW-GS es­
pecíficas y la calidad panadera ha sido 
estudiada extensamente en numero­
sas colecciones de cultivares prove­
nientes de diferentes regiones, en la 
progenie de cruzam ientos entre 
cultivares y en líneas isogénicas2,9,10. A 
partir de la suma de valores asignados 
a los alelos presentes en los Glu-A 1, Glu- 
B1 y Glu-Dl se estableció el índice de 
calidad panadera GLU-19 . Aunque el 
valor relativo asignado a los diferentes 
alelos de HMW-GS se ha verificado en 
numerosos estudios, la variación alélica 
conjunta en Glu-A1, Glu-B1 y Glu-D1 
explica en muchos casos menos del 
50% de la variación observada en la 
calidad panadera10. En un conjunto de 
20 cultivares argentinos la relación 
observada entre la composición de
14
subunidades en las HMW-GS y la ca­
lidad panadera coincidió por lo general 
con lo indicado por la literatura11aunque 
se detectaron numerosas excepciones12.
Estudios más recientes entre los 
que que se incluye el trabajo aquí 
presentado, han mostrado que una 
parte sustancial de la variación no ex­
plicada por las HMW-GS se halla de­
terminada por las LMW-GS. Si bien 
estas proteínas son de 2 a 4 veces más 
abundantes que las HMW-GS, es difícil 
establecer correlaciones entre las 
LMW-GS y los parámetros de calidad 
panadera debido a los patrones com­
plejos que se observan en SDS-PAGE.
Procedimientos simplificados para es­
tudiar estas subunidades13,14demostra- 
ron que la variación alélica en los loci de 
LMW-GS puede tener efectos sobre la 
calidad similares a los de las HMW- 
GS15-1® El estrecho ligamiento genético 
que existe entre los loci de gliadinas Gli- 
1 y LMW-GS Glu-3 (Fig. 1) determina 
que los loci de gliadinas también se 
encuentren corre lac ionados con 
parámetros de calidad3,8,20. Sin embar­
go, los estudios en que se separaron 
por recombinación los efectos de 
gliadinas y LMW-GS demostraron que 
estas últimas son las responsables de la 
sociación con factores de calidad pana­
dera.4, 21
15
cM
60
40
20
0
20
40
60
80
100
Loci de proteínas de reserva
1A 1B 1D 1BL/1RS
Gli-A 1 
Glu-A3
Gli-A 3
Glu-A 1
GU-B1
Glu-B3
GU-B3
Glu-B 1
. Gli-D 1 
GIU-D3
Glu-D1
GU-R1
GH-R3
Glu-B 1
Figura 1. Loci de proteínas de reserva. Las distancias entre loci son un 
promedio de las obtenidas en el cruzamiento Chínese Spring x Klein 32 y las 
publicadas por otros autores7,8’22"24
Particularmente importantes para 
la calidad panadera son las LMW-GS 
codificadas por Glu-B3 en el brazo corto 
del cromosoma 1B25. Cuando el brazo 
1BS de trigo es reemplazado por el 
brazo 1RS de centeno (translocación 
1BLV1 RS) las LMW-GS de locus Glu- 
B3 son reemplazadas por secalinas 
(Fig. 1) afectando negativamente la 
calidad panadera?6'32 Sin embargo, se 
ha observado una variación conside­
rable en la magnitud de estos efectos 
negativos sobre la calidad asociada a 
diferencias entre genotipos para los 
restantes alelos de proteínas de reser- 
va29,32,33 |_a may0n'a de |os trabajos
sobre el efecto de la translocación 1BL/
1 RS en la calidad panadera se basan 
en la comparación entre líneas o 
cultivares con y sin la translocación y 
por lo tanto no pueden discriminar en­
tre el efecto de la translocación y el del 
fondo genético. Una adecuada esti­
mación del efecto de la translocación
1BL/1 RS en la calidad panadera de los 
trigos argentinos es de particular im­
portancia dada la alta proporción de 
cultivares con la translocación 1 BL/1 RS 
entre los más difundidos en la década 
del '90.
La calidad panadera de los trigos 
argentinos ha sido tradicionalmente 
buena, pero a partir de la década del 
'70 con la incorporación del germo- 
plasma mejicano y el aumento de ren­
dimiento se comenzó a producir una 
paulatina disminución de dicha calidad. 
Para aprovechar la variabilidad genética 
en calidad panadera presente en el 
germoplasma argentino tradicional es 
necesario una eficiente manipulación 
de los determinantes genéticos de esta 
calidad en los programas de mejora­
miento. En este trabajo se describe la 
constitución alélica de las HMW-GS y 
las LMW-GS en los cultivares argenti­
nos y el efecto de diferentes combina­
ciones alélicas sobre los distintos
16
parámetros de calidad panadera. Se 
establece además la distribución de la 
translocación 1BL/1RS entre los 
cultivares locales y el efecto de la mis­
ma sobre la calidad mediante el uso de 
líneas isogénicas.
Es un supuesto básico de este tra­
bajo que el incremento estable de la 
calidad panadera de los trigos argenti­
nos sólo será posible con un adecuado 
conocimiento de las bases genéticas 
de la calidad. Es por ello que este 
trabajo se ha centrado en el desarrollo 
de nuevas herramientas y estrategias 
que permitan una adecuada manipu­
lación de los determinantes genéticos 
de la calidad panadera de los trigos 
argentinos.
CONCLUSIONES
1 - Una alta proporción de cultivares 
argentinos presentan una composición 
de HMW-GS óptima.
2 - La presencia de los alelos de 
HMW-GS 1 y 2* en Glu-A 1, 7+8 ó 17+18 
ó 13+16 en Glu-B1 y 5+10 en Glu-D1 
es necesaria pero no suficiente para 
determinar una alta calidad panadera 
en los cultivares argentinos.
3 - La detección de alelos de HMW- 
GS mediante RFLP se presenta como 
una metodología adicional para la 
manipulación de estos alelos durante 
los programas de mejoramiento.
4 - La manipulación de los loci Gli- 
B1 / Glu-B3 puede contribuir a incre­
mentar la calidad panadera como lo 
demuestra el efecto significativo de los 
alelos de Klein 32 y Cheyenne.
5 - Existe una amplia diversidad 
alélica que puede ser eficientemente 
caracterizada mediante el uso de
microsatélites localizados dentro de los 
loci codificantes para proteínas de re­
serva.
6 - La presencia de la translocación 
de centeno 1BL/1RS produce un efec­
to negativo sobre todos los parámetros 
de calidad en los cultivares argentinos.
7 - Los nuevos conocimientos so­
bre el efecto de diferentes variantes 
genéticas de proteínas de reserva so­
bre la calidad panadera unidos a la 
disponibilidad de nuevas tecnologías 
de marcadores moleculares para ma­
nipular duchas variantes, tienen el po­
tencial necesario para acelerar el me­
joramiento de la calidad panadera de 
los cultivares argentinos.
Nuevamente agradezco en nom­
bre de todos los integrantes de este 
equipo de trabajo la distinción de que 
hemos sido objeto y espero y deseo 
que podamos seguir siendo mere­
cedores de vuestra confianza.
17
REFERENCIAS
(1) Finney, K. F.; Yamazaki, W. T.; Youngs, V. L.; Rubenthaler, G.L. In Wheat and 
wheat improvement, E. G. Heyne, Ed.; American Society of Agronomy, Inc.: 
Madison, Wisconsin, USA., 1987; Vol. 13; pp 677.
(2) Schofield, J. D. In Wheat. Production, properties and quality; W. Bushk and V. 
F. Rasper, Ed.; Blakie Academic and Professional, Chapman & Hall: Glasqow, 
UK, 1994; pp 73.
(3) Singh, N. K.; Shepherd, K. W. Theoretical and Applied geneticsA988,75,628.
(4) Pogna, N. E.; Autran, J.-C.; Mellini, G.; Lafiandra, D.; Feillet, P. J. Cereal Sci. 
1990,11,15.
(5) Ruiz, M.; Carrillo. R. M. Theoretical and Applied Genetics 1993, 87, 353.
(6) Gale, M. D.; Atkinson. M.D.; Chinoy. C.N.; Harcourt, R.L.; Jia, J.; Li, Q. Y.; 
Devos, K. M. In Proceedings 8th International Wheat Genetic Symposium; China 
Agricultural Scientech Press: Beijin, 1995; pp 29.
(7) Dubcovsky, J.; Luo, M.-C.; Dvorak. J. Proceedings of National Academy of 
Sciences 1995, 92, 6645.
(8) Dubcovsky, J.; Dvorak, J. Genetics 1995, in press.
(9) Payne, P. I. Ann. Rev. Plant Physiol. 1987, 38,141.
(10) Weegels, P. L.; Hamer, R. J.; Schofield, J. D. Journal of Cereal Science 1996,
23, 1.
(11) Payne, P. I.; Nightingale, M.; Krattiger, A.; Holt, L. Journal of Science for Food 
and Agriculture 1987,40,51.
(12) Luquez, J. Revista de la Facultad de Agronomia, La Plata 1995, 71, 53.
(13) Singh, N. K.; Shepherd, K. W.; Cornish, G.B. J. Cereal Sci 1991, 14, 203.
(14) Gupta, R. B.; MacRitchie, F. Journal of Cereal Science 1991, 14, 105.
(15) Gupta, R. B.; Bekes, F.; Wrigley, C. W. Cereal Chemistry 1991, 68, 328.
(16) Khelifi, D.; Branlard, G. Journal of Cereal Science 1992, 16, 195.
(17) Gupta, R. B.; MacRitchie, F. Journal of Cereal Science 1994, 19, 19.
(18) Gupta, R. B.; Paul, J. G.; Cornish, G. B.; Palmer, G. A.; Bekes, F.; Rathjen, A.
J . Journal of Cereal Science 1S94, 19, 9.
(19) Pogna, N. E.; Redaelli, R.; Dachkevitch, T.; Curioni, A.; Dal Belin Peruffo, A. 
In Wheat. Production, properties and quality, W. BushukandV. F. Rasper, Ed.; 
Blakie Academic and Professional, Chapman & Hall: Glasgow, UK, 1994; pp 
128.
(20) Jacson, E. A.; Holt, L. M.; Payne, P. I. Theoretical and Applied Genetics 1983, 
66, 29.
(21) Metakovsky, E. V.; Wrigley, C. W.; Bekes, F.; Gupta, R. B. Aust. J. Agrie. Res. 
1990, 41, 289.
(22) Carrillo, J. M.; Vázquez, J. F.; Orellana, J. Theoretical and Applied Genetics 
1992, 84, 237.
(23) Dubcovsky, J.; Luo, M.-C.; Zhong, G.; Bransteiter, R.; Desai, A,; Kilian, A.; 
Kleinhofs, A.; Dvorak, J. Genetics 1996, in press,
(24) Van Deynze, A. E.; Dubcovsky, J.; Gill, K. S.; Nelson, J. C.; Sorrells, M. E.; 
Dvorak, J.; Gill, B. S.; Lagudah, E. S.; McCouch, S. R.; Appels, R. Genome 
1995, 38, 45.
(25) Gupta, R. B.; Shepherd, K. W. Theoretical and Applied Genetics 1990, 80, 65.
(26) Martín, D. J.; Stewaet, B. G. Euphytica 1986, 35, 225.
(27) Dhaliwal, A. S.; Mares, D. J.; Marshall, D. R. Cereal Chemistry 1987, 64, 72.
(28) Dhaliwal, A. S.; MacRitchie, F. Journal of Cereal Science 1990, 12, 113.
(29) Graybosch, R. A.; Peterson, C. J.; Hansen, L. E.; Mattern, P. J. Cereal Chemistry 
1990, 67, 342.
(30) Graybosch, R. A.; Peterson, C. J.; Hansen, L. E.; Worrall, D.: Shelton, D. R.; 
Lukaszewski, A ..Journal of Cereal Science 1993, 17, 95.
(31) Fenn, D.; Lukow, O. M,; Bushuk, W.; Depauw, E. M. Cereal Chemistry 1994, 
77, 189.
(32) Lee, J. H.; Graybosch, R. A.; Peterson, C. J. Theoretical and Applied Genetics 
1995,30, 105.
(33) Pena, R. J.; Amaya, A.; Rajaram, S.; Mujeeb-Kazi, A. Journal of Cereal Science 
1990, 12, 105.
ISSN 0327-8093
19


Spanish

Determinantes genéticos de la calidad panadera de los trigos argentinos

Servicio de Difusión de la Creación Intelectual

Palabras del Ing. Agr. Enrique Y. Suárez en nombre de los recipiendarios del Premio "Molinos Bruning 1996" * al trabajo titulado Determinantes Genéticos de la Calidad Panadera de los Trigos ArgentinosEl grupo que represento desea agradecer a la Academia Nacional de Agronomía y Veterinaria, así como a Molinos Bruning, este importante pre­mio a la ciencia argentina; en este caso referido al aspecto de la Calidad Pa­nadera del Trigo.Deseamos además destacar, la importancia de estos reconocimientos a la labor científica, en un ambiente donde otras actividades no creativas ni trascendentes, tienen hoy tanta difu­sión y recompensa, como podemos ver diariamente.En cuanto al tema motivo de este premio, creemos que el mismo ha constituido una excelente elección, muy oportuna e importante, para el momen­to que vive nuestro país, ante los diná­micos cambios internacionales de los mercados.El desarrollo del presente trabajo, comenzó unos 10 años atrás, si es que se puede establecer un inicio en una investigación científica. Como ocurre a menudo en ciencia, los cruzamientos iniciales, que dieran origen a una parte de los resultados, no fueron realizados para investigar calidad panadera en trigo, aunque estos fueron rápidamen­te aprovechados para continuar los desarrollos en este sentido.RESUMENLas gluteninas de alto (HMW-GS) y bajo (LMW-GS) peso molecular son las proteínas de reserva más importantes en la determinación de la calidad pa­nadera del trigo y su caracterización es indispensable para una eficiente ma­nipulación de la calidad durante el mejoramiento. En este trabajo se de­terminó la composición de HMW-GS mediante SDS-PAGE y marcadores moleculares en 112 cultivares argenti­nos y se calculó el índice de calidad GLU-1. Se encontró una alta frecuen­cia de los alelos con índice máximo en las HMW-GS de los loci GÍU-A1 (96%), Glu-Bl (72%), y GIu-D1 (88%) lo que determinó que el 63 % de los cultivares estudiados presenten una composición óptima de HMW-GS (GLU-1 = 10). La correlación positiva entre el índice GLU- 1 y la calidad panadera en tres subconjuntos de cultivares argentinos confirmaron el valor predictivo de este índice. Sin embargo, el bajo porcentaje de variación en calidad explicado por las HMW-GS mostró la necesidad de incluir otros factores genéticos para una eficiente manipulación de la cali­dad panadera. Con este fin se descri­bió la composición de LMW-GS para los mismos cultivares mediante el uso* Jorge Dubcovsky,1 L. Bullrich? M. Echaide,1 A.R. Schiatterà M. Manifesto? G. Tranquilli) L. Pfluger] S. FeingoldpA. J. Bameix'? E. H. Hopp,2E. Y. Suárez.11- Instituto de Recursos Biológicos - CIRN, INTA, Villa Udaondo, 1712 Castelar, Bs. As.2- Intituto de Biotecnología - CICV, INTA, Castelar.3- CYBYF. Facultad de Agronomía -UBA, Avda. San Martín 4453, (1417) Buenos Aires.13de microsatélites. Se observaron 11 alelos diferentes para las LMW-GS del cromosoma 1 AS y 10 alelos para las glíadinas del cromosoma 1BS estre­chamente ligadas a las LMW-GS del mismo cromosoma. Estudios en dos poblaciones segregantes demostraron un efecto significativo de los alelos de LMW-GS del cromosoma 1B sobre la calidad panadera. Se estudió además el efecto de la eliminación de las LMW- GS del cromosoma 1B y la incorpora­ción de secalinas en materiales con latranslocación de centeno 1BL/1RS. Estudios comparativos entre cultivares argentinos con y sin la translocación 1BL/1RS y entre líneas isogénicas con y sin la translocación demostraron el efecto negativo de esta translocación sobre los parámetros de calidad pana­dera analizados. Se presentan en este trabajo nuevas herramientas y estra­tegias que permitirán una adecuada manipulación de los determinantes genéticos de la calidad panadera de los trigos argentinos.INTRODUCCIONLa calidad panadera del trigo está determinada tanto por factores am­bientales (pre y post cosecha) como por factores intrínsecos del cultivar re­lacionados principalmente con la can­tidad y composición de las proteínas de reserva1. Las gliadinas y gluteninas son las proteínas de reserva más im­portantes en la determinación de la calidad panadera debido a que son las responsables de las propiedades visco- elásticas de la masa. Las gliadinas son proteínas monoméricas mientras que las g lu ten inas son proteínas poliméricas de alto peso molecular cuyos componentes polipeptídicos se hallan ligados entre sí mediante enla­ces disulfuro. Esta estructura polimèrica es responsable de la capacidad de retención de CO2 de la masa y en consecuencia del marcado efecto de las gluteninas sobre la calidad pana­dera^Las gluteninas se han dividido de acuerdo a su movilidad en geles de poliacrilamida con dodecil sulfato de sodio (SDS-PAGE) en gluteninas de alto peso molecular (HMW-GS high- molecular-weigt glutenin subunits) y gluteninas de bajo peso molecular(LMW-GS low -m olecu lar-w eight glutenin subunits). Las HMW-GS se hallan codificadas por los loci Glu-A1, Glu-B1, y Glu-D1 localizados en el bra­zo largo de los cromosomas 1 A, 1B y 1D (10 a 30 cM del centrómero) y las LMW- GS por los loci Glu-A3, Glu-B3, y Glu- D3 localizados en la región distal de los brazos cortos de los mismos cromosomas (Fig. 1)3'8.La correlación entre HMW-GS es­pecíficas y la calidad panadera ha sido estudiada extensamente en numero­sas colecciones de cultivares prove­nientes de diferentes regiones, en la progenie de cruzam ientos entre cultivares y en líneas isogénicas2,9,10. A partir de la suma de valores asignados a los alelos presentes en los Glu-A 1, Glu- B1 y Glu-Dl se estableció el índice de calidad panadera GLU-19 . Aunque el valor relativo asignado a los diferentes alelos de HMW-GS se ha verificado en numerosos estudios, la variación alélica conjunta en Glu-A1, Glu-B1 y Glu-D1 explica en muchos casos menos del 50% de la variación observada en la calidad panadera10. En un conjunto de 20 cultivares argentinos la relación observada entre la composición de14subunidades en las HMW-GS y la ca­lidad panadera coincidió por lo general con lo indicado por la literatura11aunque se detectaron numerosas excepciones12.Estudios más recientes entre los que que se incluye el trabajo aquí presentado, han mostrado que una parte sustancial de la variación no ex­plicada por las HMW-GS se halla de­terminada por las LMW-GS. Si bien estas proteínas son de 2 a 4 veces más abundantes que las HMW-GS, es difícil establecer correlaciones entre las LMW-GS y los parámetros de calidad panadera debido a los patrones com­plejos que se observan en SDS-PAGE.Procedimientos simplificados para es­tudiar estas subunidades13,14demostra- ron que la variación alélica en los loci de LMW-GS puede tener efectos sobre la calidad similares a los de las HMW- GS15-1® El estrecho ligamiento genético que existe entre los loci de gliadinas Gli- 1 y LMW-GS Glu-3 (Fig. 1) determina que los loci de gliadinas también se encuentren corre lac ionados con parámetros de calidad3,8,20. Sin embar­go, los estudios en que se separaron por recombinación los efectos de gliadinas y LMW-GS demostraron que estas últimas son las responsables de la sociación con factores de calidad pana­dera.4, 2115cM604020020406080100Loci de proteínas de reserva1A 1B 1D 1BL/1RSGli-A 1 Glu-A3Gli-A 3Glu-A 1GU-B1Glu-B3GU-B3Glu-B 1. Gli-D 1 GIU-D3Glu-D1GU-R1GH-R3Glu-B 1Figura 1. Loci de proteínas de reserva. Las distancias entre loci son un promedio de las obtenidas en el cruzamiento Chínese Spring x Klein 32 y las publicadas por otros autores7,8’22"24Particularmente importantes para la calidad panadera son las LMW-GS codificadas por Glu-B3 en el brazo corto del cromosoma 1B25. Cuando el brazo 1BS de trigo es reemplazado por el brazo 1RS de centeno (translocación 1BLV1 RS) las LMW-GS de locus Glu- B3 son reemplazadas por secalinas (Fig. 1) afectando negativamente la calidad panadera?6'32 Sin embargo, se ha observado una variación conside­rable en la magnitud de estos efectos negativos sobre la calidad asociada a diferencias entre genotipos para los restantes alelos de proteínas de reser- va29,32,33 |_a may0n'a de |os trabajossobre el efecto de la translocación 1BL/1 RS en la calidad panadera se basan en la comparación entre líneas o cultivares con y sin la translocación y por lo tanto no pueden discriminar en­tre el efecto de la translocación y el del fondo genético. Una adecuada esti­mación del efecto de la translocación1BL/1 RS en la calidad panadera de los trigos argentinos es de particular im­portancia dada la alta proporción de cultivares con la translocación 1 BL/1 RS entre los más difundidos en la década del '90.La calidad panadera de los trigos argentinos ha sido tradicionalmente buena, pero a partir de la década del '70 con la incorporación del germo- plasma mejicano y el aumento de ren­dimiento se comenzó a producir una paulatina disminución de dicha calidad. Para aprovechar la variabilidad genética en calidad panadera presente en el germoplasma argentino tradicional es necesario una eficiente manipulación de los determinantes genéticos de esta calidad en los programas de mejora­miento. En este trabajo se describe la constitución alélica de las HMW-GS y las LMW-GS en los cultivares argenti­nos y el efecto de diferentes combina­ciones alélicas sobre los distintos16parámetros de calidad panadera. Se establece además la distribución de la translocación 1BL/1RS entre los cultivares locales y el efecto de la mis­ma sobre la calidad mediante el uso de líneas isogénicas.Es un supuesto básico de este tra­bajo que el incremento estable de la calidad panadera de los trigos argenti­nos sólo será posible con un adecuado conocimiento de las bases genéticas de la calidad. Es por ello que este trabajo se ha centrado en el desarrollo de nuevas herramientas y estrategias que permitan una adecuada manipu­lación de los determinantes genéticos de la calidad panadera de los trigos argentinos.CONCLUSIONES1 - Una alta proporción de cultivares argentinos presentan una composición de HMW-GS óptima.2 - La presencia de los alelos de HMW-GS 1 y 2* en Glu-A 1, 7+8 ó 17+18 ó 13+16 en Glu-B1 y 5+10 en Glu-D1 es necesaria pero no suficiente para determinar una alta calidad panadera en los cultivares argentinos.3 - La detección de alelos de HMW- GS mediante RFLP se presenta como una metodología adicional para la manipulación de estos alelos durante los programas de mejoramiento.4 - La manipulación de los loci Gli- B1 / Glu-B3 puede contribuir a incre­mentar la calidad panadera como lo demuestra el efecto significativo de los alelos de Klein 32 y Cheyenne.5 - Existe una amplia diversidad alélica que puede ser eficientemente caracterizada mediante el uso demicrosatélites localizados dentro de los loci codificantes para proteínas de re­serva.6 - La presencia de la translocación de centeno 1BL/1RS produce un efec­to negativo sobre todos los parámetros de calidad en los cultivares argentinos.7 - Los nuevos conocimientos so­bre el efecto de diferentes variantes genéticas de proteínas de reserva so­bre la calidad panadera unidos a la disponibilidad de nuevas tecnologías de marcadores moleculares para ma­nipular duchas variantes, tienen el po­tencial necesario para acelerar el me­joramiento de la calidad panadera de los cultivares argentinos.Nuevamente agradezco en nom­bre de todos los integrantes de este equipo de trabajo la distinción de que hemos sido objeto y espero y deseo que podamos seguir siendo mere­cedores de vuestra confianza.17REFERENCIAS(1) Finney, K. F.; Yamazaki, W. T.; Youngs, V. L.; Rubenthaler, G.L. In Wheat and wheat improvement, E. G. Heyne, Ed.; American Society of Agronomy, Inc.: Madison, Wisconsin, USA., 1987; Vol. 13; pp 677.(2) Schofield, J. D. In Wheat. Production, properties and quality; W. Bushk and V. F. Rasper, Ed.; Blakie Academic and Professional, Chapman & Hall: Glasqow, UK, 1994; pp 73.(3) Singh, N. K.; Shepherd, K. W. Theoretical and Applied geneticsA988,75,628.(4) Pogna, N. E.; Autran, J.-C.; Mellini, G.; Lafiandra, D.; Feillet, P. J. Cereal Sci. 1990,11,15.(5) Ruiz, M.; Carrillo. R. M. Theoretical and Applied Genetics 1993, 87, 353.(6) Gale, M. D.; Atkinson. M.D.; Chinoy. C.N.; Harcourt, R.L.; Jia, J.; Li, Q. Y.; Devos, K. M. In Proceedings 8th International Wheat Genetic Symposium; China Agricultural Scientech Press: Beijin, 1995; pp 29.(7) Dubcovsky, J.; Luo, M.-C.; Dvorak. J. Proceedings of National Academy of Sciences 1995, 92, 6645.(8) Dubcovsky, J.; Dvorak, J. Genetics 1995, in press.(9) Payne, P. I. Ann. Rev. Plant Physiol. 1987, 38,141.(10) Weegels, P. L.; Hamer, R. J.; Schofield, J. D. Journal of Cereal Science 1996,23, 1.(11) Payne, P. I.; Nightingale, M.; Krattiger, A.; Holt, L. Journal of Science for Food and Agriculture 1987,40,51.(12) Luquez, J. Revista de la Facultad de Agronomia, La Plata 1995, 71, 53.(13) Singh, N. K.; Shepherd, K. W.; Cornish, G.B. J. Cereal Sci 1991, 14, 203.(14) Gupta, R. B.; MacRitchie, F. Journal of Cereal Science 1991, 14, 105.(15) Gupta, R. B.; Bekes, F.; Wrigley, C. W. Cereal Chemistry 1991, 68, 328.(16) Khelifi, D.; Branlard, G. Journal of Cereal Science 1992, 16, 195.(17) Gupta, R. B.; MacRitchie, F. Journal of Cereal Science 1994, 19, 19.(18) Gupta, R. B.; Paul, J. G.; Cornish, G. B.; Palmer, G. A.; Bekes, F.; Rathjen, A.J . Journal of Cereal Science 1S94, 19, 9.(19) Pogna, N. E.; Redaelli, R.; Dachkevitch, T.; Curioni, A.; Dal Belin Peruffo, A. In Wheat. Production, properties and quality, W. BushukandV. F. Rasper, Ed.; Blakie Academic and Professional, Chapman & Hall: Glasgow, UK, 1994; pp 128.(20) Jacson, E. A.; Holt, L. M.; Payne, P. I. Theoretical and Applied Genetics 1983, 66, 29.(21) Metakovsky, E. V.; Wrigley, C. W.; Bekes, F.; Gupta, R. B. Aust. J. Agrie. Res. 1990, 41, 289.(22) Carrillo, J. M.; Vázquez, J. F.; Orellana, J. Theoretical and Applied Genetics 1992, 84, 237.(23) Dubcovsky, J.; Luo, M.-C.; Zhong, G.; Bransteiter, R.; Desai, A,; Kilian, A.; Kleinhofs, A.; Dvorak, J. Genetics 1996, in press,(24) Van Deynze, A. E.; Dubcovsky, J.; Gill, K. S.; Nelson, J. C.; Sorrells, M. E.; Dvorak, J.; Gill, B. S.; Lagudah, E. S.; McCouch, S. R.; Appels, R. Genome 1995, 38, 45.(25) Gupta, R. B.; Shepherd, K. W. Theoretical and Applied Genetics 1990, 80, 65.(26) Martín, D. J.; Stewaet, B. G. Euphytica 1986, 35, 225.(27) Dhaliwal, A. S.; Mares, D. J.; Marshall, D. R. Cereal Chemistry 1987, 64, 72.(28) Dhaliwal, A. S.; MacRitchie, F. Journal of Cereal Science 1990, 12, 113.(29) Graybosch, R. A.; Peterson, C. J.; Hansen, L. E.; Mattern, P. J. Cereal Chemistry 1990, 67, 342.(30) Graybosch, R. A.; Peterson, C. J.; Hansen, L. E.; Worrall, D.: Shelton, D. R.; Lukaszewski, A ..Journal of Cereal Science 1993, 17, 95.(31) Fenn, D.; Lukow, O. M,; Bushuk, W.; Depauw, E. M. Cereal Chemistry 1994, 77, 189.(32) Lee, J. H.; Graybosch, R. A.; Peterson, C. J. Theoretical and Applied Genetics 1995,30, 105.(33) Pena, R. J.; Amaya, A.; Rajaram, S.; Mujeeb-Kazi, A. Journal of Cereal Science 1990, 12, 105.ISSN 0327-809319

http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/30593/Documento_completo.pdf?sequence=1

Determinantes genéticos de la calidad panadera de los trigos argentinos

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

SEDICI - Repositorio de la UNLP

Servicio de Difusión de la Creación Intelectual