Sistemas de fenotipado para la evaluación de las respuestas al estrés salino en Lotus

Abstract

La tolerancia al estrés salino es un carácter complejo determinado por la sumatoria de los efectos de numerosos genes, cuya identificación es necesaria para la definición de estrategias de mejoramiento. En este sentido, el uso de plantas modelo genotipadas y la disponibilidad de métodos de fenotipado masivo son útiles para asistir a los programas de mejoramiento. Lotus japonicus (Regel) K. Larsen es un modelo de leguminosa con nodulación determinada, que puede ser utilizada en la identificación de determinantes genéticos en programas de mejoramiento de Lotus y otras leguminosas forrajeras. En este trabajo, para establecer un sistema de cultivo adecuado para el fenotipado masivo, se compararon cuatro sistemas experimentales para evaluar respuestas a estrés salino: placas, pouch, hidroponía y macetas. Los resultados obtenidos permitieron elegir el sistema de hidroponía como el más adecuado para evaluar el estrés salino, dado que se pudieron establecer diferencias en las respuestas fisiológicas basadas en parámetros de crecimiento y desarrollo en los genotipos Lotus japonicus Gifu y Lotus burttii. Además, el sistema de hidroponía permitió discriminar respuestas en una población de líneas recombinantes puras (RILs), producto del cruzamiento de Lotus japonicus Gifu x Lotus burttii. Contar con un sistema de cultivo que permita realizar de manera precisa el fenotipado masivo de plantas, es necesario para identificar regiones del genoma implicadas en las respuestas a estrés salino.

Salt stress tolerance is a complex trait which is determined by the additive effects of several genes whose identification is necessary to define improvement strategies. In this sense, the use of model plants genotyped and the availability of massive phenotyping methods are useful to assist breeding programs. Lotus japonicus (Regel) K. Larsen has been adopted as a determined nodulating legume model, which can be used for identification of the genetic determinants in the breeding program of Lotus and other forage legumes. In this work, in order to establish a growth system suitable for massive phenotyping, we compared four experimental systems for evaluating saline stress responses: plates, pouch, hydroponic and pots. Results allow to choose the hydroponic system as the most suitable for evaluating saline stress, since it is able to establish differences in responses based on physiological parameters of growth and development in Lotus japonicus (Gifu) and Lotus burttii genotypes. Moreover, the hydroponic system allowed to discriminate the responses in a population of recombinant inbreed lines (RILs) originated by the crossing of Lotus japonicus Gifu x Lotus burttii. Having a culture system that allows precise and massive phenotyping is necessary for detecting genomic regions involved in the responses to saline stress.