Tesis doctoral de Ana María Adalid Martínez
El tomate es una de las hortalizas más consumidas a lo largo del año en todo el mundo. Por esta razón, se ha convertido en una fuente importante de minerales y componentes nutraceúticos (principalmente carotenoides y vitamina c), que tienen un papel clave en la salud humana. Recientemente se ha demostrado la importancia de las vitaminas y carotenoides del tomate en la prevención de ciertos cánceres y enfermedades cardiovasculares que, debido al estilo de vida actual, tienen un gran impacto en la mortalidad humana. Este hecho hace que los trabajos destinados a mejorar el valor nutraceútico del tomate sean de sumo interés. en los últimos años, la fao y el bioversity international (anteriormente plant genetics resource institute) están promoviendo el uso de la biodiversidad en aras de contribuir a la sanidad y seguridad en la alimentación humana, así como al desarrollo sostenible. Siguiendo esta recomendación, el primer trabajo de esta tesis contribuyó al campo de la biodiversidad, nutrición y composición de los alimentos, evaluando el contenido en carotenoides y ácido ascórbico en una colección de cultivares de tomate infrautilizadas y especies relacionadas para promover su uso (directamente en campo o como fuentes de variabilidad para la obtención de nuevos cultivares). Se evaluaron un total de 49 entradas (14 entradas de tomate común, 28 de tomate tipo cherry y 7 de la especie relacionada solanum pimpinellifolium) provenientes de 24 países. Se seleccionaron 14 entradas tipo cherry y 2 de tomate común por su alto y equilibrado valor nutraceútico, resultando de gran interés para consumo humano. Además, 2 entradas tipo cherry con alrededor de 1,5 veces la media normal de ácido ascórbico, y 1 de s. Pimpinelllifolium con más de 9 veces el contenido normal de licopeno, podrían ser de interés como parentales donantes en programas de mejora para aumentar las propiedades nutraceúticas de variedades comerciales. una vez que se han identificado fuentes de variabilidad para alta acumulación de licopeno, íY-caroteno y ácido ascórbico, es necesario evaluar su potencial real de mejora en diversos ambientes y ciclos de cultivo con el fin de concretar la contribución del genotipo, el ambiente y su interacción en la expresión de estos caracteres. También es importante determinar su control genético y modo de herencia para poder usarlos eficazmente en programas de mejora. En el segundo trabajo de esta tesis, se evaluaron 10 entradas preseleccionadas como potencialmente interesantes en 3 ambientes de cultivo. El contenido de licopeno, íY-caroteno y ácido ascórbico fue muy alto en varios entradas (hasta 281, 35 y 346 mg kg-1 respectivamente). Las diferencias encontradas en los tres ambientes estudiados (con algunas condiciones estresantes en varios casos) tuvieron una influencia destacable en la expresión fenotípica de los caracteres analizados. Sin embargo, el efecto genotípico tuvo la mayor contribución al fenotipo junto a una considerable interacción con el ambiente. En programas de mejora será posible seleccionar genotipos de élite con alto contenido en licopeno y íY-caroteno, ya que ambos caracteres tienen una elevada correlación genética, pero siempre recomendando ensayos en múltiples ambientes para seleccionar de forma eficaz. En cambio, la mejora del contenido de ácido ascórbico será más difícil porque la interferencia de factores incontrolados enmascara el potencial genético real y dificulta la selección. Entre las entradas evaluadas, destacaron cuatro por su sorprendente potencial genético en la acumulación de compuestos nutraceúticos. Tres de ellas pertenecen a s. Pimpinellifolium (cdp1568, cdp7090 y cdp9822) y podrán ser usadas como parentales donantes en la mejora del contenido de carotenoides del tomate cultivado. La entrada cdp4777 (s.Lycopersicon var cerasifome) mostró un alto potencial genotípico para acumular íY-caroteno y ácido ascórbico y alta estabilidad en su expresión en los ambientes estudiados, por lo que podría usarse tanto como parental donante en programas de mejora como para consumo directo en mercados de calidad. De estas entradas, se seleccionó la cdp4777 por ser de la misma especie que el tomate cultivado, para analizar con detalle su control genético y modo de herencia en la acumulación de íY-caroteno y ácido ascórbico. Como parental femenino se empleó la línea de mejora cpd8779 (ya evaluada en el trabajo anterior) y la entrada cdp4777 como parental masculino, obteniéndose sus descendencias f1, f2, bc1 y bc2. El estudio se llevó a cabo simultáneamente en dos localidades con dos modalidades de cultivo distintas (aire libre y protegido bajo invernadero). El control genético de las expresiones de íY-caroteno y ácido ascórbico se estudió mediante un modelo aditivo, dominante y aditivo x aditivo (adaa) que incluyó las interacciones genotipo x ambiente. Los resultados indicaron que la acumulación de íY-caroteno fue principalmente aditiva (32,2% de la componente genética) con una pequeña componente dominante (4,2%) y una importante contribución de la interacción axe (63,6%). Esta interacción, en ambientes con temperaturas moderadas a altas y sin baja radiación , podría aumentar el contenido de íY-caroteno. Este carácter mostró una heredabilidad en sentido estricto alta (h2=0,62). La acumulación de ácido ascórbico fue también principalmente adititiva (61,7% de la componente genética) con una componente epistática menor (21,5%) que causó una heterosis negativa que redujo el efecto aditivo principal. Sin embargo, en el ambiente descrito, la contribución de la interacción axe (16,8%) podría aumentar el contenido de ácido ascórbico y compensar el efecto de heterosis negativo. Para este carácter, la heredabilidad en sentido estricto total se puede considerar buena (h2=0,52). En conclusión, la entrada cdp4777 es un parental donante muy interesante para la mejora conjunta del contenido de íY-caroteno y ácido ascórbico en programas de mejora del valor nutracéutico de tomate comercial, ya que los híbridos f1 derivados de ella pueden llegar a quintuplicar el contenido de íY-caroteno comúnmente aceptado como normal, incrementando ligeramente el contenido de ácido ascórbico respecto del de la línea de mejora utilizada como genitor femenino y sin disminuir la capacidad de acumulación de licopeno. en fases avanzadas del programa de mejora donde las diferencias entre contenidos de carotenoides son más sutiles, se necesitaría una técnica analítica separativa rápida y precisa. Una primera opción sería el uso de una técnica ampliamente extendida y popular como el hplc. Sin embargo, el largo tiempo de análisis, la cantidad de solventes utilizados y el alto coste de las columnas de esta técnica, hizo que se planteara el desarrollo de un método de análisis mediante electrocromatografía capilar (cec) con una columna monolítica basada en esteres de lauril metacrilato. La separación de estos analitos fue llevada a cabo en menos de 5 minutos con una fase móvil que contenía 35% tetrahidrofurano, 30% acetonitrilo, 30% metanol, y 5% de un tampón acuoso 5 mm tris a ph 8. El límite de detección y la reproducibilidad de este método fueron inferiores a 1,6 mg/ml y 7,2% respectivamente.
Datos académicos de la tesis doctoral «Mejora de la calidad nutritiva del tomate: búsqueda de fuentes de variabilidad, estudio de la influencia del ambiente y determinación del control genético.«
- Título de la tesis: Mejora de la calidad nutritiva del tomate: búsqueda de fuentes de variabilidad, estudio de la influencia del ambiente y determinación del control genético.
- Autor: Ana María Adalid Martínez
- Universidad: Politécnica de Valencia
- Fecha de lectura de la tesis: 22/09/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Salvador Roselló Ripollés
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Jaime Prohens tomás
- María Elena Cartea gonzález (vocal)
- José Francisco Vázquez muñiz (vocal)
- Luis Miguel Martín martín (vocal)