Granada, Spain
March 3, 2017
A team of Spanish scientists, with the participation of the University of Granada, has carried out the first durum wheat genetic, phenotypic and geographic adaptation study to date. Durum wheat is mostly used for the production of pasta and semolina in the Mediterranean area.
The researchers have phenotyped a collection of 172 of durum wheat local varieties (landraces) from 21 Mediterranean countries, cultivated along with 20 modern varieties in 6 environments of the north and south of Spain.
Durum wheat is one of the typical Mediterranean crops, given that it requires moderately dry environments with high temperature and radiation during grain growth for its optimum production and quality. Domesticated during the Neolithic Revolution in the Fertile Crescent (Syria, Turkey and Lebanon), as well as bread wheat, durum wheat spread throughout the Mediterranean basin more than 10000 years ago until arriving to Spain, leaving diverse landraces in its path through each region. The geographically closer they were to their center of origin, the genetically closer they were to wild varieties.
Genetic association studies aim to establish the statistical relationship between certain genetic variables and the phenotypic characters they determine, allowing to establish consanguinity relationships between plant populations. Additionally. it allows to establish which genetic characteristics are decisive for the expression of phenotypic traits of interest for the genetic improvement and adaptation of crops to the environmental conditions resulting from global climate change.
The phenotypic traits studied in this work include, among others, flowering time, biomass, drought resistance, foliar architecture, photosynthesis, proteins, yield, and yield components.
The genetic (or genotyping) study was carried out with 44 microsatellites (SSRs) that identified 448 alleles (each of the alternative forms that the same gene may have, which differ in their sequence and that can be manifested in specific modifications of the function that said gene has). 226 of said alleles appeared with a frequency lower than 5%, and there were 10 alleles per locus on average (a fixed position on a chromosome, such as the position of a gene or a genetic marker).
Five genetic subpopulations
The statistical study has allowed the division of wheat into five genetic subpopulations, one with all modern cultivars and another four closely related to the geographical origin of local varieties: Eastern Mediterranean, Eastern Balkans and Turkey, Western Balkans and Egypt, and Western Mediterranean.
This is the first published study which uses local varieties of Mediterranean durum wheat as well as modern cultivars, showing a solid relationship between genetic and phenotypic populations and the connection of both to the geographical origin of landraces.
In addition, the results of the study have shown that using the correct amount of markers, correctly distributing them in the genome, and if the phenotyping is adequately carried out, great similarities can be found between genetic distances and the adaptive response of durum wheat to different environments, including those derived from the global climate change.
The study has been carried out for three years by a multidisciplinary team composed of geneticists from the Agroalimentary Technology Research Institute of Lérida, the Agrogenomics Center of Barcelona, and the department of Plant Physiology at the University of Granada.
http://canal.ugr.es/noticia/scientists-make-the-first-genetic-radiography-of-the-wheat-used-to-make-pasta-studying-wheat-from-21-mediterranean-countries/
Full bibliographic information
Soriano, JM ; Villegas, D; Aranzana, MJ; Garcia del Moral, LF; Royo, C. Genetic Structure of Modern Durum Wheat Cultivars and Mediterranean Landraces Matches with Their Agronomic Performance. Plos ONE, 11(8), Agosto 2016. e0160983. DOI: 10.1371/journal.pone.0160983.
Ver artículo completo en: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0160983
Científicos realizan la primera ‘radiografía genética’ del trigo que se emplea para elaborar la pasta en 21 países del Mediterráneo
Investigadores de la UGR publican un artículo en la revista ‘Plos ONE’ para estudiar las relaciones entre los factores genéticos, fenotípicos y de adaptación geográfica de un conjunto de variedades de trigo duro procedentes de la cuenca mediterránea y las relaciones entre ellos
Los resultados demuestran que la diversidad genética del trigo duro aumenta de este a oeste en la cuenca del Mediterráneo, de acuerdo con el patrón de dispersión del trigo desde su área de domesticación
Un equipo de científicos españoles, en el que participa la Universidad de Granada, ha llevado a cabo el primer estudio genético, fenotípico y de adaptación geográfica realizado hasta la fecha del trigo duro, usado mayoritariamente para la elaboración de pastas y sémolas en el área mediterránea.
Los investigadores han fenotipado una colección formada por 172 variedades locales de trigo duro procedentes de 21 países mediterráneos, cultivadas junto con 20 variedades modernas en 6 ambientes del Norte y Sur de España.
El trigo duro es uno de los cultivos típicamente mediterráneos, ya que para su óptima producción y calidad requiere ambientes moderadamente secos y con elevada temperatura y radiación durante el crecimiento de los granos. Domesticado durante la Revolución Neolítica en el Creciente Fértil (Siria, Turquía y Líbano), al igual que el trigo panadero, se extendió hace más de 10000 años por toda la cuenca mediterránea hasta llegar a España, dejando a su paso por cada región, diversas variedades locales o “landraces” genéticamente más próximas a las variedades silvestres cuanto más cerca están de su centro de origen.
Los estudios de asociación genética pretenden establecer la relación estadística entre ciertas variables genéticas y aquellos caracteres fenotípicos que determinan, permitiendo en las plantas averiguar relaciones de consanguinidad entre poblaciones y establecer qué características genéticas son decisivas para la expresión de caracteres fenotípicos de interés en la mejora genética para la adaptación de los cultivos a las condiciones ambientales derivadas del cambio climático global.
Los rasgos fenotípicos estudiados en este trabajo incluyen, entre otros, épocas de floración, biomasa, resistencia a sequía, arquitectura foliar, fotosíntesis, proteínas y rendimiento y sus componentes.
El estudio genético o genotipado se ha realizado con 44 microsatélites (SSRs) que identificaron 448 alelos (cada una de las formas alternativas que puede tener un mismo gen que se diferencian en su secuencia y que se puede manifestar en modificaciones concretas de la función de ese gen), 226 de ellos con una frecuencia menor que el 5%, y 10 alelos por locus (una posición fija en un cromosoma, como la posición de un gen o de un marcador genético) en promedio.
Cinco subpoblaciones genéticas
El estudio estadístico ha permitido dividir los trigos en cinco subpoblaciones genéticas, una con todos los cultivares modernos y otras cuatro muy relacionadas con el origen geográfico de las variedades locales, es decir, el este del Mediterráneo, los Balcanes orientales y Turquía, Balcanes occidentales y Egipto, y el Mediterráneo occidental.
Este es el primer estudio publicado utilizando variedades locales de trigo duro del Mediterráneo y cultivares modernos que muestran una relación fiable entre estructuras de las poblaciones genéticas y fenotípicas, y la conexión de ambos con el origen geográfico de las variedades locales.
Además, los resultados del estudio demuestran que cuando se utilizan marcadores apropiados en número y bien distribuidos en el genoma, y el fenotipado se lleva a cabo de manera adecuada, pueden encontrarse grandes similitudes entre las distancias genéticas y la respuesta adaptativa del trigo duro a diferentes ambientes, incluyendo los derivados del cambio climático global.
El estudio ha sido realizado durante tres años por un equipo multidisciplinar integrado por genetistas del Instituto de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Lérida, del Centro de Agrigenómica de Barcelona y del departamento de Fisiología Vegetal de la Universidad de Granada.
http://canal.ugr.es/noticia/cientificos-realizan-la-primera-radiografia-genetica-del-trigo-se-emplea-elaborar-la-pasta-21-paises-del-mediterraneo/
Full bibliographic information
Soriano, JM ; Villegas, D; Aranzana, MJ; Garcia del Moral, LF; Royo, C. Genetic Structure of Modern Durum Wheat Cultivars and Mediterranean Landraces Matches with Their Agronomic Performance. Plos ONE, 11(8), Agosto 2016. e0160983. DOI: 10.1371/journal.pone.0160983.
Ver artículo completo en: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0160983
Des scientifiques réalisent la première “radiographie génétique” du blé qui s’emploie pour élaborer la pâte dans 21 pays de la Méditerranée
Des chercheurs de l’UGR ont publié un article dans la revue Plos One qui étudie les rapports génétiques, phénotypiques et d’adaptation géographique d’un ensemble de variétés de blé dur provenant du bassin méditerranéen, ainsi que les rapports entre elles
Les résultats démontrent que la diversité génétique du blé dur augmente d’est à ouest dans le bassin méditerranéen, conformément au patron de dispersion du blé depuis son aire de domestication
Une équipe de scientifiques espagnols, à laquelle participe l’Université de Grenade, a mené à bien la première étude génétique, phénotypique et d’adaptation géographique réalisée à cette date du blé dur, surtout utilisé pour l’élaboration de pâtes et de semoules dans l’aire méditerranéenne.
Les chercheurs ont phénotypé un ensemble de 172 variétés locales de blé dur provenant de 21 pays méditerranéens, cultivées en même temps que 20 variétés modernes dans 6 environnements du nord et du sud de l’Espagne.
Le blé dur est une des cultures typiquement méditerranéennes, étant donné que sa production optimale et sa qualité requièrent un environnement moyennement sec, une température et une radiation élevées au cours de la croissance des graines. Domestiqué pendant la Révolution Néolithique dans le Croissant Fertile (Syrie, Turquie et Liban), de même que le blé pour pain, il s’est répandu il y a plus de 10.000 ans dans tout le bassin méditerranéen jusqu’en Espagne, laissant sur son passage de chaque région diverses variétés locales ou “landraces” génétiquement plus proches des variétés sylvestres en fonction de la proximité de leur centre d’origine.
Les études sur association génétique prétendent établir un rapport statistique entre certaines variables génétiques et les caractères phénotypiques qu’elles déterminent, tout en permettant de vérifier par le biais des plantes des rapports de consanguinité entre les populations, et d’établir quelles caractéristiques sont décisives quant à l’expression de caractères phénotypiques influant sur l’amélioration génétique pour l’adaptation des cultures aux conditions environnementales dérivées du changement climatique global.
Les traits phénotypiques étudiés dans ce travail incluent, entre autres, époques de floraison, biomasse, résistance à la sécheresse, architecture foliaire, photosynthèse, protéines, rendement et leurs composants.
L’étude génétique ou génotypée a été menée à bien avec 44 microsatellites (SSRs) qui ont identifié 448 allèles (chacune des formes alternatives pouvant posséder un même gène, qui se différencient dans leur séquence et qui peut se manifester par des modifications concrètes de la fonction dudit gène), dont 226 avec une fréquence inférieure à 5%, et une moyenne de 10 allèles par locus (une position fixe dans un chromosome, comme la position d’un gène ou d’un marqueur génétique).
Cinq sous-populations génétiques
L’étude statistique a permis de d’établir cinq sous-populations génétiques de blé, l’une d’entre elles présente dans toutes les cultures modernes, et quatre autres très proches de l’origine géographique des variétés locales, c’est-à-dire, l’est de la Méditerranée, les Balkans orientaux et la Turquie, les Balkans occidentaux et l’Égypte, et la Méditerranée occidentale.
Il s’agit de la première étude utilisant des variétés locales de blé dur de la Méditerranée et des cultures modernes qui présentent un rapport fiable entre structures des populations génétiques et phénotypiques, et leur connexion avec l’origine géographique des variétés locales.
De plus, les résultats de l’étude démontrent que lorsqu’on utilise des marqueurs suffisamment nombreux et bien distribués dans le génome, et que le phénotype s’étudie adéquatement, il est possible de constater de grandes similitudes entre les distances génétiques et la réponse adaptative du blé dur dans différents environnements, y inclus ceux dérivés du changement climatique global.
Cette étude, qui s’est étalée sur trois ans, a été réalisée par une équipe multidisciplinaire intégrée par des génétistes de l’Institut de Recherche et de Technologie Agroalimentaire de Lérida, du Centre d’Agrogénomique de Barcelone et du département de Physiologie Végétale de l’Université de Grenade.
http://canal.ugr.es/noticia/scientists-make-the-first-genetic-radiography-of-the-wheat-used-to-make-pasta-studying-wheat-from-21-mediterranean-countries/
Full bibliographic information
Soriano, JM ; Villegas, D; Aranzana, MJ; Garcia del Moral, LF; Royo, C. Genetic Structure of Modern Durum Wheat Cultivars and Mediterranean Landraces Matches with Their Agronomic Performance. Plos ONE, 11(8), Agosto 2016. e0160983. DOI: 10.1371/journal.pone.0160983.
Ver artículo completo en: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0160983
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