Análisis Genético de Caracteres de Interés agronómico en pepino

Análisis Gené ico de Ca ac e es de
In e és ag onómico en pepino
Au o : Víc o Villalobos Ramí ez
Tu o : Juan Capel Salinas
Depa amen o de Biología y Geología
Emp esa colabo ado a: Rijk Zwaan Ibé ica S.A.
Cu os Académico 2020/2021: Más e en Bio ecnología Indus ial y Ag oalimen a ia po la
Uni e sidad de Alme ía (UAL)
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Análisis Gené ico de Ca ac e es de In e és ag onómico en pepino
Resumen
La g an ex ensión del cul i o de pepino (Cucumis sa i us L.) hacen de es a especie una de las
ho ícolas de mayo impo ancia económica a ni el mundial. Las es a egias aplicadas pa a
log a un aumen o de la p oducción y de la calidad de C. sa i us son muy a iadas, pe o las
mejo as ob enidas nu icionalmen e y po el manejo de los cul i os sólo explo an el po encial
gené ico disponible en los indi iduos. Po es e mo i o, los p og amas de mejo a pe siguen la
selección de aquellas poblaciones gené icamen e más en ajosas o las líneas que po en
mecanismos de esis encia en e a agen es de es és (abió ico o bió ico), causan es an o de un
descenso conside able de la p oducción como de la calidad. Es udia las elaciones gené icas
exis en es pa a la exp esión de es os ca ac e es en la descendencia puede acili a el p oceso de
mejo a. Una de las es a egias de mayo e icacia consis e en la iden i icación de elemen os
eno ípicos (análisis de co elación) o geno ípicos (análisis de QTL po ma cado es
molecula es) que puedan ene una elación di ec a con los ca ac e es de in e és. Pa a el
p esen e p oyec o se ha abajado con 2 poblaciones BC1 de la a iedad “Du ch” pa a el análisis
de 14 ca ac e es ag onómicos (8 en plan a y 6 en u o) y es udia su posible ligamien o a un
conjun o de ma cado es molecula es ipo SNP acili ados po la emp esa Rijk Zwaan S.L. En
conjun o se de ec a on 17 asociaciones en e ma cado es y QTLs pa a algunos de los ca ac e es
de es udio (p ecocidad, núme o y longi ud de en enudos, núme o de u os po nudo, longi ud,
diáme o, ca idad seminal y o ma del cuello). De en e es os, 12 QTLs se han de ec ado en la
población A y 5 QTLs en la población B, siendo los ca ac e es “núme o de u os po nudo”,
“longi ud” y “ o ma de cuello” únicos pa a la población A, mien as que pa a el ca ác e
“diáme o” sólo se encon ó asociación en la población B. A ina la localización de es os QTL
con espec o del genoma de pepino y pode iden i ica o es ima los genes implicados con
p ecisión, son los obje i os de los pos e io es ensayos de in es igación que debe án lle a se a
cabo. Además, el análisis de co elación pone de mani ies o asociaciones de co a ianza en e
algunos de los ca ac e es es udiados pa a ambas poblaciones, lo que con ibuye como
conocimien o base pa a u u os p og amas de mejo a.
Palab as cla e: co elación, ma cado molecula , mejo a gené ica, pepino, QTL, MAS, SNP.
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Gene ic Analysis o Ag onomic In e es Cha ac e s in Cucumbe
Abs ac
The cucumbe cul i a ion (Cucumis sa i us L.) ep esen s one o he mos economically
impo an ho icul u al species wo ldwide. The s a egies o achie e an inc ease in p oduc ion
and he quali y o i s cul i a ion a e e y a ied. This is because he imp o emen s ob ained
h ough nu i ion and by c op managemen can only use he gene ic po en ial a ailable in
indi iduals. Fo his eason, b eeding p og ams seek o selec gene ically mos ad an ageous
popula ions o lines ha ca y esis ance mechanisms agains s ess agen s (abio ic o bio ic),
causing bo h a conside able dec ease in p oduc ion and quali y. S udying he exis ing gene ic
ela ionships o he exp ession o hese ai s in he o sp ing can acili a e he imp o emen
p ocess. One o he mos e icien s a egies is o iden i y pheno ypic (co ela ion analysis) o
geno ypic (QTL analysis by molecula ma ke s) elemen s ha may ha e a di ec ela ionship
wi h he ai s o in e es . Fo his p ojec , we ha e wo ked wi h 2 BC1 popula ions o he
"Du ch" a ie y o he analysis o 14 ag onomic cha ac e s (8 in he plan and 6 in he ui )
and s udy hei possible linkage o a se o SNP- ype molecula ma ke s p o ided by he
company Rijk Zwaan S.L. O e all 17 associa ions be ween ma ke s and QTLs we e de ec ed
o some o he s udy cha ac e s (p ecoci y, numbe and size o in e nodes, numbe o ui s pe
join , leng h, diame e , seminal ca i y and neck). O hese, 12 ha e been de ec ed in popula ion
A and 5 in popula ion B, being he cha ac e s o numbe o ui s by join , leng h and neck
unique o popula ion A, while he diame e was associa ed wi h popula ion B. The co ela ion
analysis e eals co a iance associa ions be ween some o he cha ac e s s udied o bo h
popula ions, which con ibu es as a base knowledge o u u e imp o emen p og ams based on
MAS. The objec i es o subsequen esea ch ials should e ine he loca ion o hese QTL wi h
espec o he cucumbe genome and be able o iden i y o es ima e he genes in ol ed wi h
p ecision.
Key wo ds: cucumbe , co ela ion, molecula ma ke , gene ic b eeding, QTL, MAS, SNP.
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Indice
1. In oducción ........................................................................................................................... 6
1.1) Cucumis sa i us L. .......................................................................................................... 6
1.1.1) G upos a ie ales y ipos de pepino cul i ados en España ................................... 8
1.1.2) Impo ancia socio-económica del pepino ................................................................ 9
1.2) Mejo a gené ica ............................................................................................................. 10
1.2.1) Impo ancia de la mejo a gené ica ......................................................................... 11
1.2.2) Ma cado es gené icos ............................................................................................. 11
1.2.3) Aplicaciones de los ma cado es molecula es ........................................................ 12
1.2.4) Mapas gené icos y QTLs ....................................................................................... 13
1.2.5) Selección asis ida po ma cado es molecula es (MAS). ........................................ 13
2) Obje i os .............................................................................................................................. 14
3) Ma e ial y mé odos .............................................................................................................. 15
3.1) Ma e ial ege al empleado ............................................................................................ 15
3.2) Condiciones de cul i o .................................................................................................. 16
3.4) E aluación y ca ac e ización eno ípica ....................................................................... 17
3.5) Análisis de da os (MapQTL6) ...................................................................................... 19
3.6) Análisis de eg esión y co elación ............................................................................... 21
4) Resul ados ............................................................................................................................ 22
4.1) E aluación eno ípica .................................................................................................... 22
4.2) Mapa de Ligamien o ..................................................................................................... 24
4.3) Análisis de QTLs .......................................................................................................... 25
4.4) Análisis de co elación .................................................................................................. 33
5) Discusión .............................................................................................................................. 35
5.1) E aluación eno ípica .................................................................................................... 35
5.2) Mapa gené ico ............................................................................................................... 37
5.3) Análisis de QTLs .......................................................................................................... 38
5
5.4) Análisis de co elación .................................................................................................. 41
6) Conclusiones ........................................................................................................................ 44
7) Bibliog a ía .......................................................................................................................... 45

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1. In oducción
Ac ualmen e la humanidad se encuen a en un pe iodo de expansión demog á ica que demanda
una c ecien e can idad de alimen o pa a pode sus en a la. Además, los e ec os e iden es del
cambio climá ico son cada ez más adicales y ag esi os, lo que a ec a a los cul i os
di ec amen e a causa del es és abió ico en las á eas de p oducción e indi ec amen e a a és de
los agen es pa ógenos que se desa ollan a o ablemen e en es as condiciones. F en e a es e
pano ama se hace necesa io desa olla nue as a iedades ag ícolas que pe mi an inc emen a
an o su p oducción como la calidad de sus u os.
En e las especies ho ícolas de mayo in e és económico des aca el pepino (Cucumis sa i us
L.), siendo usado undamen almen e como alimen o p ima io, aunque ambién se emplea como
ma e ia p ima pa a la elabo ación de ex ac os y p ocesados. En la ac ual sociedad p eocupada
po la salud y bienes a , es e alimen o es á siendo cada ez más demandado po sus p opiedades
bene iciosas (diu é ico, depu a i o, demulcen e, nu i i o, emolien e, an ip uginoso, uen e de
i aminas y mine ales esenciales) (Saka a e al., 2010).
1.1) Cucumis sa i us L.
El pepino es una especie angiospe ma dico iledónea encuad ada axonómicamen e den o del
o den Cucu bi ales, amilia Cucu bi aceae, géne o Cucumis, especie Cucumis sa i us (Tabla
1) (Sebas ian e al., 2010). Es a amilia comp ende 90 géne os y más de 750 especies, den o
de los cuales el géne o Cucumis cons i uye uno de los más impo an es a ni el económico al
aba ca ambién o os cul i os como el de melón. Se compone de más de 30 especies o igina ias
de Á ica y Asia (Ta lioglu, 1993).
Tabla 1. Clasi icación axonómica del pepino (Cucumis sa i us L.)
Clasi icación axonómica
O den
Cucu bi ales
Familia
Cucu bi aceae
Clase
Dico iledóneas
Tipo
Fane ógamas
Sub ipo
Angiospe mas
Géne o
Cucumis
Especie
Cucumis sa i us
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El o igen de C. sa i us se encuen a en las egiones opicales del su de Asía, conside ándose
la India el epicen o de su o igen y cen o p ima io de su di e si icación, espaldado po la
amplia di e sidad de a iedades locales y sil es es en las egiones del Himalaya. La u a de
di e si icación pasa po las egiones de Asia Cen al y Occiden al como cen o secunda io, a
pa i del cual paso a Eu opa y pos e io men e a los con inen es a icano y ame icano. A pa i
de la especie C. sa i us a . Ha dwickii se lle ó a cabo un p oceso de domes icación que ha
culminado en las dis in as a iedades que conocemos hoy día. (Ta lioglu, 1993; Sebas ian e
al., 2010; Qi e al., 2013)
Se a a de una plan a he bácea anual conside ada como as e a o epado a con un c ecimien o
de ipo inde e minado. Las plan as de pepino p esen an un c ecimien o en nudos de los cuales
pa en una hoja y un za cillo (es uc u a que a o ece la ijación de la plan a a dis in as
supe icies aé eas). En la egión axila se obse a el desa ollo de un me is emo la e al y de un
me is emo lo al, el cual puede da luga a una o a ias lo es (masculinas o emeninas). La
mayo ía de las a iedades de pepino suelen se monoicas ( lo es masculinas y emeninas en el
mismo pie de plan a), aunque ambién pueden encon a se a iedades con plan as
and omonoicas ( lo es he ma o di as y másculinas), e incluso dioicas ( lo es masculinas y
emeninas en dis in o pie de plan a). P esen an una ep oducción de ipo alogamica, lo que
a o ece la mezcla gené ica y la he e ocigosidad de la especie (Ta lioglu, 1993; Valcá cel,
2018).
Ac ualmen e, odas las a iedades con in e és come cial son de ipo ginoicas, es deci , las
plan as solo desa ollan lo es emeninas. Además, es as son pa enocá picas, desa ollándose
el o a io sin necesidad de que haya polinización (Sun e al., 2006). Es e ca ác e es á
de e minado po el gen “P” con he encia po dominancia incomple a y cuya p esencia es á
ligada a un aumen o de la p oducción y calidad del u o. (Pike & Pe e son., 1969)
Las condiciones climá icas adecuadas pa a su c ecimien o coinciden con las del clima
emplado. En é minos gene ales c ecen de o ma óp ima en el ango en e 20-30°C,
obse ándose desequilib ios pe judiciales ue a de es e in e alo (López-Elías e al., 2011). En
cuan o a la humedad ela i a, el óp imo oscila en e 60-70% siendo an o el dé ici como el
exceso pe judiciales pa a el desa ollo de la plan a (López-Elías e al., 2011). G acias a los
in e nade os se ha log ado su cul i o du an e odo el año simulando dichas condiciones.
El u o o pepónida se conoce comúnmen e como pepino y es á compues o p incipalmen e po
agua (±97%), siendo el 3% es an e una composición equilib ada de ca bohid a os, g asas,
8
p o eínas, i aminas y mine ales (Ca, Fe, Mg y Mn, p incipalmen e). En cuan o al con enido
i amínico des aca el con enido en i aminas K y C, así como el ácido pan o énico, que en
conjun o con ie en algunas de las p opiedades bene iciosas de in e és de la especie (Ta lioglu,
1993; Feng e al., 2020).
Feno ípicamen e los u os pueden p esen a un aspec o supe icial liso o ugoso de amaño
a iable dependiendo de la a iedad. El colo es e de y su onalidad a ía en unción de la
a iedad y de su e apa de desa ollo. El u o come cial del pepino se ecolec a en es ado
inmadu o, ya que el u o madu o p esen a ca ac e ís icas o ganolép icas que no son a ac i as
pa a los consumido es (exoca po du o, sabo ama go, semillas muy du as y calib e de u o
inap opiado) (Valcá cel, 2018).
La calidad ex e na del u o iene e lejada po un conjun o de ca ac e es como son el colo , la
o ma, el amaño y la p esencia o ausencia de cuello, en e o os. Es os indicado es de calidad
a ían en unción del me cado donde nos encon emos, pudiendo encon a demandas po u os
con colo oscu o, sin cuello y de amaño co o en una egión, mien as que en o a buscan onos
cla os con cuello p onunciado y de g an en e gadu a (Imam e al., 1977; Smi h e al., 1978).
1.1.1) G upos a ie ales y ipos de pepino cul i ados en España
Según el luga de o igen se puede econoce una di e sidad de subespecies y a iedades
(come ciales y sil es es sin in e és come cial). Las di e sas a iedades come ciales se
es ablecen en base a ca ac e ís icas eno ípicas del u o como son el amaño (longi ud-
diáme o) colo , g oso de la piel y p esencia de p o ube ancias o e ugas con espinas. En
1998, She y y Wehne es ablecie on una clasi icación de los g upos a ie ales que son
cul i ados y que ha sido e isada pos e io men e po di e sos au o es, conc e ando los
siguien es g upos: “Ghe kin”, “Slice ”, “Du ch”, “Bei Alpha” o “Pe sian”, “O ien al”,
“Blanco”, “Mo eado” y “Manzano” o “limón”. En España los mo o ípos más cul i ados son
los de ipo Du ch o Holandés, Slice , Ghe kin y ipo Pe sian (She y y Wehne ., 1998; Saka a
e al., 2010; Valcá cel, 2018).
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1.1.2) Impo ancia socio-económica del pepino
El cul i o de pepino ep esen a un cul i o de g an impo ancia económica, eniendo un ele ado
índice de consumo an o esco como a a és de p ocesados. Se encuen a en e las especies
ho ícolas con mayo ele ancia a ni el global consolidándose con un g an a ance y desa ollo
en las úl imas décadas. Mundialmen e se ha alcanzado una supe icie des inada a su cul i o de
2.231.402 ha con una p oducción de 87.805.086 oneladas en 2019, con as ando con las
1.055.605 ha de 1980, las cuales p oducían 12.758.034 de oneladas (FAOSTAT, 2021) .
Asia cons i uye el mayo p oduc o a ni el mundial ep esen ando el 89% de la p oducción. Po
su pa e Eu opa p odujo el 6,84%, des inado la mayo pa e al come cio in acomuni a io.
Den o de Eu opa España se posiciona como el e ce mayo p oduc o abas eciendo el 12,29%
del me cado Eu opeo, lo que e leja el papel an ele an e de es e p oduc o pa a el come cio y
la economía de nues o país (Figu a 1) (FAOSTAT, 2021).
El desa ollo y a ance cien í ico- ecnológico en el á ea ag oalimen a ia ha posibili ado la
mejo a de las a iedades ho ícolas en é minos de p oduc i idad, adap ación y esis encia a las
condiciones ambien ales y las en e medades inciden es. De o ma conjun a es os a ances han
posibili ado un inc emen o de la capacidad p oduc i a con un eque imien o meno del á ea de
cul i o. Como e idencia de ello podemos obse a el inc emen o del endimien o a ni el
mundial, pasando de 120.860 hg/ha en 1980 a 393.497 hg/ha en 2019 (Figu a 2) (FAOSTAT,
2021).
Figu a 1. Po cen aje de con ibución de cada con inen e a la p oducción mundial de pepino y de o ma desglosada los
p incipales p oduc o es a ni el eu opeo y su con ibución a ni el mundial. Da os ex aídos de FAOSTAT., 2021.
Á ica
1,63%
Amé icas
2,13%
Amé ica del Su
0,18%
Asia
89,37%
Oceanía
0,02%
Rusia
1,85%
Uc ania
1,18%
España
0,84%
O os
2,98%
Eu opa
6,85%
Con ibución a la P oducción Mundial de Pepino
16
muy ele ada (2,2 plan as/m2) lo que pe mi ió man ene una ele ada humedad ambien al (50-
90%), la cual es imp escindible pa a el cul i o de pepino como se ha comen ado an e io men e.
Los con oles se dispusie on de o ma alea o ia pa a iden i ica un compo amien o ambien al
homogéneo en oda el á ea de in e nade o, mien as que las F1 macho o polinizado as se
ubica on en el ex emo del in e nade o y sepa adas ísicamen e del ensayo po plan as con ol.
El núme o de 64 plan as po población se es imó como núme o su icien e pa a la obse ación
de la seg egación gené ica pa a los ca ac e es de in e és pa a la emp esa, es deci , amaño
mínimo de la amilia pa a consegui al menos un indi iduo con un geno ipo de e minado.
𝑛 = log⁡(1 − 𝑆)
log⁡(1 − 𝑝)
Siendo “n” el núme o de indi iduos, “S” el ac o de iesgo, ni el de segu idad o p obabilidad
con la que que emos que apa ezca al menos un indi iduo de un de e minado geno ipo que iene
“p” p obabilidad de apa ece . A modo de ejemplo, puede deci se que siendo n = 64, la
p opabilidad (S) de que se obse e al menos un indi iduo que mues e un eno ipo debido a dos
genes ecesi os (p = 1/4 x 1/4 = 1/16) es igual al 98,4 %.
3.2) Condiciones de cul i o
El in e nade o p esen a unos sis emas au oma izados de en ilación, cale acción- e ige ación,
iluminación a i icial y sis emas de iego po go eo. Además, dispone de senso es que ecopilan
la in o mación ela i a a la empe a u a, humedad y adiación del ensayo en odo momen o
(so wa e “Mi h a clima”). Es a moni o ización cons an e pe mi ió man ene unas condiciones
de cul i o óp imas du an e la ealización del p esen e abajo.
Du an e la e apa inicial del cul i o as el asplan e, los indi iduos se cub ie on con el sis ema
de p o ección denominado “man a é mica”, el cual e i a la pé dida excesi a de calo , a o ece
el c ecimien o y o o ga una p o ección en e a es eses bió icos (plagas e insec os ec o es).
Pos e io men e se lle ó un manejo de poda con inuada de los me is emos secunda ios a in de
es imula el desa ollo p ima io de la plan a
Como sus a o de cul i o se empleó una mezcla es é il, en e la que des aca la ib a de coco.
Es e elemen o es esencial g acias a sus cualidades que pe mi en una ápida ehid a ación y
e ención de agua. Jun o con los iegos se le suminis o un solución nu i i a (Nu ialbo
ama illa-na anja) cuya composición nu icional consis ía en 1,6-3,3 ni ógeno en su o ma
ní ica (NO3), 0-4% ós o o soluble (P2O5), 3,5-5% po asio soluble (K2O), 0-0,5% óxido de
magnesio (MgO), 0-5% óxido de calcio (CaO) y 0-1,1% de sul a os (S).

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3.4) E aluación y ca ac e ización eno ípica
La e aluación eno ípica se ealizó 33 días después del asplan e (DDT) coincidiendo con el
es ado enológico ap opiado pa a la e aluación de los ca ac e es. La e aluación se lle ó a cabo
en dos pe iodos: 1º) Se analiza on los 8 ca ac e es ege a i os de la plan a (21-27/06/2021) y
2º) es udio de los ca ac e es asociados al u o (28/06-04/07/2021). Es a subdi isión pe mi ió
ob ene un núme o ep esen a i o de u os pa a su e aluación, o eciendo unos da os más
p ecisos.
Los ca ac e es analizados en el ensayo, así como los c i e ios seguidos pa a su e aluación se
de allan a con inuación. Es os c i e ios se basan en los abajos p e ios de los in es igado es de
la emp esa Rijk Zwaan Ibe ica y apoyados po es udios p e ios (Dijkhuizen & S aub, 2002;
Yuan e al., 2008a)
Ca ac e es ege a i os
1) P ecocidad. Tiempo eque ido po la plan a pa a desa olla el p ime u o (come cial). Se
es ima en días después del asplan e (DDT).
2) Núme o de es uc u as nodales desa olladas has a alcanza una longi ud de e minada, en
es e caso la al u a ú il del in e nade o (2,25m).
3) Longi ud media de los en enudos desa ollados.
4) Cabezas quemadas. Suscep ibilidad del ápice apical de la plan a a una exposición in ensa a
la luz y/o al as empe a u as. También puede es a elacionado con la humedad ela i a p esen e
en el in e nade o.
5) Desa ollo de lo macho. Capacidad de apa ición de lo es macho en los dis in os geno ipos
expues os a las mismas condiciones ambien ales.
6) Núme o de u os en un nudo. Es e ca ác e se calculó como la media de u os en cada
nudo obse ada has a la al u a ú il del in e nade o (2,25m).
7) Vigo de plan a. C ecimien o ege a i o p ima io de la plan a en al u a. Se a a de una
alo ación 1-5 omando como e e encia una al u a de e minada (2,25m) balizada po un
ma cado (alamb e o a ia). El c i e io de e aluación puede obse a se en la Figu a 4.
8) Longi ud del pedicelo. Medida media de la longi ud del pedicelo (cm) que conec a el u o
con el nudo y esponsable del suminis o loemá ico al u o.
18
Figu a 4. Ni eles eno ípicos de igo en plan a de pepino medidos isualmen e a 35 días as el asplan e omando como
ma ca de e e encia una al u a de 2.25m balizado con una alamb e (des acado en línea oja discon inua). Ni el 1, escaso
c ecimien o; ni el 2, c ecimien o e asado; ni el 3, c ecimien o medio; ni el 4, c ecimien o a anzado; ni el 5 c ecimien o
muy a anzado. En los ni eles 1 y 2 el desa ollo ege a i o es más len o, mien as que en los ni eles 4 y 5 es e es muy acele ado.
Ca ac e es de u o
9) Peso. Peso medio del u o (g).
10) Longi ud. Longi ud media del u o (cm).
11) Diáme o. Diáme o medio del u o (cm).
12) Ca idad seminal. Diáme o medio de la ca idad seminal del u o (cm).
13) Colo . La escala de colo es se ha omado en base a una he amien a suminis ada po la
emp esa hospedado a. Los alo es de la escala an de 1-5, siendo de más cla o a oscu o, y
pueden ap ecia se en la Figu a 5.
Figu a 5. Rep esen ación g á ica de la escala colo imé ica acili ada po la emp esa Rijk Zwaan Ibe ica pa a la e aluación
eno ípica del colo en u o de pepino a iedad Du ch.
14) Cuello. Se e ie e a una cualidad ana ómica ca ac e izada po el desa ollo del ex emo
an e io del u o con un eno ipo ala gado (es echo en diáme o) o más edondeado (con mayo
g oso ). La alo ación se omó siguiendo una escala usada po la emp esa y que puede
isualiza se en la Figu a 6.
19
3.5) Análisis de da os (MapQTL6)
El mapeo de ca ac e es cuan i a i os o QTL se emplea pa a el es udio de la he encia de
ca ac e es complejos gobe nados po a ios genes en los que cada gen puede con ibui en
dis in a p opo ción al eno ipo inal. En p ime luga es necesa io dispone de un análisis
eno ípico de allado de una población seg egan e, descendien e del c uzamien o en e dos líneas
pa en ales con su icien e a iación gené ica en e ellas o al menos pa a los ca ac e es que se
quie en mapea . El amaño poblacional debe se lo mayo posible pa a inc emen a la e icacia
y la capacidad de de ección de QTL.
Además del análisis eno ípico, pa a el mapeo de los QTL se hace necesa io dispone de un
mapa gené ico en el que se ep esen e de o ma o denada y lineal un g upo de genes y/o
ma cado es gené icos dispues os a lo la go del genoma y siendo la dis ancia en e los loci
adyacen es p opo cional a la ecuencia de ecombinación en e los mismos. Pa a la
iden i icación de QTLs es ecomendable el uso de ma cado es codominan es, es deci , aquellos
capaces de disce ni en e un geno ipo homocigó ico dominan e, ecesi o o una he e ocigo o.
Los ma cado es molecula es u ilizados pa a es e es udio ue on ma cado es del ipo SNP
seleccionados po los mejo ado es de la emp esa Rijk Zwaan Ibe ica, los cuales cumplen es os
equisi os. El geno ipado se ealizó en las ins alaciones cen ales y el geno ipo de un núme o
signi ica i o de ma cado es ue p opo cionado pa a la ealización de es e TFM. Con los da os
p opo cionados se ealiza on los análisis co espondien es usando el p og ama JoinMap y se
pudie on gene a mapas de cada población.
Los pasos lle ados a cabo pa a pode ealiza el análisis de QTLs ue on:
1. Se geno ipo a los indi iduos pa a el ma cado y en unción del geno ipo da les un alo
gené ico espec o al ca ác e de in e és.
Figu a 6. Rep esen ación g á ica del c i e io de e aluación del
ca ác e eno ípico cuello de u o. El ni el 1 se co esponde con el
eno ipo ex emo conocido como "cuello de bo ella", mien as que el
ni el 5 se co esponde con el eno ipo edondeado.
20
2. Elabo ación del mapa gené ico median e el so wa e “JoinMap5” iden i icando los
dis in os g upos de ligamien o donde se ubican los ma cado es empleados y su
posicionamien o.
3. Iden i icación del ligamien o en e ma cado es y loci median e el cálculo de las
ecuencias de ecombinación y su signi icancia es adís ica (pun uación LOD). Pa a ello
se empleó el so wa e “MapQTL6” median e un análisis de pe mu ación (1000 es de
pe mu ación pa a un ni el de con ianza del 95%) que pe mi e es ima la pun uación
LOD umb al a pa i de la cual se conside a signi ica i a la p esencia de ligamien o y
un análisis de mapeo de ma cado es po in e alos (In e al Mapping).
4. Es imación de la p opo ción de la a iabilidad eno ípica que es de e minada po el
QTL. Pa a un mismo ca ác e es ecuen e que exis an a ios QTL y po ello hab ía que
escoge el de mayo peso pa a que la MAS sea e ec i a.
5. A in de p ecisa los esul ados ob enidos se p ocedió a emplea los po enciales QTL
como co ac o es (Au oma ic Co ac o Selec ion) y ealiza un análisis po mapeo de
in e alos compues os (MQM Mapping).
En el mapeo po in e alos o “In e al Mapping” se calcula el conocido como pe il de
e osimili ud QTL. Pa a cada posición del genoma (cada cen iMo gan) se de e mina la
p obabilidad de la p esencia de un QTL seg egan e espec o de la p obabilidad de la ausencia
de seg egación de QTL en dicha posición (Hipó esis Nula). Es a azón de e osimili ud (LOD)
es el loga i mo en base 10 del cocien e de las dos p obabilidades espec i as. Cuando es e alo
excede el umb al de signi icancia, se concluye una seg egación de QTL, co espondiéndose la
posición con el LOD más g ande en el g upo de inculación con la posición es imada pa a el
QTL en el mapa. El p og ama usa el llamado “pa áme o de amaño de paso de mapeo” pa a i
de una posición a la siguien e en e loci, es ablecida en 1 cM (Van Ooijen, 2009; Van Ooijen,
2018).
El mé odo MQM Mapping se basa en múl iples modelos, aunque pa a el análisis ac ual en
MapQTL se limi a su uso al de ma cado es como co ac o es de un modelo de ap oximación de
múl iples QTL con acciones gené icas adi i as (y dominan es opcionalmen e). La aplicación
comple a de es e modelo no es ac ible compu acionalmen e debido a que a a ía de ealiza
una búsqueda mul idimensional sob e los g upos de enlace. Es e modelo se basa en busca
p ime o el posible QTL y pos e io men e selecciona los ma cado es ce canos como co ac o es,
de o ma que asuman el ol de QTL pa a el análisis pos e io . Se lle a a cabo una búsqueda
unidimensional del genoma sob e un QTL seg egan e como en el mapeo de in e alos, pe o de
21
o ma simul ánea se an ajus ando los co ac o es. De es a mane a, los co ac o es educen la
a ianza esidual y aumen a subsecuen emen e el pode de búsqueda de o os QTL seg egan es
(Van Ooijen, 2009; Van Ooijen, 2018).
3.6) Análisis de eg esión y co elación
El análisis de eg esión y co elación iene como obje i o la cons ucción de modelos
ma emá icos capaces de desc ibi la elación exis en e en e las a iables de es udio (Ahmad e
al., 2016).
El coe icien e de co elación ( ) es una medida empleada pa a de e mina las elaciones en e
cie os ca ac e es de in e és (Ahmad e al., 2016). Resul a de especial in e és cuando se a a de
ca ac e es poligénicos que pudiesen encon a se ligados en e sí (Augus ina e al., 2013). Los
p incipales componen es de la co elación son:
 La ue za o g ado que explica los esul ados obse ados. Se mide como Nula ( = 0),
débil (0 < < 0,3), mode ada (0,3 < < 0,6) y ue e (0,6 < ≤ 1).
 El sen ido mide la a iación que p esen an los esul ados espec o a los de las o as
a iables. Es a elación puede se di ec a (posi i o) o in e sa (nega i o).
 La o ma de la línea de mejo ajus e de ine el azado que mejo se ajus a a la nube de
pun os gene ada al analiza dis in as a iables. Pude se de ipo línea ec a, cu a
mono ónica o no mono ónica.
Exis en di e sos coe icien es, los cuales se ajus an a la na u aleza de los da os. No obs an e, el
más conocido y empleado es el de Pea son (ρx,y). Es e coe icien e es una medida de la
dependencia lineal en e 2 a iables alea o ias cuan i a i as y siendo independien e de la escala
de medida de las a iables. Puede se empleado siemp e que las a iables sean de ipo
cuan i a i o y con inuo (Benes y e al., 2009), po lo que en es e abajo se han excluido los
ca ac e es no con inuos “cabezas quemadas” y “ lo macho”. Se conside a una co elación
es adís icamen e signi ica i a con un ni el de con ianza del 95% (P- alo < 0,05) y se ha
empleado el so wa e “S a g aphics” pa a su es imación.

22
4) Resul ados
Con el in de de e mina el modo de he encia de ca ac e es de in e és pa a los p og amas de
mejo a gené ica de pepino de Rijk Zwaan Ibe ica, los mejo ado es han desa ollado poblaciones
seg egan es que han sido ca ac e izadas eno ípica y molecula men e al y como se desc ibe en
los siguien es apa ados.
4.1) E aluación eno ípica
La e aluación de los ca ac e es ege a i os se ealizó una ez que las plan as habían alcanzado
el es ado óp imo de desa ollo (33-37 días as asplan e, DDT), mien as que los ca ac e es de
elacionados con el desa ollo del u o ue on e aluados en e los 40-45 DDT. Los alo es
medios pa a los dis in os ca ac e es analizados en ambas poblaciones y sus espec i os
con oles son mos ados en la Tabla 2.
En las poblaciones analizadas se cumple que el iempo medio pa a el desa ollo del p ime u o
(come cial), se p oduce en e los 30-35 días después del asplan e. En e los indi iduos de las
poblaciones es udiadas se obse a on di e encias, en su mayo ía en e 1-2 días de más o de
menos, pe o des aca la población B con una des iación de casi 4 días y medio, e lejando una
g an a iabilidad gené ica pa a es e ca ác e en dicha población.
El siguien e ca ác e con una mayo di e gencia en las poblaciones es el núme o de en enudos
y consecuen emen e la longi ud de los en enudos, pues pa ece exis i una elación
in e samen e p opo cional en e ambos. Es a deducción se alcanza de la obse ación que las
plan as más compac as (mayo núme o de en enudos) son las mismas que p esen an una meno
longi ud media de los en enudos. Las poblaciones F1-B y C1 son las que p esen a on los
mayo es alo es de di e gencia pa a es e ca ác e .
El igo de plan a, en endido como la capacidad de c ecimien o ege a i a de la plan a pa a un
mismo pe iodo de iempo pe mi ió ap ecia que las poblaciones A y F1-A mos aban alo es
lige amen e in e io es a la media gene al. Pa a el caso de la población F1-B su suscep ibilidad
al daño en el ápice apical a ec o en g an medida a la es imación de es e ca ác e , lo que casi
hace a es a población poco ep esen a i a pa a el p esen e es udio.
Los da os co espondien es al núme o de u os po es uc u a nodal se compo a on según lo
espe ado an o pa a las poblaciones de es udio como los con oles. Puede ap ecia se que los
alo es supe io es se co esponden a poblaciones gené icamen e mul ipis ila es (A, F1-A y C1).
23
Tabla 2. E aluación eno ípica de los ca ac e es de es udio en las poblaciones BC1 (A y B), en las F1 (F1-A y F1-B) y en los
con oles (C1, C2, C3 y C4). Se ha es imado el alo medio pa a los dis in os ca ac e es, así como la des iación es ánda .
Ca ác e
A
B
F1-A
F1-B
C1
C2
C3
C4
P ecocidad
31,94
± 1,99
34,50
± 4,36
33
± 0
34
± 1,15
34
± 2
35
± 0
35,50
± 1,77
35
± 1,07
Cabeza
quemada
(0-1)
0,02
±0,13
0,11
± 0,31
-
0,75
± 0,50
-
-
-
-
Nº de
en enudos
24
± 1,55
22,86
± 1,32
23,25
± 0,71
22,50
± 2,12
23
± 3,37
22,50
± 0,58
22,75
± 0,71
21,50
± 0,53
Longi ud de
los
en enudos
(cm)
9,41
± 0,63
9,87
± 0,57
9,68
± 0,30
10,04
± 0,95
9,96
± 1,70
10
± 0,26
9,89
± 0,31
10,47
± 0,26
Vigo (1-5)
3,47
± 1,15
4,37
± 0,96
3,88
± 0,35
2,25
± 1,26
4
± 0
4,38
± 0,48
4,38
± 0,52
4,50
± 0,53
Flo es
macho
0,23
± 0,5
0,22
± 0,42
0,13
± 0,35
-
0,25
± 0,5
0,25
± 0,50
-
-
F u os en
un nudo
2,23
± 0,68
1,05
± 0,15
2,56
± 0,42
1,00
± 0
1,63
± 0,25
1,13
± 0,25
1
± 0
1
± 0
Longi ud de
pedicelo
(cm)
7,66
± 0,71
7,37
± 0,56
8,19
± 0,59
6,50
± 0,41
7,38
± 0,25
7,75
± 0,65
7,50
± 0,71
9,25
± 0,53
Peso (g )
377,48
± 40,39
408,94
± 42,46
349,46
± 24,95
356,04
± 29,19
411,98
± 50,86
384,33
± 47,09
383,95
± 21,21
365,95
± 22,51
Longi ud
(cm)
29,44
± 1,55
30,74
± 1,73
27,88
± 0,80
29,67
± 1,65
30,38
± 1,38
30,75
± 2,02
30,81
± 0,84
31
± 1,25
Diáme o
(cm)
4,56
± 0,20
4,55
± 0,22
4,54 ±
0,15
4,25
± 0,19
4,58
± 0,30
4,48
± 0,22
4,39
± 0,17
4,38
± 0,10
Ca idad
seminal (1-
5)
2,06
± 0,17
1,98
± 0,22
2,13
± 0,13
1,65
± 0,24
2
± 0,16
1,85
± 0,17
1,78
± 0,20
1,90
± 0,18
Colo (1-5)
3,57
± 0,78
2,83
± 0,68
2,38
± 0,52
2,50
± 0,58
4,75
± 0,50
4,50
± 0,58
3,63
± 0,52
4
± 0
Cuello (1-
5)
2,94
± 0,81
1,94
± 0,71
3
± 0,80
1,38
± 0,25
2,50
± 0,41
1,25
± 0,50
1,81
± 0,26
2,19
± 0,26
24
Po lo que espec a al ca ác e de longi ud del pedicelo debemos menciona la di e encia de
amaño en e las F1 pa en ales (siendo A supe io y B in e io a la media gene al), y la escasa
di e encia en e las poblaciones BC1. Es o puede suge i que la he e ocigosis esul an e pa a
cie as egiones genómicas en el e oc uce iende a es abiliza dicho ca ác e .
Tan o pa a el peso como pa a la longi ud de los u os la media poblacional se encuen a den o
del calib ado ijado po el me cado Eu opeo pa a la come cialización de es a a iedad de pepino
(Du ch) y po consiguien e los alo es se conside an ep esen a i os pa a el es udio de la
he encia del ca ác e . Podemos ap ecia di e encias en e los u os de las poblaciones que
llegan has a los 20-40 g y casi los 2 cm. Po su pa e el diáme o de los u os y el amaño de la
ca idad seminal apenas mues an di e gencia en e las poblaciones, siendo po an o ca ac e es
muy es ables den o del ondo gené ico de es a a iedad (Du ch). Sin emba go, se ap ecia que
las poblaciones A, F1-A y C1 desa ollan una mayo ca idad seminal coincidiendo es a
di e encia con el meno g oso (diáme o) obse ado en las poblaciones F1-B, C2, C3 y C4.
En lo que espec a al colo y a la p esencia de cuello en los u os, los con oles han espondido
de la o ma espe ada, lo que ha acili ado el eno ipado de las plan as F1 y BC1. Puede
ap ecia se una ganancia ela i a de colo ación con espec o a las F1, mien as que el cuello
pa ece mejo a únicamen e pa a la población B y man eniéndose es able pa a A.
Pa a es e ensayo se analiza on dos ca ac e es cuali a i os, co espondien es a la sin oma ología
de “cabeza quemada” y a la capacidad de desa ollo de lo es macho. Pa a el p ime ca ác e
sólo se ap eció incidencia en es poblaciones (A, B y F1-B), mien as que el segundo se
mani es ó en 5 de ellas (A, B, F1-A, C1 y C2). Su exp esión se dio en menos del 25 % de los
indi iduos, sal o la sin oma ología de cabeza quemada pa a la población F1-B, pa a la cual el
75% de sus indi iduos se ie on a ec ados.
4.2) Mapa de Ligamien o
El mapa de ligamien o pa a cada población ue elabo ado con los ma cado es polimó icos con
po encial asociación a los ca ac e es es udiados en las líneas de pepino de la a iedad Du ch.
Ambos mapas son mos ados en la Figu a 7. Se es ablecen 7 g upos de ligamien o, lo que se
co esponde con la do ación c omosómica pa a la especie (2n = 14) (Fazio e al., 2003; S aub
e al., 2007; Yuan e al., 2008a).
El mapa gené ico de la población A cub e 420,3 cM del genoma de pepino, mien as que B
aba ca una dis ancia de 411,5 cM dis ibuidos en 7 y 6 g upos de ligamien o, espec i amen e,
y con una dis ancia media en e ma cado es de 10 cM pa a A y de 11,1 cM pa a B. Podemos
25
obse a di e encias en la composición de los g upos de ligamien o pa a ambas poblaciones en
especial si p es amos a ención a los 16 ma cado es comunes. Así se obse a que los ma cado es
12, 13, 14 y 15 o man pa e de un mismo g upo de ligamien o en la población A, mien as que
componen dos g upos de ligamien o en la población B, hecho que p obablemen e es debido a
que la dis ancia gené ica en e los ma cado es 14 y 15 es muy g ande.
Figu a 7. Mapa gené ico basado en las poblaciones BC1 A (a iba) y B (abajo) del c uce en e la F1-A y F1-B con el pa en al
común (PC). El nomb e de los ma cado es y su posición son mos ados a la de echa e izquie da del g upo de ligamien o,
espec i amen e. Las lechas si uadas a la de echa de los g upos de ligamien o ep esen an las posiciones de los QTL pa a
los ca ac e es analizados. El mapa gené ico ha sido calculado usando el p og ama JoinMap5.
4.3) Análisis de QTLs
Una ez ob enido los dos mapas gené icos, se ealizó una búsqueda de QTLs en dichos mapas
usando los da os eno ípicos y geno ípicos de cada una de las plan as que componían las
poblaciones. Con al in se ealizó un análisis de búsqueda de QTLs usando in e alos simples
(In e al Mapping). Los esul ados ob enidos pe mi ie on la de ección de 17 asociaciones en e
ma cado es y QTLs pa a algunos de los ca ac e es de es udio (p ecocidad, núme o y longi ud
32
Figu a 14. Rep esen ación g á ica del análisis de QTL median e el mé odo de mapeo po in e alos o “In e al Mapping”
(izquie da) y el mé odo MQM Mapping (de echa) pa a el ca ác e longi ud de en enudos en la población B. G á ica ob enida
median e el so wa e MapQTL6.
Figu a 15. Rep esen ación g á ica del análisis de QTL median e el mé odo de mapeo po in e alos o “In e al Mapping”
(izquie da) y el mé odo MQM Mapping (de echa) pa a el ca ác e diáme o en la población B. G á ica ob enida median e el
so wa e MapQTL6.
Figu a 16. Rep esen ación g á ica del análisis de QTL median e el mé odo de mapeo po in e alos o “In e al Mapping”
(izquie da) y el mé odo MQM Mapping (de echa) pa a el ca ác e ca idad seminal en la población B. G á ica ob enida
median e el so wa e MapQTL6.

33
4.4) Análisis de co elación
Las Tablas 5 y 6 mues an los esul ados ob enidos del es udio de las co elaciones exis en es
en e los dis in os ca ac e es analizados en las dos poblaciones ca ac e izadas. Las Tablas
mues an los coe icien es de co elación ob enidos (ρx,y) en e odas las combinaciones posibles
esul an es del análisis de los dis in os eno ipos analizados como a iables cuan i a i as. Pa a
aquellos análisis cuyo P- alo uese in e io al ni el de signi icación es ablecido (α) se
conside a un esul ado es adís icamen e signi ica i o pa a la exis encia de co elación. Es o
ep esen a que el esul ado ob enido es más inusual que el espe ado según nues a hipó esis
nula (no hay co elación) y se deno a con ”*”.
Tabla 5. Análisis de co elación en e los di e en es ca ac e es de es udio pa a la población A. Mues a el coe icien e de
co elación de Pea son en e dos ca ac e es ob enido mendian e el so wa e “S a g aphics Cen u ion XVI.I.
Población A
P ecocidad
Nº
en enudos
Long.
en enudos
Vigo
F u os/nudo
Long.
pedicelo
Peso
Longi ud
Diáme o
Ca idad
seminal
Colo
Cuello
P ecocidad
Nº
en enudos
*
-0,256
*
Long.
en enudos
0,235
*
-0,996
*
Vigo
0,226
*
-0,431
*
*
0,409
*
F u os
nudo
*
0,306
*
*
-0,547
*
*
0,537
*
0,190
Long.
pedicelo
0,173
*
-0,461
*
*
0,469
*
*
0,447
*
0,148
Peso
*
-0,306
*
0,160
-0,140
-0,144
-0,162
0,025
Longi ud
-0,209
-0,025
0,041
-0,153
-0,126
0,077
*
0,650
*
Diáme o
*
-0,315
*
0,252
-0,243
-0,165
-0,068
-0,038
*
0,749
*
0,154
Ca idad
seminal
-0,200
0,293
*
-0,299
*
0,016
-0,215
-0,114
0,200
-0,205
*
0,481
*
Colo
*
-0,298
*
*
0,446
*
*
-0,439
*
*
-0,417
*
-0,217
*
-0,356
*
0,188
0,187
0,193
*
0,286
*
34
Tabla 6. Análisis de co elación en e los di e en es ca ac e es de es udio pa a la población A. Mues a el coe icien e de
co elación de Pea son en e dos ca ac e es ob enido median e el so wa e “S a g aphics Cen u ion XVI.I.
Población
B
P ecocidad
Nº
en enudos
Long.
en enudos
Vigo
F u os
nudo
Long.
pedicelo
Peso
Longi ud
Diáme o
Ca idad
seminal
Colo
Cuello
P ecocidad
Nº
en enudos
-0,118
Long.
en enudos
0,122
*
-0,997
*
Vigo
-0,073
*
-0,283
*
*
0,275
*
F u os
nudo
-0,054
-0,104
0,096
0,219
Long.
pedicelo
0,146
-0,119
0,120
*
0,250
*
*
0,367
*
Peso
-0,171
0,084
-0,084
0,104
-0,117
-0,054
Longi ud
-0,061
-0,073
0,078
0,144
-0,059
0,105
*
0,706
*
Diáme o
*
-0,336
*
0,104
-0,107
0,122
0,012
-0,022
*
0,742
*
0,224
Ca idad
seminal
*
-0,446
*
0,056
-0,060
0,185
0,115
-0,067
*
0,407
*
0,172
*
0,623
*
Colo
-0,047
0,243
*
-0,249
*
-0,187
-0,004
0,229
0,118
0,086
0,167
0,172
Cuello
-0,173
0,064
-0,059
0,044
-0,009
*
-0,257
*
0,007
-0,211
0,196
0,127
-0,240
Como cab ía espe a , no exis en co elaciones en e la mayo ía de ca ac e es analizados en las
dos poblaciones ca ac e izadas. Sin emba go, se han de ec ado 24 co elaciones en e los
ca ac e es de la población A (5 débiles, 16 mode ados y 3 ue es) y 13 pa a la B (5 débiles, 3
mode ados y 5 ue es), siendo es os esul ados mayo es de los espe ados. Como ya se
mencionó p e iamen e, la mayo co elación de ec ada ha sido en e los ca ac e es “longi ud de
en enudos” y “núme o de en enudos” que mues an co elaciones nega i as pe o supe io es a
Cuello
-0,104
0,106
-0,094
-0,180
*
-0,315
*
-0,002
0,036
-0,171
0,189
0,221
-0,003
35
0,99 en ambas poblaciones. También se ha de ec ado una co elación posi i a y supe io a 0,65
en ambas poblaciones en e los ca ac e es “longi ud”, “diáme o” y “peso” de los u os.
5) Discusión
5.1) E aluación eno ípica
Si a endemos a la a iabilidad a ni el de amilias seg egan es, odos los descendien es de un
c uzamien o son el esul ado de la combinación de la in o mación gené ica que po an sus
p ogeni o es. Po ello, como consecuencia de los p oceso de seg egación independien e de los
c omosomas y de la ecombinación gené ica, cada indi iduo esul a en una en idad gené ica
única. La a iabilidad a ni el de indi iduos ep esen a que odos los miemb os de una especie
di ie en en e sí. Es as ca ac e ís icas se e ie en an o a ca ac e ís icas mo ológicas como a
aspec os isiológicos. El o igen de es a a iabilidad puede se muy a iado, siendo en úl ima
ins ancia la combinación de los siguien es ac o es: gené ica, epigené ica e in e acciones de
es os ac o es con el ambien e.
La di e sidad gené ica de una población puede se calculada como la a iedad de alelos y
geno ipos p esen es en una población y que, ecuen emen e, se e leja en las di e encias
mo ológicas, isiológicas y de compo amien o en e los indi iduos. Su impo ancia eside en
se la base de la adap abilidad de la especie, es deci , de e mina la capacidad de esponde an e
los cambios ambien ales (po encial e olu i o y e icacia biológica). Di e sos es udios han
de e minado que el g ado de di e sidad gené ica en C. sa i us es ela i amen e bajo (3-8%) en
compa ación con las o as especies del géne o Cucumis (10-25%). Es e hecho es debido a la
in ensa selección a i icial que se ienen ealizando sob e un educido ma e ial gené ico du an e
la mejo a de es a especie (Ca agna o e al., 2010; Behe a e al., 2011).
No puede deja de conside a se que las poblaciones e aluadas en es e TFM o man pa e de
p og amas de mejo a gené ica de una emp esa. Po ello, la e aluación de los ca ac e es
es udiados son de in e és pa a el p og ama de mejo a del que o man pa e las líneas y que es á
ocalizado pa a un me cado conc e o, en es e caso el Eu opeo, al que se des inan los pepinos
ipo Du ch. Dicho me cado alo a de o ma posi i a un u o de colo oscu o, de cuello
edondeado, con un peso comp endido en e 350-450 g y una longi ud en e 25-30 cm. Con
espec o a los ca ac e es ege a i os, las plan as p ecoces, compac as y monopis ila es son de
especial in e és pa a los p oduc o es po su mayo capacidad p oduc i a ela i a y el
aba a amien o de las labo es de ecolección con espec o a las mul ipis ila es (Yuan e al.,
2008b).
36
Un análisis de los esul ados del eno ipado de la Tabla 2 mues a que la población A es más
p ecoz, compac a y menos mul ipis ila que su pa en al (F1-A). Además, gene a u os de mayo
longi ud y peso, los cuales son de una colo ación más oscu a. En su conjun o es a población ha
espondido según lo espe ado as el c uzamien o con el PC, el cual p esen aba cualidades más
deseables pa a los ca ac e es mencionados. Po su pa e, la población B p esen a unos alo es
lige amen e más a o ables a los de su pa en al (F1-B), sal o pa a el igo , aduciéndose en
una mayo elocidad de desa ollo. Hay que esal a la a ianza obse ada pa a el ca ác e
p ecocidad de la población B, que debe es a ocasionado po la exis encia de una g an
di e gencia en e los indi iduos de la población, lo que a su ez pod ía se debido a la
seg egación de nume osos genes que con olan es e ca ác e en es a población.
En ambas poblaciones, y pa a odos los ca ac e es analizados, es ap eciable la exis encia de un
ango de des iación es ánda , lo cual quie e deci nos que pa a los 64 indi iduos de las
poblaciones la in ensidad de la exp esión de los ca ac e es analizados no ha sido la misma y
han dado luga a combinaciones únicas. Es e enómeno de seg egación es la base pa a la
iden i icación de los po enciales QTL que igen es os ca ac e es cuando se analiza la co elación
exis en e en e el eno ipo de un indi iduo, el geno ipo de ese indi iduo pa a cada ma cado
analizado y las elaciones de ligamien o exis en es en e los ma cado es analizados y isibles
en el mapa gené ico de cada población.
Po o o lado, la sensibilidad de los me is emos apicales a las condiciones ambien ales ex emas
y la in luencia de es as mismas a la ho a de es imula el desa ollo de lo es macho, son dos
ca ac e ís icas que deben elimina se del ondo gené ico ya que conlle an una educción de
p oducción. Es as cualidades pa ecen se apo adas en pa e po el PC, ya que la población A
mani ies a el ca ác e “cabeza quemada” y la población B el ca ác e “ lo es macho”, es ando
es as ausen es pa a sus espec i os pa en ales F1. Sin emba go es as deducciones debe án se
con as adas en u u os ensayos, al y como se ha demos ado p e iamen e pa a esos ca ac e es
(Mibus & Ta lioglu., 2004).
Finalmen e, al es udia los con oles y las poblaciones F1 podemos de e mina que pese a exis i
in luencia ambien al en la de e minación de es os ca ac e es, es a no pa ece habe se eje cido
con un peso signi ica i o en el p esen e abajo. Es a conclusión ha sido posible po la inclusión
en el abajo de poblaciones es ables gené icamen e como con oles. En dichas poblaciones, la
a iación obse ada debe es a ocasionada únicamen e po las condiciones ambien ales. Sin
emba go, an o la media poblacional como la a ianza obse ada en esas poblaciones es
37
equipa able con las poblaciones seg egan es de es udio. Es os da os nos pe mi en es ima la
he edabilidad de los ca ac e es es udiados, p opo cionando una idea del g ado de con ol
gené ico pa a la exp esión de un asgo pa icula y la con iabilidad del eno ipo pa a p edeci
su alo gené ico. Es os esul ados pod án apo a in o mación base pa a los u u os p og amas
de mejo a, elacionándose al os alo es de he edabilidad (h2) con una baja in luencia ambien al
lo que acili a la labo de los mejo ado es (Dijkhuizen & S aub, 2002; Ullah e al., 2012).
En ambas poblaciones ha sido posible ob ene indi iduos con ca ac e ís icas eno ípicas más
con enien es o deseables que los pa en ales, lo que se conoce como seg egación ansg esi a
(Cube o, 2013). Cabe menciona que las plan as alógamas al ep oduci se median e
ecundación c uzada son ue emen e he e ocigó icas (ele ada ecuencia media de
he e ocigo os po locus). La au o ecundación a i icial suele conlle a una pé dida de igo po
degene ación po consanguinidad al educi la a iabilidad gené ica de la población, llegando
en casos ex emos a gene a plan as es é iles. Es as poblaciones hay que mejo a las a ando de
modi ica su composición gené ica a a o de los ca ac e es conside ados como a o ables y
man eniéndolas en polinización c uzada. Es os c uces se aducen en híb idos de in e és que
mues an lo que se conoce como igo híb ido o he e osis. La búsqueda de ma cado es que
pe mi an p edeci la apa ición del igo híb ido o he e osis es del mayo in e és básico y
aplicado (Fan e al., 2006).
5.2) Mapa gené ico
Con los esul ados disponibles ha sido posible la gene ación de un mapa gené ico de cada una
de las poblaciones analizadas. Ambos mapas p esen an di e encias signi ica i as en la
dis ibución de los ma cado es en los dis in os g upos de ligamien o. Es o puede gene a una
cobe u a no uni o me del genoma del pepino pa a la búsqueda de po enciales QTL. Sin
emba go, la selección de los ma cado es SNPs que se han podido inclui en el mapa había
lle ada a cabo basándose en esul ados p e ios de la emp esa, que indicaban posibles elaciones
con los ca ac e es es udiados.
Cuan o mayo sea el núme o de ma cado es empleados en el mapa gené ico, mayo se á la
esolución del mismo y la p obabilidad de log a iden i ica ma cado es ligados a los ca ac e es
de in e és (Yuan e al., 2008a). Si conside amos como más p eciso o e az el mapa de la
población A po con ene el mayo núme o de ma cado es, y se el que mayo dis ancia gené ica
aba ca, podemos obse a que el mapa gené ico de la población B con iene únicamen e 6 g upos
de ligamien o (1, 2-A, 2-B, 3, 4, 5 y 6), encon ándose el g upo de ligamien o 2 di idido en dos

38
g upos. Pa a es e g upo de ligamien o encon amos 4 ma cado es comunes (ma ke s012, 013,
014, 015), lo cual nos puede lle a a pensa que el polimo ismo de es os loci no es lo
su icien emen e signi ica i o como pa a de e mina ligamien o pa a es a población. Po su pa e
la población A p esen a un g upo de ligamien o único, el 7, con o mado po 4 ma cado es
(ma ke s062, 063, 064, 066), del que no se encuen a equi alen e en la población B. Es e hecho
puede se debido a la ela i a escasez de ma cado es analizados o a la al a de ma cado es de
e e encia que acili asen el es ablecimien o consensuado de los g upos de ligamien o (Yuan e
al., 2008a). Sin emba go, el núme o de ma cado es molecula es que la emp esa ha pues o a
disposición de es e abajo ha sido limi ado. En cualquie caso, los esul ados ob enidos aunque
posi i os debe án se con as ados en es udios pos e io es pa a, con un mayo núme o de
ma cado es e indi iduos, es ablece de o ma más p ecisa mapas gené icos de ambas
poblaciones. No obs an e, los mapas ob enidos en es e TFM pod ían se u ilizados como
p ime a e sión de los u u os mapas gené icos de ini i os.
5.3) Análisis de QTLs
La a iación obse ada pa a algunos de es os ca ac e es depende de ac o es ambien ales, ales
como las écnicas ag ícolas, pe o ambién en pa e po los ac o es gené icos aun no de inidos.
La di icul ad del p oceso eside p incipalmen e en que la a iabilidad eno ípica que
obse amos se debe a di e encias gené icas en e los indi iduos de la población y a las
di e encias po e ec o del ambien e en el que se encuen an. Po es e mo i o, la e aluación
eno ípica del ca ác e se conside a an impo an e y debe ealiza se en condiciones ambien ales
con oladas pa a educi su impac o sob e el eno ipo o en di e en es condiciones ambien ales
pa a es ima la p opo ción de a iabilidad eno ípica debida al ambien e. Median e es as
es a egias se log a iden i ica con p ecisión los ac o es gené icos que egulan el ca ác e de
in e és.
En es e es udio, la e aluación de 2 poblaciones BC1 en condiciones de cul i o con oladas bajo
in e nade o pe mi ie on la de ección de 17 asociaciones en e ma cado es y QTLs pa a algunos
de los ca ac e es de es udio (p ecocidad, núme o y longi ud de en enudos, núme o de u os en
un nudo, longi ud, diáme o, ca idad seminal y cuello). De en e es os, 12 QTLs se han
de ec ado en la población A y 5 en la población B, siendo los ca ac e es de núme o de u os en
un nudo, longi ud y cuello únicos pa a la población A, mien as que pa a el diáme o sólo se
encon ó asociación en la población B.
39
La iden i icación de QTL ligados a ma cado es compa idos en dis in as poblaciones sugie e
que los QTLs analizados son más con iables (Fan e al., 2006). La asociación con uno de es os
ma cado es sin epe i se en la o a población nos puede lle a a pensa que el ondo gené ico
en e es as poblaciones p esen a di e encias pa a las egiones analizadas. Es deci , la e olución
seguida po las poblaciones puede habe gene ado e en os de inse ción o deleción de egiones
genómicas o mu aciones pun uales. O a posibilidad se ía la al a de da os su icien es como
pa a log a encon a dicha asociación, como po ejemplo que el núme o de indi iduos
analizados no es lo su icien emen e ex enso como pa a de e mina con exac i ud ese esul ado
(Mansu e al., 1996)
La p ecocidad es un ca ác e muy es udiado po los mejo ado es pues o que, cuando una plan a
empieza a se p oduc i a an es, suele conlle a una mayo capacidad p oduc i a con espec o
a o as con simila dinámica de desa ollo de u os. Pa a ambas poblaciones se han de ec ado
QTL en el p ime g upo de ligamien o (Ma ke 001, 010 y 011), alcanzando un alo LOD seis
eces supe io al umb al pa a la población B. Es o con i ma la exis encia de un QTL implicado
en el desa ollo de los u os en el g upo de ligamien o 1. Es o se apoya en los esul ados
ob enidos pa a la población A, la cual ambién encuen a asociaciones pa a ese g upo, siendo
una de ellas p óxima a la posición génica de ec ada en B. Sin emba go, podemos obse a una
di e encia de a iación eno ípica explicable, es o pod ía debe se a que pa a la población A es e
ca ác e ha pasado a es a egulado po más egiones (aumen ando su complejidad y educiendo
el peso gené ico). Po o a pa e, el es udio del Ma ke 010 en la población B puede ayuda a
comp ende mejo la egulación gené ica pa a dicho ca ác e , g acias a que po sí mismo es
capaz de explica el 60% de la a iación eno ípica obse ada (Dijkhuizen & S aub, 2002; Yuan
e al., 2008b).
Pa a el núme o de en enudos se alo a posi i amen e un mayo núme o con espec o a una
longi ud de e minada (plan a compac a). En gene al, a mayo núme o de es uc u as nodales
mayo es la p oducción, ya que po cada nudo la plan a gene a una o a ias lo es. Es e ca ác e
es á ligado an o a la capacidad p oduc i a de la plan a como al co ec o desa ollo de los u os
y la calidad de los mismos. Los esul ados indican la p esencia de 2 asociaciones pa a la
población A (Ma ke 012 y 048) y una pa a la población B (Ma ke 043). Es os esul ados son
espaldados po el análisis de la longi ud de en enudos, debido a la elación exis en e en e
ambos ca ac e es. Pa a ambas poblaciones apa ece un QTL en el g upo 5, lo que puede suge i
una egión génica in oluc ada en el desa ollo ege a i o en dicho g upo conse ada pa a
ambas poblaciones.
40
O o ca ác e pa a el que se ha encon ado asociación en ambas poblaciones es la ca idad
seminal de los u os. Es e ca ác e de e mina la can idad de endo/mesoca po del u o y es á
ligado a ca ac e ís icas o ganolép icas. En es e caso se han localizado en g upos de ligamien o
dis in o 1 (Ma ke 010) y 5 (Ma ke 049). Es o puede suge i que el desa ollo del u o es un
p oceso complejo y en el que pa icipan dis in os genes, lo que con ibuye a su egulación.
Podemos e que es os ma cado es alcanzan a explica un 15-18% de la a ianza, po lo que
exis e un 70% de la a ianza del ca ác e que desconocemos. Cabe la posibilidad de que los
QTLs iden i icados en es e abajo se co espondan con alguno de los 8 iden i icados po el
g upo de Yuan (2008a, 2008b), más conc e amen e con 2 de ellos que p esen an un po cen aje
de a iación ( 2) ap oximado, aunque la al a de ma cado es molecula es comunes nos impide
aco a más su iden i icación.
El núme o de u os po nudo pa ece es a egulado p incipalmen e po dos QTL que explica ían
en su conjun o el 68% de la a ianza eno ípica obse ada en la población A: Ma ke 004 (1) y
Ma ke 043 (5). Es os esul ados pueden encon a conco dancia con los ob enidos po los
in es igado es Dijkhuizen & S aub (2002). En la población B, la al a de a iabilidad
signi ica i a pa a es e ca ác e di icul a eno memen e su análisis, ya que como se ha comen ado
se equie e de a iación gené ica pa a los ca ac e es de es udio en la población seg egan e. La
iden i icación de es a asociación esul a de u ilidad, ya que gene almen e se p e ie e plan as
monopis ila es debido al aho o que supone en mano de ob a ag ícola y el bene icio de
edis ibución de ecu sos pa a la plan a. Po an o, es más que p obable que la emp esa use es a
in o mación en sus u u os p og amas de mejo a gené ica de pepino, pa a e i a en las nue as
a iedades los alelos del QTL que con olan la o mación de es e ca ác e .
El es o de ca ac e es pa a los que se han iden i icado QTLs es án implicados en el desa ollo
y mo ología del u o (longi ud, diáme o y cuello). Así, se han encon ado QTLs en 3 g upos
de ligamien o dis in os: 1 (Ma ke 009), 4 (Ma ke 029) y 5 (Ma ke 041 y 051). Es os
ma cado es explican en e el 15-25% de la a ianza eno ípica obse ada, lo que nos ayuda a
comp ende la can idad de genes y las complejas u as de egulación in oluc adas pa a el
desa ollo y madu ación de un u o. Algunos au o es han obse ado una meno consis encia
en la de e minación de QTL asociado a la o ma del u o al ealiza epe iciones de sus ensayos.
Es os ca ac e es es án muy condicionados a la e apa isiológica de desa ollo en el que se
encuen en los u os, p esen ando una di icul ad añadida pa a su iden i icación (Dijkhuizen &
S aub, 2002). Los QTLs iden i icados en es e TFM pueden co esponde se con los iden i icados
po Se quen y colabo ado es (1997) o los del equipo de Yuan (2008a, 2008b). Sin emba go, de
41
nue o nos encon amos con la limi ación impues a po los ma cado es analizados y que no se
han incluido ma cado es molecula es de los mapas gené icos p e iamen e publicados (Fazio e
al., 2003; S aub e al., 2007; Yuan e al., 2008a).
Puede conclui se po an o que pa a el p esen e es udio la al a de in o mación limi a a ina la
localización de los QTL localizados con espec o del genoma de pepino y pode iden i ica o
es ima los genes implicados con p ecisión. El núme o de asociaciones (ca ác e -ma cado )
de ec ables y signi ica i as ue limi ado a causa del amaño poblacional y p obablemen e puede
gene a una subes imación del núme o o al de loci implicados en la exp esión de los ca ac e es
de es udio, al y como se ha demos ado p e iamen e (S aub e al., 1996). No obs an e, algunas
de las líneas pueden se conside adas como geno ipos po enciales pa a u u os p og amas de
mejo a gené ica p o undizando en la ob ención y ijación de los ca ac e es buscados.
5.4) Análisis de co elación
La na u aleza codominan e de los ma cado es iden i icados en es e es udio pone de mani ies o
su po encial como he amien a molecula pa a los u u os p og amas de mejo a en los que se
usen los ca ac e es eno ípicos asociados a los ondos gené icos analizados. La selección en
base a un solo QTL cons i uye un iesgo a la ho a de p oduci un e ec o “a as e” de los genes
p óximos. Es o p o oca ía homocigosis ambién pa a esos loci, los cuales pueden se
des a o ables o incluso dele é eos. Po es e mo i o se hace necesa io combina la selección
u ilizando in o mación molecula y ambién eno ípica pa a o os ca ac e es de in e és.
Si obse amos los esul ados ob enidos en el análisis de eg esión y co elación, podemos
obse a in e acciones muy in e esan es y con g an alo pa a su conside ación en los
p og amas de mejo a. El 72,97% de es as in e acciones son de ipo mode ado o supe io , lo que
da una idea de su peso como es imado es eno ípicos. Pa a log a la mejo a de algún ca ác e
debe es udia se sus posibles elaciones con o os, en é minos de ue za y sen ido, ya que puede
conduci an o a ija a ios ca ac e es de in e és al mismo iempo como a la ijación de uno en
de imen o de o os. Es o debe á de sopesa se en unción de los in e eses pa icula es del
p og ama de mejo a.
El hecho de dispone de 2 poblaciones de es udio ha acili ado la iden i icación de co elaciones
comunes en ambas poblaciones y que po consiguien e ienen po encial pa a su es udio de
ex apolación a o as líneas poblacionales de pepino Du ch. Es as in e acciones son las
siguien es y su análisis nos lle a a dis in as conje u as:
 P ecocidad – Diáme o (-)
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