DESARROLLO DE MARCADORES PARA MEJORAMIENTO DE MAÍZ CON PROTEÍNA DE CALIDAD Y ESTUDIO DE INTERACCIÓN ENTRE LOS GENES Opaco-2 Y Ask2

Abstract

Los granos de maíz de alta calidad proteica (QPM) contienen el doble de lisina y triptófano en comparación con los granos de maíz normales. Aunque la mutación opaco-2 (o2) es la causa subyacente de este cambio beneficioso, otros genes como la aspartato quinasa-2 (Ask2) afectan en menor grado el contenido de aminoácidos en el endospermo. Hasta el momento, los informes sobre la interacción entre ambos loci son escasos y no existen ensayos de alto rendimiento para la identificación de los alelos de estos genes. Los objetivos de esta investigación fueron: 1) estudiar la interacción entre los genes o2 y Ask2 con respecto a la acumulación de aminoácidos en el endospermo de una población F2, 2) identificar SNPs conservados en el gen o2 que puedan ser utilizados como marcadores, 3) estimar la frecuencia de un SNP de Ask2, asociado con la acumulación de lisina en el endospermo, en germoplasma del CIMMYT, y 4) desarrollar ensayos de marcadores de alto rendimiento para estos SNPs. El estudio de interacción mostró un efecto preponderante del o2 sobre la acumulación de 11 aminoácidos (P ≤ 0.01). Al parecer, Ask2 solamente actúa con o2 para mejorar marginalmente los niveles de lisina, histidina y metionina en los homocigotos recesivos dobles. La secuenciación de amplicones en el locus o2 condujo a la identificación de un SNP en el exón 1 que discriminó todos los genotipos QPM (C) de los genotipos no QPM (T). La validación de este SNP a través de los ensayos KASP™ indicó que fue 92 % asertivo en la diferenciación de los genotipos o2. En contraste, la frecuencia del SNP de Ask2 en el germoplasma QPM del CIMMYT fue baja; sin embargo, un marcador SSCP desarrollado utilizando este SNP detectó cinco variantes, lo que indica que otros cambios de base desconocidos pueden conferir respuestas positivas de aumento de lisina. Estos marcadores podrían ayudar a la selección asistida en variedades QPM.