Skip to main content

Projecte H2020 G2P-SOL: Vinculació de recursos genètics, genomes i fenotips de cultius de solanàcies.

  • Tipus Projecte
  • Estat Completat
  • Execució 2016 -2021
  • Pressupost assignat 6.891.265,00 €
  • Àmbit Europeo
  • Font principal de finançament H2020
  • Web del projecte Proyecto G2P-SOL
Descripció

G2P-SOL és una aliança de recerca que reuneix els principals repositoris europeus i internacionals de germoplasma amb institucions públiques i privades dedicades a la genòmica, el fenotipat i el millorament dels quatre principals cultius de solanàcies: patata, tomàquet, pebrot i albergínia. Aquests quatre cultius representen el 66% del valor de la producció hortícola europea, i el consorci compta amb més de 65.000 accessions disponibles. Mitjançant l'aprofitament de la biodiversitat global disponible, nous conceptes de genotipat i fenotipat i eines d'anàlisi de dades, el projecte G2P-SOL vincularà el codi genètic subjacent a la biodiversitat de les solanàcies amb les característiques que milloren la productivitat, l'adaptació i la salut humana. En facilitar l'accés dels usuaris finals a aquesta informació, s'incrementarà el coneixement de la diversitat disponible i se n'estimularà l'ús en programes de millora, fet que es traduirà en cadenes de producció diversificades. Els fenotips i trets del material conservat en col·leccions europees i internacionals importants es descriuran utilitzant termes ontològics comuns desenvolupats en aquest projecte.

Aquesta informació s'allotjarà en una plataforma de programari de codi obert, cosa que permetrà una fàcil interacció amb les plataformes existents per a la catalogació de germoplasma. G2P-SOL desenvoluparà valors compartits en ciència i educació en les àrees següents:

  • Definició i manteniment d'acervos genètics per al millorament de cultius.
  • Dades fenòmics i genòmics: generació, anàlisi, emmagatzematge i vinculació amb bancs de gens.
  • Premillorament i millora del germoplasma.
  • Capacitació, tallers i divulgació pública. G2P-SOL redefinirà com gestionar i organitzar els recursos genètics i la informació genòmica i fenòmica vinculada d'una manera que els faci accessibles a naturalistes, genetistes i milloradors per a la conservació, la investigació científica i el millorament a l'era postgenòmica, en compliment dels objectius del Tractat Internacional sobre els Recursos Fitogenètics i el Protoc.
Descripció de les activitats

Inventari i conservació: S'ha desenvolupat un sistema comú de descriptors per als quatre cultius. S'han recopilat les dades de passaport i fenotípics existents, incloent-hi imatges, per a aproximadament 55.000 accessions dels quatre cultius, com es detalla a la Taula 1: Totes les dades s'han carregat a la passarel·la G2P-SOL (http://www.g2p-sol.eu/G2P-SOL-gateway. 2020. Descripció i avaluació S'han optimitzat protocols de genotipat de baixa densitat, capaços de puntuar de 2.000 a 5.000 loci genètics, i s'han utilitzat per genotipar aproximadament 38.000 accessions i línies de premillora dels quatre cultius, com es detalla a la Taula.

Les dades del pebrot són públiques, les dels altres tres cultius es faran públiques després de la publicació dels articles relatius. Cinc col·leccions nucli (tomàquet, albergínia, pebrot, papes sud-americanes i europees), compostes per 300-400 individus cadascuna i que representen la diversitat global o (en el cas de la papa) regional d'aquests cultius, s'han construït sobre la base de paràmetres fenotípics i les dades de genotipat de distribució de baixa de. S'han realitzat almenys dos assaigs de camp/cultiu per a les cinc col·leccions del nucli. El fenotipat s'ha fet utilitzant protocols comuns i s'ha completat el perfil metabòlic per a tomàquet, albergínia i pebrot. També s'han fet assaigs per a caràcters seleccionats de resistència a l'estrès biòtic/abiòtic. Les col·leccions nucli de tomàquet i albergínia s'han resseqüenciat a una profunditat de 20x, mentre que les de papa i pebrot s'han sotmès a genotipat d'alta densitat. A més, 16 genotips de pebrot, 47 accessions silvestres d'albergínia, 30 de papa i 42 de tomàquet es van resseqüenciar a una profunditat de 20x-40x, per a un total de més de 5 terabases. La resseqüenciació de les col·leccions centrals de tomàquet i albergínia va generar, respectivament, 30,1 milions i 51,6 milions de polimorfismes d'un sol nucleòtid (SNP), dels quals, després del filtratge, 1,02 milions i 1,32 milions es van utilitzar per al mapeig d'associacions genòmiques. El nombre d'SNP va ser molt menor al pebrot i la patata, sotmesos a GBS (Taula 3).

Aquests SNP es van utilitzar juntament amb desenes (patata) o centenes (tomàquet, albergínia, pebrot) de caràcters mesurats a les col·leccions centrals per a estudis d'associació genòmiques, generant milers d'associacions SNP/caràcters altament significatives. Premillorament. Més de 50 poblacions segregants dels quatre cultius, derivades de creus intra o interespecífiques, estan sent avaluades per a una varietat de nous trets relacionats amb la qualitat i la resistència a malalties.

Un nombre de trets agronòmics coneguts han estat introgressats en un nou germoplasma d'elit en una primera onada de premillorament, i un nombre de nous trets han estat validats per utilitzar-lo en una segona onada de premillorament, com es detalla a continuació. El nombre daquests trets està molt per sobre dels 2-3 trets/cultiu que es van planejar inicialment. Albergínia: conegut 6; nou 11; Pebrot: conegut 6; nou 7; Tomàquet: conegut 8; nou 3; Papa: conegut 3; nou 4. (Taula 4). Difusió, valorització i capacitació Els resultats del projecte han estat difosos, fins ara, a través de 69 comunicats de premsa, la participació a 36 conferències/tallers/esdeveniments científics i 52 articles científics revisats per parells i d'accés obert. Podeu consultar una llista de totes les publicacions al lloc web de G2P-SOL ( http://www.g2p-sol.eu/Publications.html ). S'han organitzat dos cursos de formació inicial sobre l'ús de recursos genètics, a Hyderabad (Índia) i Lima (Perú), respectivament, i dos cursos de formació avançada a Wageningen (Països Baixos) i en línia. El taller final del projecte ( http://www.g2p-sol.eu/G2P%2DSOL%2DFinal%2DWorkshop.html ) va atreure més de 1000 participants de 61 països (Figura 1). El compte de Twitter del projecte (@solgenetics) compta amb més de 300 seguidors.

Descripció contextual

G2P-SOL busca aprofitar al màxim les llavors de desenes de milers d'accessions genètiques dels quatre principals cultius alimentaris de solanàcies (papa, tomàquet, pebrot i albergínia) emmagatzemades en bancs de germoplasma de tot el món. Comprendre i utilitzar aquesta diversitat genètica és clau per a la sostenibilitat de l'agricultura davant d'un entorn canviant i l'aparició de noves plagues i malalties.

Actualment, això es veu obstaculitzat per l'escassa informació pública disponible sobre la variabilitat de les col·leccions conservades a diferents bancs de germoplasma. Per donar a conèixer la diversitat disponible i estimular-ne l'ús en programes de millora genètica, G2P-SOL vol posar a disposició del públic general, científics i milloradors tot el material genètic emmagatzemat actualment als bancs de germoplasma, així com la informació fenotípica i genètica associada. Els principals objectius del projecte són: Inventari i conservació.

Les accessions de patata, tomàquet, pebrot, albergínia i els seus parents silvestres presents a bancs de germoplasma clau europeus i internacionals es catalogaran per a un ús més ampli en l'agricultura i el millorament genètic. Al projecte, s'establirà una xarxa de repositoris on es conservarà i distribuirà el germoplasma a les parts interessades que ho sol·licitin. A més, s'implementarà un portal web G2P-SOL, on la informació estarà disponible de manera centralitzada, unificada, sistematitzada i fàcil d'utilitzar. Descripció i avaluació: G2P-SOL avaluarà les relacions genètiques, els nivells de diversitat i el grau de duplicació a les col·leccions, i establirà col·leccions nucli mundials que representin una gran part de la variació genotípica i fenotípica global per a cadascun dels quatre cultius. Les col·leccions nucli es caracteritzaran segons les característiques agronòmiques i de qualitat de fruits/tubercles, els perfils metabòlics i la resposta a un conjunt d'estressos biòtics i abiòtics. Premillorament: S'introduiran característiques importants relacionades amb la resistència a patògens, plagues i estressos abiòtics, així com el rendiment i la qualitat, provinents de germoplasma silvestre no adaptat, en germoplasma d'elit adaptat a les condicions de camp i als sistemes alimentaris.

Aquestes noves fonts de variació s'utilitzaran per al fenotipat i el genotipat. Es posarà a disposició material d'elit per al premillorament i els usuaris finals. Difusió, valorització i capacitació. Totes les dades i el germoplasma recopilats i produïts durant el projecte es posaran a disposició del públic a través del portal G2P-SOL. Els socis intersectorials de G2P-SOL organitzaran tallers i cursos de capacitació dirigits a associacions de criadors i agricultors dels sectors públic i privat, per tal de promoure la inclusió del material genètic i els nous coneixements.

Objectius

G2P-SOL és una aliança de recerca que reuneix els principals repositoris europeus i internacionals de germoplasma amb institucions públiques i privades actives en genòmica, fenotipat i millorament dels quatre principals cultius de solanàcies: patata, tomàquet, pebrot i albergínia. Aquests quatre cultius constitueixen el 66% del valor de la producció hortícola europea i més de 65.000 mostres estan disponibles dins del consorci.

Aprofitant la biodiversitat global disponible, nous conceptes de genotipat i fenotipat i eines d'anàlisi de dades, el projecte G2P-SOL vincularà el codi genètic subjacent a la biodiversitat de les solanàcies amb els trets que milloren la productivitat, l'adaptació i la salut humana. En fer que aquesta informació sigui accessible als usuaris finals, s'augmentarà el coneixement de la diversitat disponible i s'estimularà l'ús d'aquesta diversitat genètica en programes de millora, cosa que resultarà en cadenes de producció diversificades.

Els fenotips i característiques del material conservat a les principals col·leccions europees i internacionals es descriuran utilitzant termes ontològics comuns desenvolupats en aquest projecte i aquesta informació s'allotjarà en una plataforma de programari de codi obert, cosa que permetrà una fàcil interfície amb les plataformes existents per a la catalogació de germoplasma. G2P-SOL desenvoluparà valors compartits en ciència i educació en les àrees següents:

  1. Definició i manteniment de reserves genètiques per al millorament de cultius.
  2. Dades fenòmics i genòmics: generació, anàlisi, emmagatzematge i vinculació amb bancs de gens.
  3. Premillorament i millorament de germoplasma.
  4. Capacitació, tallers i divulgació pública. G2P-SOL redefinirà com gestionar i organitzar els recursos genètics i la informació genòmica i fenòmica vinculada d'una manera que els faci accessibles a naturalistes, genetistes i criadors per conservar-los, investigar-los i millorar-los en l'era postgenòmica, de conformitat amb els objectius del Tractat Internacional sobre Recursos Fitogenètics i el Protocol de Nago.
Informació addicional

La informació fenotípica i de passaport preexistent recopilada, la nova informació genotípica i fenotípica generada, i els nous trets validats constitueixen el conjunt de dades més gran d'aquest tipus, finançat amb fons públics, sobre cultius de solanàcies, i s'organitzen en una plataforma intuïtiva.

Aquest conjunt de dades i aquesta plataforma incrementaran considerablement el valor de les col·leccions de germoplasma, promovent l'ús de germoplasma biodivers per part de tots els usuaris, incloses les pimes i els fitomilloradors del sector públic.

Coordinadors
  • AGENZIA NAZIONALE PER LE NUOVE TECNOLOGIE, L'ENERGIA E LO SVILUPPO ECONOMICO SOSTENIBILE (ENEA)