Proxecto H2020 G2P-SOL: Vinculación de recursos xenéticos, xenomas e fenotipos de cultivos solanáceos.
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2016 -2021
- Orzamento asignado 6.891.265,00 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento Horizonte 2020
- Páxina web do proxecto Proyecto G2P-SOL
G2P-SOL é unha alianza de investigación que reúne os principais repositorios de xermoplasma europeos e internacionais con institucións públicas e privadas dedicadas á xenómica, fenotipificación e mellora dos catro principais cultivos solanáceos: pataca, tomate, pemento e berenxena. Estes catro cultivos representan o 66 % do valor da produción hortícola europea e o consorcio ten dispoñibles máis de 65 000 accesións. Aproveitando a biodiversidade global dispoñible, os novos conceptos de xenotipificación e fenotipificación e as ferramentas de análise de datos, o proxecto G2P-SOL vinculará o código xenético subxacente á biodiversidade das solanáceas con trazos que melloran a produtividade, a adaptación e a saúde humana. Ao facilitar o acceso dos usuarios finais a esta información, aumentará o coñecemento da diversidade dispoñible e fomentarase o seu uso nos programas de mellora, o que resultará en cadeas de produción diversificadas. Os fenotipos e trazos do material que se atopa nas principais coleccións europeas e internacionais describiranse empregando termos ontolóxicos comúns desenvolvidos neste proxecto.
Esta información aloxarase nunha plataforma de software de código aberto, o que permitirá unha interacción sinxela coas plataformas de catalogación de xermoplasma existentes. G2P-SOL desenvolverá valores compartidos na ciencia e na educación nas seguintes áreas:
- Definición e mantemento de conxuntos xenéticos para a mellora de cultivos.
- Datos fenómicos e xenómicos: xeración, análise, almacenamento e vinculación a bancos de xenes.
- Precría e mellora do xermoplasma.
- Formación, obradoiros e divulgación pública. G2P-SOL redefinirá como se xestionan e organizan os recursos xenéticos e a información xenómica e fenómica asociada de maneira que sexan accesibles para naturalistas, xenetistas e melloradores para a conservación, a investigación científica e a mellora na era posxenómica, en cumprimento dos obxectivos do Tratado Internacional sobre os Recursos Fitoxenéticos e o Protocolo de Nagoya.
Inventario e conservación: Desenvolveuse un sistema común de descritores para os catro cultivos. Os datos de pasaporte e fenotípicos existentes, incluídas as imaxes, recompiláronse para aproximadamente 55 000 accesións dos catro cultivos, como se detalla na Táboa 1. Todos os datos cargáronse na pasarela G2P-SOL (http://www.g2p-sol.eu/G2P-SOL-gateway.html) e son accesibles publicamente para todos os usuarios desde o 1 de xaneiro de 2020. Descrición e avaliación Optimizáronse e utilizáronse protocolos de xenotipificación de baixa densidade, capaces de puntuar de 2000 a 5000 loci xenéticos, para xenotipificar aproximadamente 38 000 accesións e liñas de precría nos catro cultivos, como se detalla na Táboa 2. Os datos engadíronse á pasarela G2P-SOL.
Os datos dos pementos son públicos; Os datos dos outros tres cultivos faranse públicos despois da publicación dos artigos pertinentes. Construíronse cinco coleccións principais (tomate, berenxena, pemento, patacas suramericanas e europeas), compostas por 300-400 individuos cada unha e que representan a diversidade global ou (no caso da pataca) rexional destes cultivos, baseándose en parámetros fenotípicos e datos de xenotipificación de baixa densidade, e distribuíronse aos socios de fenotipificación. Realizáronse polo menos dous ensaios de campo/cultivo para as cinco coleccións principais. A fenotipificación realizouse empregando protocolos comúns e a elaboración de perfís metabólicos para o tomate, a berenxena e o pemento. Tamén se realizaron ensaios para determinadas características de resistencia ao estrés biótico/abiótico. As coleccións de núcleos de tomate e berenxena foron resecuenciadas a unha profundidade de 20x, mentres que as coleccións de núcleos de pataca e pemento foron sometidas a xenotipificación de alta densidade. Ademais, resecuenciaronse 16 xenotipos de pemento, 47 accesións silvestres de berenxena, 30 xenotipos de pataca e 42 xenotipos de tomate a unha profundidade de 20x-40x, para un total de máis de 5 terabases. A resecuenciación das coleccións de núcleos de tomate e berenxena xerou 30,1 millóns e 51,6 millóns de polimorfismos de nucleótido único (SNP), respectivamente, dos cales, despois do filtrado, 1,02 millóns e 1,32 millóns empregáronse para o mapeo de asociación a nivel xenómico. O número de SNPs foi moito menor en pemento e pataca, sometidos a GBS (Táboa 3).
Estes SNP empregáronse xunto con ducias (pataca) ou centos (tomate, berenxena, pemento) de trazos medidos nas coleccións principais para estudos de asociación a nivel xenómico, xerando miles de asociacións SNP/trazos moi significativas. Premellora. Están a ser avaliadas máis de 50 poboacións segregantes dos catro cultivos, derivadas de cruzamentos intra ou interespecíficos, para determinar unha variedade de novas características relacionadas coa calidade e a resistencia ás enfermidades.
Varias características agronómicas coñecidas foron introducidas en novo xermoplasma de elite nunha primeira onda de premellora, e varias características novas foron validadas para o seu uso nunha segunda onda de premellora, como se detalla a continuación. O número destas características está moi por riba das 2-3 características/cultivo que estaban previstas inicialmente. Berenxena: coñecidas 6; novos 11; Pementa: coñecida 6; novos 7; Tomate: coñecido 8; novo 3; Papa: coñecidos 3; novo 4. (Táboa 4). Difusión, avaliación e formación Os resultados do proxecto difundíronse, ata o de agora, a través de 69 comunicados de prensa, a participación en 36 conferencias/obradoiros/eventos científicos e 52 artigos científicos revisados por pares e de acceso aberto. Pódese atopar unha lista de todas as publicacións no sitio web de G2P-SOL (http://www.g2p-sol.eu/Publications.html). Organizáronse dous cursos de formación inicial sobre o uso de recursos xenéticos, en Hyderabad (India) e Lima (Perú), respectivamente, e dous cursos de formación avanzada en Wageningen (Países Baixos) e en liña. O obradoiro final do proxecto (http://www.g2p-sol.eu/G2P%2DSOL%2DFinal%2DWorkshop.html) atraeu a máis de 1000 participantes de 61 países (Figura 1). A conta de Twitter do proxecto (@solgenetics) ten máis de 300 seguidores.
G2P-SOL busca aproveitar ao máximo as sementes de decenas de miles de accesións xenéticas dos catro principais cultivos alimentarios solanáceos (pataca, tomate, pemento e berenxena) almacenadas en bancos de xenes de todo o mundo. Comprender e utilizar esta diversidade xenética é fundamental para a sustentabilidade da agricultura ante un entorno cambiante e a aparición de novas pragas e enfermidades.
Actualmente, isto vese dificultado pola limitada información pública dispoñible sobre a variabilidade das coleccións que se conservan en diferentes bancos de xenes. Para dar a coñecer a diversidade dispoñible e fomentar o seu uso nos programas de mellora xenética, G2P-SOL ten como obxectivo poñer a disposición do público en xeral, dos científicos e dos melloradores todo o material xenético almacenado actualmente nos bancos de xermoplasma, así como a información fenotípica e xenética asociada. Os principais obxectivos do proxecto son: Inventario e conservación.
Catalogaranse as variedades de pataca, tomate, pemento, berenxena e os seus parentes silvestres presentes en bancos de xenes europeos e internacionais clave para un uso máis amplo na agricultura e na mellora xenética. O proxecto establecerá unha rede de repositorios onde se conservará e distribuirá o xermoplasma ás partes interesadas que o soliciten. Ademais, implementarase un portal web G2P-SOL, onde a información estará dispoñible dun xeito centralizado, unificado, sistematizado e doado de usar. Descrición e avaliación: G2P-SOL avaliará as relacións xenéticas, os niveis de diversidade e o grao de duplicación nas coleccións, e establecerá coleccións básicas globais que representen unha gran proporción da variación xenotípica e fenotípica global para cada un dos catro cultivos. As coleccións principais caracterizaranse segundo as súas características agronómicas e de calidade de froitos/tubérculos, os seus perfís metabólicos e a súa resposta a unha serie de estreses bióticos e abióticos. Precría: Introduciranse trazos importantes relacionados coa resistencia a patóxenos, pragas e estreses abióticos, así como co rendemento e a calidade, a partir de xermoplasma silvestre non adaptado en xermoplasma de elite adaptado ás condicións de campo e aos sistemas alimentarios.
Estas novas fontes de variación empregaranse para a fenotipificación e a xenotipificación. O material de elite estará dispoñible para a precría e os usuarios finais. Difusión, valorización e formación. Todos os datos e o xermoplasma recollidos e producidos durante o proxecto estarán dispoñibles publicamente a través do portal G2P-SOL. Os socios intersectoriais de G2P-SOL organizarán obradoiros e cursos de formación para asociacións de criadores e agricultores dos sectores público e privado para promover a inclusión de material xenético e novos coñecementos.
G2P-SOL é unha alianza de investigación que reúne os principais repositorios de xermoplasma europeos e internacionais con institucións públicas e privadas activas en xenómica, fenotipificación e mellora dos catro principais cultivos solanáceos: pataca, tomate, pemento e berenxena. Estes catro cultivos representan o 66 % do valor da produción hortícola europea e hai máis de 65 000 mostras dispoñibles dentro do consorcio.
Aproveitando a biodiversidade dispoñible a nivel mundial, os novos conceptos de xenotipificación e fenotipificación e as ferramentas de análise de datos, o proxecto G2P-SOL vinculará o código xenético subxacente á biodiversidade das solanáceas con trazos que melloran a produtividade, a adaptación e a saúde humana. Ao facer que esta información sexa accesible aos usuarios finais, aumentará o coñecemento da diversidade xenética dispoñible e estimulará o seu uso nos programas de mellora, o que resultará en cadeas de produción diversificadas.
Os fenotipos e as características do material que se atopa nas principais coleccións europeas e internacionais describiranse empregando termos ontolóxicos comúns desenvolvidos neste proxecto, e esta información aloxarase nunha plataforma de software de código aberto, que permitirá unha interface sinxela coas plataformas de catalogación de xermoplasma existentes. G2P-SOL desenvolverá valores compartidos na ciencia e na educación nas seguintes áreas:
- Definición e mantemento de reservas xenéticas para a mellora de cultivos.
- Datos fenómicos e xenómicos: xeración, análise, almacenamento e vinculación a bancos de xenes.
- Precría e mellora do xermoplasma.
- Formación, obradoiros e divulgación pública. G2P-SOL redefinirá como se xestionan e organizan os recursos xenéticos e a información xenómica e fenómica asociada de maneira que sexan accesibles para naturalistas, xenetistas e melloradores para a conservación, a investigación científica e a mellora na era posxenómica, de acordo cos obxectivos do Tratado Internacional sobre os Recursos Fitoxenéticos e o Protocolo de Nagoya.
A información fenotípica e de pasaporte preexistente recollida, a información xenotípica e fenotípica recentemente xerada e os trazos recentemente validados constitúen o maior conxunto de datos financiado con fondos públicos do seu tipo sobre cultivos solanáceos e están organizados nunha plataforma intuitiva.
Este conxunto de datos e esta plataforma aumentarán significativamente o valor das coleccións de xermoplasma, promovendo o uso de xermoplasma biodiverso por parte de todos os usuarios, incluídas as pemes e os melloradores de plantas do sector público.
- AGENZIA NAZIONALE PER LE NUOVE TECNOLOGIE, L'ENERGIA E LO SVILUPPO ECONOMICO SOSTENIBILE (ENEA)
Proxectos relacionados
