Proxecto H2020 G2P-SOL: Vinculación de recursos xenéticos, xenomas e fenotipos de cultivos de solanácea.
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2016 -2021
- Orzamento asignado 6.891.265,00 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- 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, fenotipado e mellora dos catro principais cultivos de solanáceas: pataca, tomate, pemento e berinjela. Estes catro cultivos representan o 66% do valor da produción hortícola europea, e o consorcio conta con máis de 65.000 accesos dispoñibles. Ao aproveitar a biodiversidade global dispoñible, novos conceptos de xenotipado e fenotipado e ferramentas de análise de datos, o proxecto G2P-SOL vinculará o código xenético que subxace á biodiversidade de solanáceas con características que melloran a produtividade, a adaptación e a saúde humana. Ao facilitar o acceso dos usuarios finais a esta información, incrementarase a concienciación sobre a diversidade dispoñible e fomentarase o seu uso en programas de reprodución, dando lugar a cadeas de produción diversificadas. Os fenotipos e trazos do material que se atopan nas principais coleccións europeas e internacionais describiranse utilizando termos ontolóxicos comúns desenvolvidos neste proxecto.
Esta información aloxarase nunha plataforma de software de código aberto, que permitirá unha fácil interacción coas plataformas de catalogación de xermoplasma existentes. G2P-SOL desenvolverá valores compartidos en ciencia e educación nas seguintes áreas:
- Definición e mantemento de piscinas xenéticas para a mellora dos cultivos.
- Datos fenómicos e xenómicos: xeración, análise, almacenamento e vinculación con bancos de xenes.
- Pre-creación 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 forma que sexan accesibles para naturalistas, xenetistas e criadores para a conservación, a investigación científica e a mellora na era posxenómica, de acordo cos obxectivos do Tratado Internacional sobre Recursos Fitoxenéticos e do Protocolo de Nagoya.
Inventario e conservación: elaborouse un sistema común de descritores para os catro cultivos. Os datos fenotípicos e de pasaportes existentes, incluídas as imaxes, recompiláronse para aproximadamente 55.000 accesos nos catro cultivos, tal e como se detalla na táboa 1. Todos os datos foron cargados na pasarela G2P-SOL (http://www.g2p-sol.eu/G2P-SOL-gateway.html) e son accesibles publicamente para todos os usuarios desde xaneiro de 2002. Os protocolos, capaces de marcar entre 2.000 e 5.000 loci xenéticos, optimizáronse e utilizáronse para xenotipar aproximadamente 38.000 accesos e liñas de pre-reproducción nos catro cultivos, tal e 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. Con base en parámetros fenotípicos e datos de xenotipado de baixa densidade, construíronse cinco coleccións básicas (tomate, berenxena, pemento, patacas sudamericanas e europeas), compostas por 300-400 individuos cada unha e que representan a diversidade global ou (no caso da pataca) rexional destes cultivos. Realizáronse polo menos dous ensaios de campo/cultivo para as cinco coleccións principais. Realizouse o fenotipado mediante protocolos comúns e completouse o perfil metabólico de tomate, berenxena e pemento. Tamén se realizaron ensaios para determinados trazos de resistencia ao estrés biótico/abiótico. As coleccións de núcleos de tomate e berenxena foron resecuenciadas a unha profundidade de 20 veces, mentres que as coleccións de núcleos de pataca e pemento foron sometidas a xenotipado de alta densidade. Ademais, 16 xenotipos de pemento, 47 accesións de berinjela silvestre, 30 xenotipos de pataca e 42 de tomate foron resecuenciados a unha profundidade de 20x-40x, para un total de máis de 5 terabases. A resecuenciación das coleccións de núcleos de tomate e berinjela 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 foron utilizados para o mapeo de asociacións de todo o xenoma. O número de SNP foi moito menor en pementa e pataca, sometidos a GBS (táboa 3).
Estes SNP usáronse xunto con decenas (pataca) ou centos (tomate, berenxena, pemento) de trazos medidos nas coleccións principais para estudos de asociación de todo o xenoma, xerando miles de asociacións SNP/trazos altamente significativas. Pre-mellora. Máis de 50 poboacións segregantes dos catro cultivos, derivadas de cruzamentos intra ou interespecíficos, están a ser avaliadas para unha variedade de novos trazos relacionados coa calidade e a resistencia ás enfermidades.
Unha serie de trazos agronómicos coñecidos foron introducidos nun novo xermoplasma de elite nunha primeira onda de reprodución previa, e unha serie de trazos novos foron validados para o seu uso nunha segunda onda de reprodución previa, como se detalla a continuación. O número destes trazos está moi por encima dos 2-3 trazos/colleita que se planificaron inicialmente. Berenjena: coñecida 6; novo 11; Pemento: coñecido 6; novo 7; Tomate: coñecido 8; novo 3; Papa: coñecido 3; novo 4. (Táboa 4). Difusión, avaliación e formación Os resultados do proxecto difundíronse, ata o momento, a través de 69 notas de prensa, participación en 36 xornadas/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 dos recursos xenéticos, en Hyderabad (India) e Lima (Perú), respectivamente, e dous cursos de perfeccionamento 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 accesos xenéticos dos catro principais cultivos alimentarios de solanáceas (pataca, tomate, pemento e berinjela) almacenados nos bancos de xenes de todo o mundo. Comprender e utilizar esta diversidade xenética é clave para a sustentabilidade da agricultura ante un ambiente cambiante e a aparición de novas pragas e enfermidades.
Actualmente, isto vese obstaculizado pola limitada información pública dispoñible sobre a variabilidade das coleccións mantidas en diferentes bancos de xenes. Para dar a coñecer a diversidade dispoñible e fomentar o seu uso en programas de mellora xenética, G2P-SOL pretende poñer a disposición do público en xeral, dos científicos e dos criadores todo o material xenético actualmente almacenado nos bancos de xermoplasma, así como a información fenotípica e xenética asociada. Os principais obxectivos do proxecto son: Inventario e conservación.
As adhesións de pataca, tomate, pemento, berenxena e os seus parentes silvestres presentes en bancos xenéticos europeos e internacionais clave serán catalogadas para un uso máis amplo na agricultura e na mellora xenética. O proxecto establecerá unha rede de repositorios onde se conservará o xermoplasma e distribuirase aos interesados que o soliciten. Ademais, implantarase un portal web G2P-SOL, onde a información estará dispoñible de forma centralizada, unificada, sistematizada e de fácil uso. Descrición e avaliación: G2P-SOL avaliará as relacións xenéticas, os niveis de diversidade e o grao de duplicación nas coleccións, e establecerá coleccións centrais globais que representen unha gran proporción da variación xenotípica e fenotípica global para cada un dos catro cultivos. As coleccións de núcleos caracterizaranse segundo as súas características agronómicas e de calidade de froitos/tuberculos, os seus perfís metabólicos e a súa resposta a unha serie de estrés bióticos e abióticos. Pre-reproducción: a partir de xermoplasma salvaxe non adaptado, introduciranse trazos importantes relacionados coa resistencia a patóxenos, pragas e tensións abióticas, así como o rendemento e a calidade, en xermoplasma de elite adaptado ás condicións do campo e aos sistemas alimentarios.
Estas novas fontes de variación empregaranse para a fenotipificación e xenotipificación. O material de élite estará dispoñible para a reprodución previa e os usuarios finais. Difusión, valorización e formación. Todos os datos e xermoplasma recollidos e producidos durante o proxecto poranse a disposición do público a través do portal G2P-SOL. Os socios intersectoriales de G2P-SOL organizarán obradoiros e cursos de formación para asociacións de criadores e agricultores do sector 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 na xenómica, a fenotipificación e a mellora dos catro principais cultivos de solanáceas: pataca, tomate, pemento e berinjela. Estes catro cultivos representan o 66% do valor da produción hortícola europea, e no consorcio dispón de máis de 65.000 mostras.
Ao aproveitar a biodiversidade dispoñible a nivel mundial, os novos conceptos de xenotipado e fenotipado e as ferramentas de análise de datos, o proxecto G2P-SOL vinculará o código xenético que subxace á biodiversidade de solanáceas con características que melloran a produtividade, a adaptación e a saúde humana. Facendo esta información accesible aos usuarios finais, aumentará a conciencia sobre a diversidade xenética dispoñible e estimulará o uso desta diversidade xenética nos programas de reprodución, dando lugar a cadeas de produción diversificadas.
Os fenotipos e as características do material que se conserva nas principais coleccións europeas e internacionais describiranse mediante termos ontolóxicos comúns desenvolvidos neste proxecto, e esta información aloxarase nunha plataforma de software de código aberto, que permita unha fácil interface coas plataformas de catalogación de xermoplasma existentes. G2P-SOL desenvolverá valores compartidos en ciencia e educación nas seguintes áreas:
- Definición e mantemento de reservas xenéticas para a mellora dos cultivos.
- Datos fenómicos e xenómicos: xeración, análise, almacenamento e vinculación con bancos de xenes.
- Mellora da precreación e 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 forma que sexan accesibles para naturalistas, xenetistas e criadores para a conservación, a investigación científica e a mellora na era posxenómica, de acordo cos obxectivos do Tratado Internacional sobre Recursos Fitoxenéticos e do 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 financiados con fondos públicos deste tipo sobre cultivos de solanáceas e organízanse nunha plataforma intuitiva.
Este conxunto de datos e plataforma aumentarán significativamente o valor das coleccións de xermoplasma, promovendo o uso de xermoplasma biodiverso por todos os usuarios, incluídas as pemes e os produtores de plantas do sector público.
- AGENZIA NAZIONALE PER LE NUOVE TECNOLOGIE, L'ENERGIA E LO SVILUPPO ECONOMICO SOSTENIBILE (ENEA)
Proxectos relacionados
