La vid cultivada se propaga mediante reproducción vegetativa ya que, dada su alta heterocigosidad, es el único modo de mantener las características varietales. En relación con esto, la variación somática es la principal fuente de diversidad genética para la mejora de las variedades tradicionales de vid mediante selección clonal y para la obtención de nuevas variedades derivadas como es el caso de las variantes de color de la uva. Garnacha Blanca (GB) es una variedad de uva blanca derivada de Garnacha Tinta (GT), ambas caracterizadas por problemas en el cuajado de frutos que limitan su producción. Con el objetivo de estudiar el potencial de la variación intravarietal recolectada en GB para la mejora mediante selección clonal de su producción y compacidad de racimo, se estudió el comportamiento de distintas accesiones a lo largo de dos años para variables relacionadas a nivel de planta, racimo y baya. También se analizó, mediante estrategias de genotipado de SNP y de secuenciación masiva, el origen genético y molecular de la pérdida de color de la uva y su posible relación con la producción y la compacidad. Además, la disponibilidad de variantes blancas tanto en Garnacha como en Tempranillo se utilizó para estudiar en detalle los efectos directos e indirectos que la pérdida de antocianinas determina en la composición de la baya, tanto a nivel metabolómico como de expresión génica. Los resultados ponen de manifiesto que la tasa de cuajado es la variable más determinante de la variación para la compacidad y la producción en GB y que tiene además una gran dependencia ambiental. Otras variables relacionadas con el tamaño de los frutos tienen sin embargo un menor impacto en la producción y en la compacidad de los racimos. En lo relativo al origen genético de GB, el desarrollo de un chip de genotipado de SNP para el cromosoma 2 ha permitido detectar regiones de pérdida de heterocigosidad alrededor de la posición en la que se encuentra el locus que regula la síntesis de antocianinas en el fruto. La secuenciación y comparación de genomas de GT y GB confirmaron que dicha pérdida de heterocigosidad se da como resultado de deleciones que incluyen la copia funcional de los genes VviMYBA1 y VviMYBA2. Los resultados indican que la presencia de deleciones en hemicigosis no afecta a la transmisión de las regiones mutadas ni reduce la viabilidad de los gametos y por lo tanto no tiene consecuencias a nivel de producción ni de compacidad en GB. Finalmente, la comparación de metaboloma y transcriptoma entre variantes somáticas de color tanto en Garnacha como en Tempranillo identificó el papel regulador de los genes VviMYBA1 y VviMYBA2 en la ruta de síntesis de fenilpropanoides y en rutas de respuesta de defensa y protección frente a condiciones de estrés en el hollejo durante la maduración de la baya. Además, en ausencia de antocianos, las uvas blancas acumularon mayores niveles de moléculas fotoprotectoras y antioxidantes alternativas (carotenoides, fenilpropanoides y terpenoides), lo que correlaciona con un aumento de respuestas trasncriptómicas a la luz en las bayas blancas. Estas respuestas se asocian con cambios importantes en la composición de las bayas que pueden contribuir al carácter aromático floral, de fruta blanca y herbáceo que caracteriza a los vinos blancos. En conjunto, los resultados contribuyen a un conocimiento más profundo de la variación somática y de sus efectos fenotípicos en lo relativo a la producción del cultivo de la vid y su calidad. Este conocimiento puede servir para optimizar el diseño de los programas de selección clonal y mejorar su eficacia.

El trabajo desarrollado en la presente tesis doctoral se ha financiado a través de una beca de formación en el Negociado de Viticultura de la Sección de Viticultura y Enología del Gobierno de Navarra (EVENA) (mayo 2015 – septiembre 2016) y a través de un contrato pre-doctoral FPI de la Universidad de La Rioja (octubre 2016 – finalización de la tesis). La tesis se enmarca en el proyecto BIO2014-59324-R Bases moleculares de la variación genética para el color, tamaño y forma de la baya en la vid. Proyecto I+D Retos de Investigación MINECO.

Trabajo presentado para optar al grado de Doctor por la Universidad de La Rioja.--Doctorando con Mención Internacional y Cum Laude