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BAG. Journal of basic and applied genetics

On-line version ISSN 1852-6233

BAG, J. basic appl. genet. vol.22 no.1 Ciudad Autónoma de Buenos Aires Jan./June 2011

 

Mejoramiento convencional y no convencional de especies hortícolas

 

V. P. Cravero, F. S. López Anido, M. A. Espósito, E. L. Cointry

CONICET. Cátedra de Mejoramiento Vegetal y Producción de Semillas. Facultad de Cs. Agrarias. UNR. CC 14. (S2125ZAA) Zavalla, Santa Fe. ecointry@unr. edu. ar

 


RESUMEN

El mejoramiento convencional si bien ha sido exitoso, presenta limitaciones inherentes a la reproducción sexual fundamentalmente referida a los tiempos requeridos para incrementar la ganancia genética. Por esta razón, se intenta utilizar métodos no convencionales para incrementar la eficiencia de los métodos tradicionales.
El objetivo de nuestro trabajo consistió en la obtención de variedades nacionales utilizando herramientas no convencionales que complementen las técnicas tradicionales de mejora en cultivos hortícolas tales como alcaucil (Cynara cardunculus var. scolymus), espárrago (Asparagus officinalis L.) y una especie anual, zapallito alargado de tronco (Cucurbita pepo var. medullosa L.), integrándose en la actualidad el mejoramiento de arveja (Pisum sativum L.) y lenteja (Lens culinaris Medik.) a fin de lograr la independencia técnica y económica para el país. Como resultado de este emprendimiento se lograron 4 clones de alcaucil, 5 híbridos clonales de espárrago, 2 híbridos de zapallito alargado. En la actualidad se ha incorporado al programa de mejora el uso de marcadores moleculares desarrollando metodologías de acortamiento del ciclo generacional, a través del cultivo in vitro.

Palabras clave: Mejora convencional; Marcadores moleculares; Cultivo in vitro.

ABSTRACT

Conventional breeding has been successful but, has limitations inherent to sexual reproduction essentially refers to the time required to increase the genetic gain. For this reason, try to use non-conventional methods to increase the efficiency of traditional methods. The aim of our work was to obtain national varieties using non-conventional tools to complement traditional breeding techniques in vegetable crops such as artichoke (Cynara cardunculus var. scolymus), asparagus (Asparagus officinalis L.) and annual species, zucchini (Cucurbita pepo var. medullosa L.), pea (Pisum sativum L.) and lentil (Lens culinaris Medik.) in order to achieve technical and economic independence for the country. As a result of this project were obtained 4 clones of artichoke, 5 asparagus clonal hybrid, 2 zucchini hybrids. Currently the program has been incorporated the use of molecular markers and in vitro culture technology to shortening t the generational cycle.

Key words: Conventional breeding; Molecular markers; In vitro culture.


 

El mejoramiento vegetal no es un nuevo concepto. El hombre, por siglos, ha ido mejorando y seleccionando plantas, eligiendo aquellas con mayores rendimientos, con frutos de mayor tamaño o individuos con una menor susceptibilidad a factores bióticos o abióticos. Los esquemas tradicionales han dado excelentes resultados y han permitido el desarrollo de un gran número de nuevos cultivares. Sin embargo, el desarrollo del mejoramiento no ha sido igual para todas las especies ya que el de aquellas de ciclos muy largos o el de las semi-perennes ha sido mucho más lento.
En general, el mejoramiento convencional ha sido exitoso, sin embargo, existen límites inherentes a la reproducción sexual: la incompatibilidad, la imprecisión y los tiempos que deben ser controlados para poder incrementar la ganancia genética de los diferentes métodos. El proceso de obtención de una nueva variedad requiere de un período de 8-10 años siendo, por otra parte, costoso ya que de los cientos de plantas que se manejan durante el proceso de mejora muy pocas llegan al final del mismo. Por esta razón, los mejoradores de plantas intentan utilizar métodos no convencionales para incrementar la eficiencia de los métodos tradicionales.
Nuestro grupo de trabajo se planteó como objetivo la obtención de variedades nacionales utilizando herramientas no convencionales que complementen las técnicas tradicionales de mejora en cultivos hortícolas para lograr una independencia técnica y económica para el país sumado a la seguridad que representan las selecciones locales en comparación con las importadas y el ahorro de divisas que se invierten en la importación. En los inicios comenzamos nuestro trabajo con dos especies perennes: alcaucil (Cynara cardunculus var. scolymus) y espárrago (Asparagus officinalis L.) y una especie anual, zapallito alargado de tronco (Cucurbita pepo var. medullosa L.), integrándose en la actualidad el mejoramiento de arveja (Pisum sativum L.) y lenteja (Lens culinaris Medik.)
El programa de mejora de alcaucil se inició en el año 1993 con la evaluación de materiales tanto locales como introducidos desde diferentes países con el objeto de lograr materiales adaptados a las condiciones agroecológicas de la región. Para ello durante los años 1994 y 1995 se evaluaron poblaciones segregantes provenientes de la cruza de clones altamente heterocigóticos seleccionando materiales que por su rendimiento y calidad pudiesen ser competitivos en el mercado. Como resultado de este emprendimiento se lograron los clones Oro Verde FCA y Esmeralda FCA y con posterioridad los clones Gauchito FCA y Gurí FCA (Cointry et al., 2005). Sin embargo la demanda del mercado fue tendiendo hacia el uso de materiales multiplicables por semilla, por lo que el programa de mejora se encaminó a la producción de poblaciones básicas que manifesten variabilidad para los caracteres en cuestión para permitir el progreso por selección. A partir de estas poblaciones se evaluaron parámetros genéticos indicativos de las componentes o acciones genéticas presentes (López Anido et al., 1998; Cointry et al., 2005) y se seleccionaron plantas por vigor, rendimiento y calidad del capítulo con el objeto de practicar endocría para uniformar caracteres de forma y color (Cravero et al., 2002 a, b; 2003 y 2004). En la actualidad se ha incorporado al programa de mejora el uso de marcadores moleculares tipo SRAP (Sequence-Related Amplifed Polymorphism) que sirvió para discriminar a nivel de variedades botánicas dentro de la especie Cynara carcunculus que incluye tanto al alcaucil como a los cardos cultivados y silvestres (Cravero et al.2007; Martín et al., 2008). Además, se avanzó en el desarrollo de metodologías de acortamiento del ciclo generacional, a través del cultivo in vitro (Cravero y Cointry, 2007). Como corolario, se obtuvo la variedad Estrella del Sur FCA que es la primera variedad nacional de multiplicación por semilla, de excelente calidad y color violeta, que la hace sumamente apetecible por los productores y consumidores (García et al., 2007). Simultáneamente se está trabajando en la construcción de un mapa de ligamiento en base a la metodología de pseudo test-cross combinando marcadores SRAP y microsatélites (SSR).
Para el cultivo de espárrago, nos planteamos como estrategia la obtención de poblaciones y/o híbridos nacionales con adaptación local tanto para su cultivo como verde como para blanco a fin de ampliar el período de oferta del producto ya que nuestra provincia ha manifestado una tendencia decreciente en cuanto a la producción de esta hortaliza debido tanto a los costos de producción como a la falta de materiales con un buen nivel de rendimiento. La obtención de estos materiales genéticos permitiría un incremento del consumo interno y la reactivación de la exportación en contraestación al hemisferio norte. El proyecto comenzó en 1991 con la implantación de tres poblaciones de diferentes orígenes genéticos, a fin de seleccionar plantas pistiladas y estaminadas que dieron origen a la población para el segundo ciclo selectivo (Gatti et al.2003). Sobre estos materiales se estimaron parámetros genéticos de heredabilidad en sentido amplio, en sentido estricto y correlaciones genéticas (Cravero et al.2002; Gatti et al., 2005; Asprelli et al, 2005a, b; López Anido y Cointry, 2007), como así también de interacción genotipo por ambiente (Cravero et al.2010). Por otro lado se realizaron los cruzamientos dirigidos para la producción de materiales híbridos clonales. Como resultado de este programa de mejora, trabajado en colaboración con la Dra. Elsa Camadro (EEA INTA Balcarce), se inscribieron en el Registro Nacional de Cultivares (RNC) cinco híbridos clonales de buen rendimiento y calidad (Mercurio FCA-INTA, Lucero FCA-INTA, Pampero FCA-INTA, Neptuno FCA-INTA y Sureño INTA-FCA).
El cultivo de zapallito en la Zona de Rosario, ocupa una importante superficie generando un importante margen bruto. Los materiales genéticos puestos a disposición del productor han ido cambiando a los largo de los años mostrando la tendencia a un incremento en el uso de semilla híbrida que ha permitido hasta un 30% de aumento en los rendimientos. Como estrategia nos planteamos la creación y difusión de materiales híbridos nacionales seleccionados en las condiciones ecológicas en donde se desarrolla el cultivo. En una primera etapa se seleccionó en forma individual sobre la población OP Tupungato Magnif INTA por aspecto general y coloración clara de los frutos. Como consecuencia de esto se obtuvieron 19 líneas S5 que fueron evaluadas por aptitud combinatoria general. Se evaluaron 10 posibles híbridos simples con sus recíprocos y tres testigos comerciales superando, algunos cruzamientos, a los testigos (López Anido et al; 1998, López Anido et al; 2004). Como resultado del proceso se inscribieron en el RNC dos híbridos denominados Overo FCA y Nativo FCA. En la actualidad se ha incorporado el uso de marcadores moleculares para caracterizar materiales de diferentes orígenes geográficos que se han incorporado al programa de hibridación.
En arveja se efectuó la evaluación de diferentes accesiones extranjeras mediante caracteres morfológicos y moleculares a fin de ampliar la oferta de materiales adaptados a las condiciones locales (Espósito et al.2007 a y b). Por otra parte mediante el uso de mutágenos tipo Etil-Metil-Sulfonato (EMS) se logró aumentar la variabilidad para caracteres de interés agronómico (Espósito et al., 2007). En la actualidad se han incluido marcadores microsatélites (SSR) y se está evaluando la aceleración de generaciones para el desarrollo de líneas a partir de materiales segregantes generados por el programa.
En cuanto al cultivo de lenteja, se caracterizaron morfológicamente variedades locales e introducidas (Bermejo et al. 2008) y, a partir de materiales segregantes generados por el ICARDA (International Center for Agricultural Research in the Dry Areas), se obtuvieron mediante selección masal RIL's (Recombinant inbreed lines) que están siendo caracterizadas tanto morfológica como molecularmente (mediante el uso de marcadores SRAP y SSR) para evaluar las distancias genéticas. Por otra parte se han evaluado diferentes parámetros genéticos sobre dichos materiales (Crippa, et al.2009).
La conjunción de las metodologías tradicionales junto a las biotecnologías, permitieron a nuestro grupo de trabajo un mayor conocimiento desde el punto de vista genético como así también incrementar el espectro varietal hortícola mediante el lanzamiento al mercado de variedades con elevadas productividad, uniformidad y ajustadas a las demandas del mercado.

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Received: 24/06/2010
Accepted: 21/05/2011