Objetivo General Caracterizar y evaluar el germoplasma de Daucus desde el punto de vista morfológico, agronómico, genético y/o molecular, tendiente a la.

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1 Objetivo General Caracterizar y evaluar el germoplasma de Daucus desde el punto de vista morfológico, agronómico, genético y/o molecular, tendiente a la obtención de cultivares de zanahoria adaptados a las condiciones de la Argentina. Proyecto Nacional Hortalizas Pesadas INTA Módulo: Mejoramiento y Producción Zanahoria

2 1) Obtener nuevos cultivares de zanahorias anuales (de verano) y bienales (de invierno) para el mercado fresco. Caracteres seleccionados: -Alto rendimiento; ausencia de defectos (floración prematura, raíces rajadas, bifurcadas, enfermas, hombros verdes o púrpuras, raíces pálidas); -Tamaño y forma uniformes (Tipo varietal); -Color naranja intenso en floema, xilema y cambium; -Alta relación floema/xilema; -Sabor agradable (panel degustación). - Alto contenido de carotenos.

3 CARACTERES CUALI Y CUANTITATIVOS Métodos empleados: - Formación población base: introducción y evaluación de materiales de distintos orígenes (cultivares, líneas, poblaciones locales, etc). - Selección recurrente. - Producción de variedades de polinización abierta.

4 2) Aumentar el contenido de sólidos en la zanahoria tipo Danvers. Finalidad: obtención de cultivares de zanahorias tipo Danvers para la industria del deshidratado con contenidos sólidos totales superiores al 14 % y buena calidad organoléptica. Convenio de vinculación tecnológica INTA- Unilever Best Foods. Mayor rendimiento industrial – Menor gasto de energía

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6 Metodología: Selección recurrente fenotípica Material de partida: cultivar Danvers Caracteres a evaluar: Descarte defectos Tamaño (descarte pequeñas y grandes). Forma (descarte fuera de tipo). Color (descarte raíces con defectos color, con xilema o cambium claro, selección con colorímetro) Porcentaje Floema (descarte raíces con xilema grande) Sólidos solubles (por refractometría). Sólidos totales (diferencia entre peso fresco y seco de una muestra de la parte media de la raíz).

7 Siembra semilla original Cosecha y descarte (tamaño, forma, defectos) Corte raíces. Selección por color, porcentaje floema y SS. Selección por sólidos totales Plantación Semilla elite @

8 Selección en el campo eliminando plantas defectuosas (florecidas prematuramente, raíces bifurcadas, rajadas, enfermas), Selección en el lavadero descartando raíces con defectos de color, daños por insectos.

9 Selección en laboratorio de raíces con mayores porcentajes de sólidos solubles y totales, color medido con colorímetro y menor porcentaje de corazón.

10 (Simon, 2000)

11 Almacenamiento raíces seleccionadas en cámaras frigoríficas, a 5ºC y 90 % de HR. Plantación raíces en jaulones de asilamiento, con abejas para polinizar.

12 Siembra semilla elite 09 Cosecha y descarte (tamaño, forma, defectos) Corte raíces. Selección por color, porcentaje floema y SS. agosto 2010 Plantación Semilla elite 11 1120 m2 agosto 2009 14000 raíces 2590 raíces 628 raíces Enero-Febrero 2011

13 Luego de cinco ciclos de selección se obtuvo un cultivar con 12,8% de sólidos solubles y 16,9% de sólidos totales, mientras que el material original de partida tiene 10,6% y 13,7% respectivamente. Nueva cultivar zanahoria

14 El color mejoró significativamente en hombros, piel y corazón. Estas características indirectamente provocaron un aumento en el contenidos de carotenos (precursor de la vitamina A) pasando de 233ppm a 321ppm en el nuevo cultivar.

15 Todos los descartes a campo disminuyeron, siendo el porcentaje de raíces rajadas el defecto con mayor respuesta a la selección.

16 Cultivar zanahoria para industria NARA INTA

17 3) Resistencia de zanahoria a nematodo agallador (Meloidogyne sp.) Mejoramiento genético: María Soledad Alessandro (EEA La Consulta INTA) alessandro.maria@inta.gob.ar Nematología: Cecilia Picca (EEA Rama Caída INTA) picca.cecilia@inta.gob.ar

18 En el mundo se citan alrededor de 90 especies asociadas al cultivo de zanahoria, siendo las mas importantes: Meloidogyne hapla, M. incognita, M. Arenaria y M. javanica, Ditylenchus dipsaci Nacobbus aberrans Pratylenchus penetrans Estudio realizado por la Ing. Susana del Toro (63 fincas)

19 19 RESULTADOS

20 ALGUNAS CARACTERÍSTICAS DE LOS NEMATODOS 1º2º 3º Huevo J1 J2 J3 J4 ADULTO 4º La mayoría de los nematodos son ovíparos (también hay especies vivíparas).

21 Los exudados radicales atraen a las larvas infectivas, que con su estilete perforan las células de la planta para inyectar toxinas y absorber el contenido citoplasmático. NEMATODOS FITÓFAGOS

22 Por la forma de alimentarse de los tejidos vegetales se clasifican en: ECTOPARÁSITOS (Parásitos externos) Ej. Nematodo anillado (Criconemoides), Nematodos en espiral (Helicotylenchus, Rotylenchus) y Nematodo daga (Xiphinema) NEMATODOS FITÓFAGOS

23 ENDOPARÁSITOS (Parásitos internos) SEMIENDOPARÁSITOS ENDOPARÁSITOS MIGRATORIOS ENDOPARÁSITOS SEDENTARIOS Ej. Nematodo lesionador (Pratylenchus) Nematodo del tallo (Ditylenchus) Ej. Nematodo agallador (Meloidogyne) Nematodo del rosario (Nacobbus) NEMATODOS FITÓFAGOS

24 Endoparásito sedentario: Meloidogyne sp. Las larvas infectivas penetran en las raíces, donde inyectan toxinas que provocan una multiplicación desorganizada, con células gigantes multinucleadas, generando un sitio de alimentación (síncito), del cual se nutren hasta completar su ciclo. Larva infectiva

25 Alteraciones histológicas Hipertrofia e hiperplasia celular, con lo cual se generan las típicas agallas en las raíces. Reducción y alteración del sistema vascular de la planta: menor rendimiento, clorosis, menor crecimiento. Meloidogyne “nematodo agallador”

26 Supervivencia Diseminación Pueden ser dispersadas por: movimientos de suelo, maquinaria y agua de riego. Semillas. En algunos estadíos son capaces de sobrevivir en el suelo y en los rastrojos bajo condiciones adversas. Ciertas especies subsisten en condición de anhidrobiosis durante mucho tiempo (aspecto de cinta). NEMATODOS FITÓFAGOS Control Rotaciones, Nematicidas químicos, Nematicidas naturales (extractos vegetales) y Control Biológico (m.o.), Solarización, Biofumigación.

27 Meloidogyne “nematodo agallador”

28 Clorosis y necrosis prematura de hojas, especialmente en períodos de déficit hídrico Elevada mortalidad de plantas Síntomas

29 Distribución de síntomas en el cultivo suelo Suelo + riego o maquinaria Semillas Fuentes de inoculo Manchones en algunas áreas Manchones siguiendo direcciones definidas Manchas dispersas por todo el predio

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31 - Alfalfa (Potenza et al. 2001), - Frigoles (Omwega and Roberts 1992), - Garbanzo (Roberts et al. 1996; Ehlers et al. 2000), - Uva (Cousins et al. 2003), - Pimiento (Djian-Caporalino et al. 2007), - Soja (Li et al. 2001), - Remolacha (Yu et al. 1999), - Tabaco (Yi et al.1998), - Tomate (Solanum lycopersicum). Resistencia genética a nematodo agallador Mi-1 (tomate) permite penetrar a los J2 a la raíz y migrar a través de los espacios intercelulares, pero cuando el nematodo intenta alimentarse se activa a nivel célula vegetal una respuesta hipersensitiva que impide la infección y formación de agallas (Paulson y Webster 1972). Algodón (Gossypium hirsutum) se identificaron dos QTLs mayores, 1 en crom 11 que influye a la producción de agallas y otro en crom 14 que permite el agallamiento pero limita la producción de huevos (Gutierrrez et al. 2010).

32 - Meloidogyne incognita nematode resistance QTL in carrot Parsons, J., Matthews, W., Iorizzo, M. et al. Mol Breeding (2015) 35: 114. doi:10.1007/s11032-015-0309-2 5 QTL / Cromosomas 1, 2, 4, 8 y 9 / Siria, Europa y Brasilia - Inheritance and mapping of Mj-2, a new source of root-knot nematode (Meloidogyne javanica) resistance in carrot. Ali A Ali A 1, Matthews WC, Cavagnaro PF, Iorizzo M, Roberts PA, Simon PW. J Hered. 2014 Mar-Apr;105(2):288-91. doi: 10.1093/jhered/est090.Matthews WCCavagnaro PFIorizzo MRoberts PASimon PW Mj2 dominancia incompleta/Cromosoma 8 / Zanahoria Asiática -Evidence for simply inherited dominant resistance to Meloidogyne javanica in carrot. P. W. Simon · W. C. Matthews · P. A. Roberts. Theor Appl Genet (2000) 100:735-742 Mj1 /Cromosoma 8 /Brasilia Suprime la penetración de J2, el desarrollo de fases juveniles y adultas, la producción de huevos y desarrollo de agallas Estudios genéticos de resistencia en zanahoria

33 Búsqueda de resistencia Colecta nematodos. Suelo infestado o raíces de zanahoria. Poblaciones locales. Aislamiento especies y reproducción. Cría y reproducción en plantas de tomate. Inoculación plántulas tomate. Dejar pasar al menos 2 meses (1 ciclo completo nematodo). Cosechar plantas, descartar parte aérea y separar las agallas de las raíces. Extracción y conteo nematodos.

34 34 Búsqueda de resistencia

35 35 Búsqueda de resistencia a campo Producción de inóculo en campo: plantines de tomate sembrados a 50 x 50 cm; cada planta se inocula con una suspensión de Meloidogyne. A los 90 días de la inoculación se corta la parte aérea a la altura del cuello. Se desentierran las raíces y se observa la presencia de agallas. Las que presentan agallas, son trituradas y reincorporadas al suelo. Evaluación de resistencia en campo: siembra de materiales a ensayar en parcelas separadas por un surco de una cv. susceptible. Cosecha de las raíces a los 110 días de la siembra. La evaluación de la resistencia se realiza teniendo en cuenta 2 variables: a. Factor de Reproducción (FR): a los 110 días de siembra. FR= (Pf/Pi) = Población final de J2 en suelo en el momento de la cosecha de raíces /Población inicial de J2 en suelo en el momento de la siembra. b. Porcentaje de infestación de raíces comerciales: Presencia de agallas en la raíz principal, en las raíces secundarias y en la prolongación de la raíz principal.

36 Búsqueda de resistencia en macetas En cámara en condiciones controladas (Temperatura, calidad luz, fotoperíodo, riego). Igualdad de condiciones, óptimas para plantas y nematodos. Zanahoria: temperaturas entre 20 y 25ºC, fotoperíodo largo, capacidad campo Nematodo agallador: temperatura del suelo: -Especies criófilas: sobreviven a temp. <0ºC y eclosionan a temp. <10ºC. Meloidogyne hapla. -Especies termófilas: no sobreviven a <10ºC y no eclosionan a <15ºC. Meloidogyne incognita, M. arenaria y M. javanica.

37 Búsqueda de resistencia en macetas Sustrato estéril con condiciones óptimas para plantas y nematodos. Fácil extracción raíces Mezcla: Arena Tierra fértil Turba Macetas esterilizadas. Malla en base maceta para que no salgan los nematodos al regar. Malla de 325 ASTM o de aproximadamente 44 micrones de apertura Evaluación cultivares, poblaciones, parientes silvestres. Varias plantas por macetas, repeticiones.

38 Huevo J1 J2J3 J4 Adulto Inoculación Inoculación huevos a la siembra y evaluación resistencia a partir 30 días. Inoculación J2 con 3 hojas verdaderas (z) y luego evaluar resistencia a los 60 días.

39 Búsqueda de resistencia en macetas Inoculación J2 cuando plantas de zanahoria tienen 3 hojas verdaderas. Extracción y evaluación raíces a los 60 días. Ensayo previo: ajuste de la cantidad de inóculo necesario

40 Extracción raíces

41 0 (sin agallas) a 8 (>88% agallas) escala de Bridge y Page (1980). Evaluación raíces

42 Búsqueda de resistencia en macetas Evaluación raíces individuales Selección raíces, guardar en cámara fría, plantar y cosechar raíces Mejorar población perse o introducir gen en población de interés Selección recurrente / Retrocruza

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