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INFORME FINAL PROYECTO 07-00

Efecto de tres medios de inducción de callo y de 20 genotipos en la respuesta al cultivo de anteras de arroz (Opza sativa L.).

Investigadores: Ing. Agr. Luis Gerardo Molina Monterroso Ing. Agr. MSc. Héctor Alfredo Sagastume Mena

Unidad ejecutara: Instituto de Ciencia y Tecnología Agrícolas (ICTA) Período: Septiembre 2001 - Noviembre 2002

7 7 ICTA

INDICE

RESUMEN

INTRODUCCION

ANTECEDENTES

OBJETIVOS

METODOLOG~A

RESULTADOS

DISCUSION

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFIA

Pág.

1

1

2

4.

5

8

13

15

16

17

1 Resumen

Mediante el presente trabajo se evaluó en tres medios de cultivo, la respuesta al cultivo de anteras de 10 cultivares catalogados como superiores debido a su potencial de rendimiento, resistencia a enfermedades, tipo de planta y calidad de grano, así como de 10 híbridos F1 provenientes del cruce entre los cultivares antes mencionados. De cada material se cultivó un mínimo de 1,350 y máximo de 9,700 anteras provenientes de las tres panojas centrales de cada planta, distribuyéndolas en cada uno de los medios C (Lentini et al., 1997); Chu (Chu et al., 1997) y He 5 (Chen, 1986) para la inducción de callo. Cada medio fué suplementado con 20 gll de sucrosa, 20 gll de maltosa, 20 gll de sorbitol, 1 mgll de 2,4-D, 0.1 mgll de zeatina, 0.07 mgll de picloramo, 10 mgll de AgN03 y 2 g/l de phytagel. Los callos formados fueron trasladados a los medios basales C, Chu y He 5 suplementados con sucrosa (3%), sorbitol 1%, ácido naftalencético (0.5 mg/l), 6-BA (2 mgll) y solidificado con agar (0.7%). Los genotipos que presentaron mayor respuesta androgenética fueron O- Turipana 7 y QRC-2 con 6.4 y 2.7 % de inducción de callo, respectivamente. Los cultivares con mayor porcentaje de regeneración fueron QRC-3 e IACUBA 24 con 23.3 y 19.1, respectivamente. Los medios de cultivo evaluados mostraron respuesta similares tanto para la inducción de callo, como para la regeneración de plantas. Se produjeron 24 líneas homocigóticas doble haploide proveniente de tres híbridos y cuatro cultivares.

1. Introducción

El arroz (Oryza sativa L.) es una planta originaria de Asia, que se desarrolla anualmente y que pertenece a la familia botánica Graminaceae (Poaceae). En Guatemala, según su consumo ocupa el tercer lugar en la dieta básica del guatemalteco, después del maíz y el frijol. El cultivo de arroz permite mejorar los ingresos de los productores, así como desarrollar actividades agro-industriales en el país, evita la fuga de divisas, reactiva otros sectores económicos como el transporte y desde el punto de vista nutricional, es uno de los principales componentes de la dieta alimenticia de los pobladores de Guatemala. Se ha determinado un consumo per cápita promedio de 30 gramos de arroz al día.

Debido a condiciones ambientales, en el país la mayor cantidad de arroz se cultiva en condiciones de secano y las mayores extensiones se ubican en la zona norte del departamento de Izaba1 y las riberas del rio Polochic en Alta Verapaz. Existen otras zonas productoras de arroz de menor importancia en cuanto a su extensión, como los valles de Esquipulas e Ipala en Chiquimula, el valle de El Tempisque en Jutiapa y de Pajapita en San Marcos. La investigación en el mejoramiento de variedades ha resultado bastante benefica para la producción guatemalteca de arroz, en donde el cultivo de anteras tiene un gran potencial.

2. Antecedentes

El primer reporte sobre producción de plantas haploides a través de cultivo de anteras füé en Datura innoxia (Guha y Maheshwari, 1964). Los últimos avances en el cultivo de anteras ofrecen nuevas posibilidades para la aplicación de esta técnica en los programas de fitomejoramiento. Mediante el cultivo de anteras se han regenerado plantas haploides de especies de los géneros Solanum (Irikura, 1975), Petunia (Sangwan y Norreel, 1975), Hordeum (Foroughi-Wehr et al., 1976), Nicotiana (Nakamura e Itagaki, 1973) y Triticum (Wei, 1982) entre otras, extendiéndose a más de 150 especies (Dunwell, 1986).

Mediante esta técnica, las anteras inmaduras que contienen polen en una etapa específica de desarrollo se colocan en medios donde el polen inmaduro se divide para formar embriones o callo. Transferidos éstos a medios de regeneración, se forman plantas. En la mayoría de los casos se producen plantas haploides estériles, pero en algunas especies como Oryza sativa ocurre una duplicación espontánea de los cromosomas en las etapas de desarrollo del callo y de regeneración de la planta. Son varias las ventajas que presentan los haploides (Pierik, R., 1987), en el caso particular del arroz en Guatemala, su utilidad potencial está en el fitomejoramiento.

Las metodologías disponibles para obtener cantidades considerables de haploides duplicados permitirán que el fitomejorador fije sistemas genéticos de gametos individuales, que sean reducidos y fáciles de evaluar en cualquier etapa del proceso de mejoramiento; se obtendrán así rápidamente líneas homocigóticas sin pasar por el proceso de endogamia normal y por lo tanto se reducirá el tiempo requerido para el desarrollo de nuevas variedades mejoradas. Las limitaciones técnicas que afectan a muchas especies, como la renuencia a la regeneración de plantas y los bajos rendimientos de las plantas haploides, han ocasionado el lento desarrollo del mejoramiento genético mediante el cultivo de anteras. En consecuencia, las condiciones que llevan a la haploidía en las plantas cultivadas importantes necesitan desarrollarse o mejorarse (Roca, et al., 1991).

La primera producción de plantas haploides de arroz provenientes de anteras fue reportada en Japón (Niizeki y Oono, 1968). Desde entonces se han venido realizando estudios que demuestran que el desarrollo de las microsporas a plantas fértiles está influenciado por varios factores, cualquiera de los cuales puede ser limitante. Estos incluyen el genotipo (Iyer y Raina, 1972; Zapata, 1985), el estado de desarrollo de la microspora (Raina, 1977; Genovesi, 1978), el pre-tratamiento frio de las anteras (Genovesi y Magill, 1979; Chaleff y Stolarz, 1982), las condiciones en que se desarrolla la planta donante (Raina et al., 1987; Chaleff y Stolarz, 1982) y el medio de cultivo (Chu et al., 1997; Raina, 1983).

El genotipo es quizás el factor más importante que afecta el cultivo de anteras. La variabilidad en la respuesta al cultivo de anteras se ha encontrado entre especies y dentro de ellas. Los resultados de años anteriores indican que la organización del proceso androgenético está bajo el control de alelos con efectos cuantitativos. Este raro fenómeno es heredable y su nivel de expresión puede ser mejorado a través de una concienzuda selección genética (Wenzel y Uhrig, 1981). Quimio y Zapata (1990) concluyeron a partir

de un análisis dialélico de la culturabilidad de las anteras y la regeneración de plantas, que existe predominancia de efectos génicos aditivos en el control de ambas características.

En general, los cultivares de arroz Japónica responden mejor que los cultivares Indica y algunas veces los híbridos F1 responden mejor que sus progenitores, por ejemplo, Chaleff (1980) obtuvo resultados en los que los cultivares Indica regeneraron solo 5 %, mientras que los Japónica alcanzaron hasta 90 %. Hu (1985) regeneró plantas verdes del 10 % de anteras cultivadas de arroz tipo Japónica, comparado con 1 % para los tipos Indica. Aruna y Reddy (1988), examinaron la respuesta de 11 cultivares Indica encontrando que la frecuencia de plantas verdes regeneradas varió desde O hasta 47.5 %. Iyer y Raina (1972) demostraron que de 15 cultivares estudiados, solamente cinco mostraron respuesta androgenética y sólo uno regeneró raíces y tallos.

El medio de cultivo es otro componente importante para la producción de callo a partir de anteras cultivadas. Los requerimientos nutricionales pueden diferir para la inducción de androgénesis y desarrollo de embriones (Wang et al. 1974). Chu et al. (1975) desarrollaron el medio N6 con (NH4)2S04 reducido y KN03 incrementado específicamente para cultivo de anteras de arroz. Este medio ha resultado ser el más conveniente para los cultivares Japónica pero no para las variedades Indica. Los medios He-5 y C han resultado más favorables para los cultivares Indica (Raina et al. 1989; Lentini et al. 1995), mientras que Chu et al. (1997) reportan el medio Chu como el más favorable para gennoplasma tipo Javanica o Japónicas tropicales.

En Guatemala se han realizado algunos trabajos de investigación en cultivo de anteras de arroz, evaluando factores como las condiciones ambientales de las plantas donantes, la irradiación como estímulo y el solidificador del medio (Velásquez, H., 1996; Molina, L., 1992; 1990 y Macz, R., 1994), sin embargo, el Instituto de Ciencia y Tecnología Agrícolas (ICTA) es la única entidad en el país que produce haploides duplicados con fines de mejoramiento genético. Posteriormente, la subárea de arroz evalúa las plantas producidas, integrando de esta forma el cultivo de anteras y el mejoramiento convencional. La principal ventaja que encuentran estos programas de mejoramiento es el ahorro de tiempo que se obtiene al lograr la homocigosis de las plantas en las primeras generaciones después del cruzamiento, además de que la eficiencia de selección aumenta debido a que facilita la expresión de alelos recesivos y la variabilidad inherente del cruce puede encontrarse en un número menor de plantas en comparación con una población generada por pedigrí. El principal problema que se afronta en este trabajo es la poca cantidad de plantas regeneradas, lo cual puede solucionarse mediante la selección de materiales con mayor respuesta androgenética.

3. Objetivos:

3.1 General:

- Identificar los genotipos y el medio con mayor respuesta al cultivo de anteras de arroz.

3.2 Específicos:

- Generar 10 poblaciones de hibridos F1 mediante el cruce de progenitores con características superiores.

- Determinar el porcentaje de inducción de callo en los genotipos y medios a evaluar.

- Determinar el porcentaje de regeneración de plantas verdes en los genotipos y medios a evaluar.

- Proveer de líneas homocigóticas al programa nacional de mejoramiento de arroz para su evaluación agronómica.

4. Metodología:

La metodología se divide en cinco fases: Cruzamientos, siembra de plantas donantes, plaqueado de anteras, regeneración de plantas y análisis de datos.

4.1 Cruzamientos:

Los progenitores a utilizarse en este trabajo y su pedigrí se muestran en el cuadro 1.

Cuadro 1. Genotipos de arroz utilizados como progenitores. No. 1 Variedad 1 Origen ] 1 2 3 4

ICTA IZABAL IG2472

5 1 O-TURIPANA 7 6 1 GALLO

Utilizando estos materiales se realizaron los siguientes cruzamientos: 1) IG2451 xICTAIZABAL(10x 1) 2) IG 2472 x QRC2 (2 x 8) 3) ICTA IZABAL x QRC3 (1 x 9) 4) IG 2451 x GALLO (10 x 6) 5) IACUBA 24 x ICTA IZABAL (4 x 1) 6) QRC2 x O-TURIPANA 7 (8 x 5) 7) IACUB A 16 x IG 245 1 (3 x 1 0) 8) IACUBA 24 x IG 245 1 (4 x 10) 9) IG 2472 x IG 245 1 (2 x 10) 10) QRCl x QRC3 (7 x 9)

CT 1 16 15-4-4-M-2-2 C 109-CU82-5-MCU-3 1 1 CU- 12CU

IACUBA 16 IACUB A 24

TOX 1780lCOL 1 X M3 12AíIAC 47 G 40-3-1-2-B4-2-12

7 8

La semilla de los progenitores fué proveída por el programa de mejoramiento genético de arroz del Instituto de Ciencia y Tecnología Agrícolas (ICTA), siendo todos los materiales del tipo Indica, con excepción de QRCl, QRC2 y QRC3 los cuales son de tipo Savanica o Japónicas tropicales.

PNA-46- 1 101CP 1 -C8 S 1 04lICA 1 O//J 1 04lSIGUARAYA

La siembra de progenitores se hizo en el invernadero del Laboratorio de Biotecnología del ICTA, localizado en el municipio de Villa Nueva, del departamento de Guatemala. Se sembraron 10 macetas de cada progenitor. Tanto el riego como el control de plagas y enfermedades se realizaron cuando fué necesario para asegurar la obtención de plantas vigorosas y sanas. Cuando las plantas alcanzaron el estado de floración, se procedió a

QRCl QRC2

CCDW9770532DH2 CCDW9770532DH2 1

realizar los cruzamientos, siguiendo la metodología recomendada por el CIAT (Sarkarung, 1991). La semilla híbrida (Fl) obtenida como producto de estos cruzamientos fué sembrada en un segundo ciclo de cultivo junto a los 10 progenitores, constituyendo las plantas donantes para el cultivo de anteras.

4.2 Siembra de plantas donantes:

La siembra de plantas donantes se realizó en el mismo invernadero descrito anteriormente. El suelo se desinfectó y fertilizó de acuerdo a las recomendaciones del ICTA. Se sembraron 10 macetas por genotipo (progenitores e híbridos F1 resultantes de los cruzamientos) a razón de tres semillas por maceta. Tanto el riego como el control de plagas y enfermedades fueron aplicados cuando se consideró necesario para asegurar la obtención de plantas vigorosas y sanas. Cuando las plantas alcanzaron el estado fisiológico conocido como embuchamiento, se cosecharon las tres primeras panojas de cada planta y se sometieron a un pre-tratamiento frio de 4OC durante 4 dias. Posteriormente se verificó mediante un muestreo, el estado de desarrollo de las n~icrosporas, a través de montajes en microscopio. Se seleccionaron las panojas conteniendo granos de polen en estado uninucleado. Estos montajes se realizaron macerando las anteras de una flor y tiñendolas con una o dos gotas de acetocarmin.

4.3 Plaqueado de anteras:

Inicialmente se procedió a desinfectar superficialmente las panojas con una solución de hipoclorito de sodio al 2% v/v + tween 20 (1% vlv) durante 20 minutos. El exceso de hipoclorito se eliminó lavando las espigas tres veces durante 5 minutos en agua esterilizada. El plaqueado se realizó en placas petri de 60 x15 mm a razón de 50 anteras por placa. Cada placa petri contenía 10 m1 de medio de cultivo para inducir la formación de callo. Las placas petri fueron selladas con parafilm y colocadas en una incubadora en condiciones de oscuridad a una temperatura de 25°C. Los componentes de los medios de cultivo se presentan en el cuadro 2.

Cada medio fue suplementado con 20 g/l de sucrosa, 20 gil de maltosa, 20 g/l de sorbitol, 1 mgll de 2,4-D, 0.1 mgll de zeatina, 0.07 mgll de picloramo, 10 mg/l de AgN03 y 2 g/l de phytagel.

4.4 Regeneración de plantas:

Cuarenta días después del plaqueado de las anteras, los callos formados fueron trasladados a tubos de ensayo de 25 x 150 mm, conteniendo el mismo medio basa1 del que provenían pero ahora suplementados con 30 g/l de sucrosa, 10 g/l de sorbitol, 2 mg/l de 6-BA, 0.5 mg/l de ANA y 1 g/l de caseína hidrolizada e incubados a 25°C con un fotoperíodo de 16 horas para estimular la regeneración de plantas.

Cuadro 2. Componentes de los medios basales C, Chu y He 5.

Fuente: Lentini et al., 1995; Chen, 1986 y Chu et al., 1997.

4.5 Análisis de datos:

He 5 3,181 23 1 600 3 5 166 1.5 4.4 1.6

0.8

74.5 55.7

2 0.6 0.6 3

Componente KN03 (NH4)2S04 KH2P04 MgS04-7H20 CaC12-2H20 ZnS04-4H20 MnS04 H3B03 CuS04-5H20 KI Na2Mo04 CoC12-6H20 Na2-EDTA FeS04-7H20 Inositol Glycina Thiamina-HC1 Pyridoxina-HC1 Acido nicotínico

La frecuencia de inducción de callo se consideró como el número de anteras que produjo callo por cada 100 anteras plaqueadas. Se consideró como la frecuencia de regeneración de plantas, el número de callos que produjo plantas verdes por cada 100 callos trasladados. El experimento se estableció tomando 50 anteras plaqueadas (1 placa petri) como unidad experimental con diferente número de repeticiones por tratamiento y cada combinación de genotipo y medio se consideró como un tratamiento. No se realizó análisis de varianza debido a que los resultados obtenidos en las variables medidas no presentan una distribución normal. La comparación entre los tratamientos se hizo basada en los promedios obtenidos.

C 3134 23 1 540 185 150 8.6 22.3 6.2 0.025 0.83 0.25 0.025 37.3 27.8

2.5 2.5 2.5 2.5

Chu 3,000 300 500 200 300 3 5 2 0.025 0.83 0.25 0.025 56 43 1 O0 1 O 4 2 2

5. Resultados

5.1 Porcentaje de Inducción de CaUo (PIC)

De los diez cruzamientos que se realizaron, solamente seis produjeron semilla viable, siendo eilos 10*1; 2*8; 1*9; 10*6; 4*1 y 8*5.

Se plaqueó un total de 64,600 anteras provenientes de los 10 progenitores y los 6 hí'bridos F1. La Figura 1 muestra un aspecto de este plaqueado. Se formaron 581 callos, lo cual resulta en 0.9 % de inducción de callo para todo el experhento (Cuadro 3). La Figura 2 muestra un aspecto de la formación de cailos

Fig. 2. Formación de callos a partir de granos de polen en anteras cultivadas

El Cuadro 3 muestra los resultados obtenidos para la variable Porcentaje de Inducción de Callo (PIC). El genotipo que mostró mayor PIC es el No. 5 que corresponde a O-Turipana 7 con 6.4 callos formados por cada 100 anteras inoculadas.

Cuadro 3. Porcentaje de inducción de callo por genotipo y medio de cultivo. Medio C Medio He5 Medio Chu 1 Total

Genotip 1 O Anteras PIC Anteras PIC Anteras PIC Anteras PIC

1 900 1 .O 950 1.3 650 0.7 2500 1 .O 2 1350 0.0 1250 0.0 1250 0.0 3850 0.0

10

En lo que concierne a la variable PIC, los diferentes medios de cultivo mostraron una respuesta simihr como puede o b a r s e en el Cuadro 3. El medio C mostró una respuesta ligeramente superior, sin embargo con fines de producciión masiva de haploides duplicados pueden considerarse iguales.

,a 5 3 Porcentaje de Regeneración de Plantas (PRP)

-- Aii Un total de 452 callos provenientes de 14 genotipos fueron inoculados en los medios de , cultivo para regemiión de plantas, como se muestra ai la Figura 3. En el Cuadro 4 pueden observarse los resultados de la variable Porcentaje de Regeneración de Plantas (PRP), la cual mostró un promedio para este experimento de 8.7 d o s que fonnaron plantas por cada 100 inoculados.

1

: El porcentaje de regeneraciión de plantas de los genotipos van6 desde O en los genotipos 1; - ,Y . 3;7; 10; 10x 1 y 1 x9, hasta5Oenelgenotipo4xl. L a F i g u r a 4 m u e ~ a a i m q t o & l a L.

II

regeneración de plantas. -

- _ _ - - - - - - - --- --- ---

-- ---

1 4

! j

-3 lk.&<. , .. < ' 12 .-

- - -

- r - i

*.- 3 1

\ 1

- - Fig. 4. Regeneración de plantas a partir de callo.

Los medios de cultivo se mostraron muy similares en su respuesta a la regeneración de plantas, aún cuando el medio Chu registró el mayor promedio.

Haciendo una síntesis de los resultados obtenidos, tanto en la inducción de callo como en la regeneración de plantas se puede afirmar que de los 10 cultivares evaluados, solamente el No. 5 que corresponde a O-Turipana 7 presenta buena respuesta androgenética por lo que puede ser utilizado en un proyecto de mejoramiento genético a través de cultivo de anteras. La identificación de este material es de importancia debido a que además de su buena respuesta al cultivo de anteras también presenta características agronómicas superiores.

Los genotipos Javanica (Nos. 7,8 y 9) no mostraron su alto potencial de respuesta androgenética debido posiblemente a que las condiciones ambientales en que se desarrollaron las plantas donantes no son las óptimas para este tipo de arroz.

Los diferentes medios de cultivo se mostraron similares en la inducción de callo y regeneración de plantas. La baja respuesta a la inducción de callo es normal si se toma en cuenta que la mayoría de genotipos evaluados pertenecen al grupo Indica. Ahora bien, la baja respuesta a la regeneración de plantas posiblemente se debe a requerimientos nutricionales distintos en esta etapa, por lo que sería recomendable considerar el uso de otros medios de cultivo.

Como resultado de esta investigación se regeneraron 24 líneas homocigóticas a través de cultivo de anteras. Estas líneas puras fueron aciimatadas en invernadero y la semilla cosechada será entregada al proyecto de mejoramiento de arroz para que se incluyan dentro de las evaluaciones agronómicas (Figura 5).

Fig . 5. Plantas regeneradas doble haploide

6. Discusión

El hecho de que solamente seis de los diez cruzamientos produjera semilla viable puede deberse a que las condiciones ambientales óptimas para el desarrollo de cada variedad de arroz eran distintas, de tal manera que para algunas lo fueron y para otras no. Bajo condiciones por debajo de las óptimas, las plantas tienden a conservar recursos, lo cual resulta frecuentemente en aborción del polen.

La respuesta obtenida en la variable Porcentaje de Inducción de Callo (PIC) es típica de los cultivares Indica, dentro de los cuales se ubica la mayoría de genotipos evaluados en este trabajo y concuerda con los resultados obtenidos por Hu (1985) quien encontró que la respuesta del arroz tipo Indica era mucho menor que la de los cultivares Japonica.

Analizando la respuesta a esta variable en los genotipos, se observa que la respuesta androgenética varió desde O hasta 6.4 %, lo cual confirma que la habilidad para formar callo en cultivo de anteras de arroz es dependiente del genotipo. Estos resultados son similares a los reportados por Aruna y Reddy (1988).

La mayor respuesta del cultivar No. 5 O-Turipana 7 en la variable PIC se dio en los medios C (8.2 %) y He-5 (6.2 %), lo cual concuerda con lo reportado por Raina et al. 1989 y Lentini et al. 1995 en el sentido de que los cultivares Indica muestran mayor porcentaje de inducción de callo en los medios He-5 y C.

La segunda mejor respuesta la presentó el cultivar No. 8 que corresponde a QRC2. Este material mostró su mayor respuesta en el medio Chu (3.4 %), lo cual concuerda con lo reportado por Chu et al. (1997) en el sentido de que el germoplasma de tipo Javanica o Japónica Tropical presenta mayor respuesta androgenética en este medio basal.

La baja respuesta androgenética que mostraron en general los cultivares Javanica (Nos. 7; 8 y 9) pudo deberse a la influencia de las condiciones ambientales en las que se desarrollaron las plantas donantes, puesto que estos materiales están adaptados a mayores latitudes que la de Guatemala, de tal manera que su PIC pudo verse reducido debido a factores como temperatura, fotoperíodo, intensidad de la luz, etc. Estos resultados concuerdan con los obtenidos por Raina et al. (1987) y Chaleff y Stolarz (1982), quienes demostraron que el estado fisiológico de las plantas donantes tiene un impacto considerable en la respuesta al cultivo in vitro de anteras.

Dentro de los híbridos F1, el que presentó la mayor respuesta es el proveniente del cruzamiento 8 x 5 correspondiente a QRC2 x O-Turipana 7 con 0.8 callos formados por cada 100 anteras inoculadas. Esto correlaciona con el hecho de que individualmente estos genotipos son los que mostraron mayor respuesta a la inducción de callo y concuerda con las conclusiones de Quimio y Zapata (1990) de que existe una predominancia de efectos génicos aditivos en el control de esta característica.

También puede considerarse que la respuesta androgenética en los tres medios es baja y que a pesar de que los medios C y He-5 se reportan como mejor adaptados para cultivares Indica, la respuesta androgenética no se vió incrementada por ellos.

Es de hacer notar que los genotipos que presentaron mayor porcentaje de inducción de callo no son los que presentan mayor porcentaje de regeneración de plantas, lo cual indica que estas variables están bajo control de genes distintos e independientes, como el caso del híbrido 4 x 1 en el cual su alta respuesta a la regeneración de plantas contrasta marcadamente con su pobre respuesta a la inducción de callo. Estos resultados concuerdan con los de Quimio y Zapata (1990), quienes encontraron que el efecto del genotipo y de la interacción genotipo x medio de cultivo fueron significativos en la respuesta de las anteras y la regeneración de plantas verdes, con los cultivares Japónica mostrando mayor habilidad combinatoria para la regeneración de plantas.

La respuesta a la regeneración de plantas de los híbridos correlaciona lógicamente con la respuesta individual de sus progenitores, como en el híbrido 10 x 1 con cero respuesta a la regeneración de plantas. Al analizar la respuesta individual de los progenitores puede advertirse que también es cero. Otro caso que merece mención es el del híbrido 1 x 9 con cero respuesta a la regeneración de plantas. Al analizar la respuesta de sus progenitores puede observarse que el progenitor No. 9 mostró 23.3 % de regeneración de plantas, mientras que el progenitor No. 1 no mostró ninguna respuesta, lo cual concuerda nuevamente con los resultados obtenidos por Quimio y Zapata (1 990) en el sentido de que la alta respuesta a la regeneración de plantas es un carácter recesivo.

En general, la respuesta a la regeneración de plantas se considera baja y es debido posiblemente a que la etapa de regeneración tenga diferentes requerimientos nutricionales que la etapa de inducción de callo como fue demostrado por Wang et al. (1 974).

7. Conclusiones

Se generaron seis poblaciones de híbridos F1 a partir de cruzamientos entre progenitores con características agronómicas superiores.

Los genotipos que presentaron mayor porcentaje de inducción de callo fueron O-Turipana 7 y QRC-2 con 6.4 y 2.7 respectivamente.

Los tres medios de cultivo utilizados mostraron respuestas similares para la inducción de callo en todos los materiales.

Los cultivares que mostraron mayor porcentaje de regeneración de plantas fueron QRC-3 e IACUBA 24 con 23.3 y 19.1, respectivamente. Entre los híbridos F1 el resultante del cruzamiento IACUBA 24 x ICTA IZABAL mostró la mayor respuesta con 50 % de regeneración de plantas.

Los tres medios de cultivo utilizados mostraron respuestas similares para la regeneración de plantas en todos los materiales.

Se regeneraron 24 líneas homocigóticas "doble haploide" provenientes de siete genotipos, las cuales serán entregadas al proyecto de mejoramiento genético de arroz.

8. Recomendaciones

Evaluar las condiciones ambientales para realizar cruzamientos de arroz dentro de los invernaderos del ICTA y determinar la época más adecuada para esta actividad en base a la menor esterilidad del polen.

Utilizar el cultivar O-Turipana 7 como progenitor en un proyecto de mejoramiento de arroz utilizando cultivo de anteras.

Identificar mediante investigaciones similares, otros cultivares con buenas características agronómicas que presenten alta respuesta androgenética, para ser utilizados como progenitores en un proyecto de mejoramiento genético mediante cultivo de anteras.

Evaluar distintos niveles nutricionales en la regeneración de plantas, mediante la utilización de diferentes medios de cultivo a los utilizados en esta investigación.

Evaluar en campo las características agronómicas de las plantas regeneradas en este estudio.

9. Bibliografía:

A m a , M. y G.M. Reddy (1988) Genotypic differences in callus initiation and plant regeneration fiom anthers of Indica rice. Curr. Sci. 57: 101 4- 10 17.

Cardona, J. y Lee, P. 2000. Manual de recomendaciones para cultivar arroz en condiciones de inundación. ICTA-MITAC. 13p.

Chaleff, R.S. (1980) Innovative approaches to rice breeding. In: Tissue Culture in Rice Improvement: An Overview, pp. 81 -9 1. IRRI, Manila.

Chaleff, R.S. y Stolarz, A. 1982. In "Rice Tissue Culture Planing Conference", pp 63-74. Int. Rice Res. Inst. Manila.

Chen, Y. 1986. Anther and pollen culture of rice. In: H. Hu and H. Yang (Eds.), Haploids of Higher Plants in vitro. pp 3-25 China Academic Publishers, BeijingISpringer- Verlag, Berlin.

Chu, Q.R., Cao, H.X. y Linscombe, S. 1997. A novel medium for induction of embriogenic callus in rice anther culture of southern US crosses. Rice Biotechnology Quarterly 32: 19-20.

Dunwell, J.M. 1986. Pollen, ovule and embryo culture as tools in plant breeding. En: Withers, L.A. y Anderson, P.G. (eds.). Plant tissule culture and its agricultura1 applications. University of Nothingham, P. Butterworths, Londres. p. 375-404.

Foroughi-Wehr, B.; Mix, G.; Gaul, H. y Wilson, H.M. 1976. Plant production from cultured anthers of Hordeum vulgare L. Z. Pflanzenzucht 77: 198-204.

Genovesi, A.D. 1978. Ph. D. thesis, Texas, A&M Univ.

Genovesi, A.D. y Magill, C.W. 1979. Improved rate of callus and green plant production from rice anther culture following cold shock. Crop Sci. 19,662-664.

Guha, S., y Maheshwari, S.C. 1964. In vitro production of embryo from anthers of Datura. Nature 204:497.

Hu, H. (1985) Use of haploids for crop improvement in China. Genet. Manipulations Crops Newsl. CI: 1 1-23.

Irikura, Y. 1975. Induction of haploid plants by anther culture in tuberbearing species and interspecific hybrids of Solanum. Potato Res. 18: 133- 140.

Iyer, R.D. y Raina, S.K. 1972. The early ontogeny of embryoids and callus from pollen and subsequent organogenesis in anther culture of Datura mete1 and rice. Planta 104, 146-156.

Lentini, Z., Reyes, P., Martínez, C. y Roca, W. 1995. Androgenesis of highly recalcitrant rice genotypes with maltose and silver nitrate. Plant Sci. 110, 127-138.

Macz, R. 1994. Irradiación de semillas de arroz (Oryza sativa L.) con rayos gamma 6 0 ~ o y su efecto sobre la inducción de callo y regeneración de plantas en cultivo de anteras, utilizando diferentes solidificadores en el medio de cultivo. Tesis Ing. Agr. Guatemala. Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Agronomía. 74p.

Molina, L. 1993. Efecto de la radiación en el cultivo de anteras de arroz variedad Krispo- 38. Ciencia y Tecnología Nuclear. Guatemala. DGEN 1:23-25.

Nakarnura, A. e Itagaki, R. 1973. Anther culture in Nicotiana and the characteristics of the haploid plants. Japan J. Breed. 23:71-78.

Niizeki, H. y Oono, K. 1968. Induction of haploid rice plant fiom anther culture. Proc. Jpn. Acad. 44, 554-557.

Pierik, R. 1987. In vitro culture of higher plants. Martinus Nijhoff Publishers. Dordrecht~BostoníLancaster. p. 253-259.

Quimio, C.A. y F.J. Zapata (1990) Diallel analysis of callus induction and green plant regeneration in rice anther culture. Crop.Sci. 30: 188- 192.

Raina, S.K. 1977. Ph. D. thesis, AgraUniv., Agra.

Raina, S.K. 1983. In: Plant Cell Culture in Crop Improvement (S.K. Sen y K.L. Giles, eds.), pp. 159-168. Plenum, New York.

Raina, S.K., Satish, P. y Sarma, K.S. 1987. Plant regeneration from in vitro cultures of anthers and mature seeds of rice Oryza sativa L. cv. Basmati-370. Plant Cell Rep. 6 , 43-45.

Raina, S.K., S.M. Balachandran, S.S. Virmani y F.J. Zapata (1989) Improved medium for efficient anther culture of some Indica rice haploids Intl. Rice Res. Newsl. 14:4.

Roca, W.M.; Núñez, V.M. y Mornan, K. 1991. Cultivo de anteras y mejoramiento de plantas. En: Roca, W.M. y Mroginski, L.A. (eds.). Cultivo de tejidos en la agricultura: Fundamentos y aplicaciones. Centro Internacional de Agricultura Tropical, Cali, p.27 1-293.

Sangwan, R.S., y IVorreel, B. 1975. Induction of plants from pollen grains of Petunia cultured in vitro. Nature 257:222-224.

Sarkarung, S. 199 1. A simplified crossing method for rice breeding: A Manual. Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), Cali, Colombia p. 32.

Velásquez, H. 1996. Efecto de tres condiciones ambientales de cultivo de plantas donantes en la respuesta al cultivo de anteras de tres genotipos de arroz (Oryza sativa L.). Tesis Ing. Agr. Guatemala. Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Agronomía. 59p.

Wang, C.C., C.S. Sun y Z. Chu (1 974) On the condition for the induction of rice pollen plantlets and certain factors affecting the frequency of induction. Acta Bot. Sin. 16:43-53.

Wei, Z.M. 1982. Pollen callus culture in Triticum aestivum. Theor.Appl.Genet. 63:7 1-73.

Wenzel, G. y Uhrig, H. 198 1. Breeding for nematode and virus resistance in potato via anther culture. Theor. Appl. Genet. 59,333-340.

Zapata, F. J. 1985. In: Biotechnology in International Agriculture Research, pp. 85-95. Int. Rice Res. Inst., Manila.