Avances en el mejoramiento genético de la papaya
-
Upload
help-you-ecuador -
Category
Environment
-
view
518 -
download
2
description
Transcript of Avances en el mejoramiento genético de la papaya
Avances en el mejoramiento genético de la papaya por métodos convencionales y biotecnológicos
en INIA-Venezuela
Vegas A1, Diaz A, Perez D, Rodriguez D, Angulo L, Demey J-R
1 Prometeo SENESCYT. Pontificia Universidad Católica del Ecuador. Sede Esmeraldas
II Congreso de Ciencia, Tecnología e Innovación
Universidad Estatal de Bolivar
Guaranda, 15 de octubre 2014
Mejoramiento genético y Biotecnologíade la papaya
Contenido:
• Diagnóstico de zonas productoras en estados centrales
• Selección de plantas con flores hermafroditas elite de la variedad Maradol Roja
• Micropropagación de plantas élite
• Determinacion molecular del sexo
• Relaciones genéticas en la familia Caricácea
• Cruces intergenéricos
Diagnóstico en Zonas Productoras de papaya en los estados centrales, años 2008 y 2009
Visita a productores de lechosa en los estados Aragua (12 fincas), Carabobo (1 finca) y Yaracuy (1
finca)
Se identificaron cuatro materiales sembrados:
Híbridos: Maradol (2/14), Carmen (2/14)y Red Lady (1/14)
Variedades: Cartagena Roja (4/14), Maradol (2/14)
Desconocidas: 5/14
Uso de semillas seleccionadasPulpa anaranjada (13/14)
Pulpa amarilla (1/14)
Problemas principales:
•Siembra de Cultivares no identificados (5/14) Plantas heterogéneas
•Alta incidencia del virus de la mancha anillada de la papaya (PRSV) (7/14)
•Baja incidencia: Bacteriosis (Erwinia sp.) (1/14)Hongos (Asperisporium caricae) (1/14)Frutos con carpeloidías Plantas con flores masculinas en algunas poblaciones
PA
PAYA
C
ULT
IVA
R M
AR
AD
OL
Plantas precoces. Porte mediano. Entrenudos cortos. Abundante follaje.Altura de floración y fructificación baja.Alto porcentaje de flores hermafroditas tipo IV (66%), femeninas tipo I (33%), pentandrias e intermedias (tipos II y III, inferior al 1%)Altos Rendimiento 300 t/ha en 20 a 22 meses. Frutos entre 1,6 y 2,2 Kg. Color de la pulpa rojo salmón, firmeza de la pulpa. °Brix sobre 12%.
Población
Localidad Procedencia año N° plantas sembradas
N° plantas seleccionadas
Andromonoicas/ginoicas
Generación
1 San Francisco de Asis, Edo. Aragua
Plantas híbridas, semillas del Caribe®
2008-2009
56 03 2:1 1era
2 Valle de Tucutunemo, Edo. Aragua
Frutos seleccionados en población
2009-2010
96 07 2:1 1era
3 Unidad de Recursos Fitogenéticos, Edo. AraguaEn casa de malla
Callo embriogénicoIn vitro
2010 10 02 1:0(Todas andromonoicas)
1era
1.2 Empresa de Producción Socialista Los Tacarigua, Edo. Carabobo
Plantas seleccionadas en Valle de Tucutunemo
2010-2011
144 05 2:1 2nda
Total 306 17
Selección de plantas andromonoicas de poblaciones Maradol: Localidad, procedencia, año, número de plantas evaluadas y seleccionadas, proporción de plantas andromonoicas/ginoicas, generación.
CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE PLANTAS DE PAPAYA EN CAMPO
1. Fase Vegetativa y Floración Altura de la planta hasta 1,70m al primer
año o hasta alcanzar la fructificación.
Inicio de la floración entre 3 y 4 meses después del transplante.
Altura de floración por debajo de 1m.
Plantas femeninas (Tipo I) y hermafroditas de los tipos III y IV (andromonoicas).
Plantas sanas y vigorosas.
Bajo porcentaje de flores estériles y de carpeloidía.
Fuente: Proyecto BTA-FONACIT
CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE PLANTAS DE PAPAYA EN CAMPO
2. Fructificación Inicio de fructificación antes de los cuatro meses
después del transplante. Plantas con más de 50 frutos. Inicio de cosecha antes de los 9 meses después del
transplante. Fructificación uniforme a lo largo del tallo. Rendimiento por planta mínimo: 60-80 Kg/año. Peso del fruto hasta 3Kg. Forma del fruto preferiblemente alargada. Ancho de la pulpa mayor de 3cm. Color de la pulpa preferiblemente anaranjada o roja. °Brix ≥ 12 Textura resistente al transporte.
Fuente: Proyecto BTA-FONACIT
44 Caracteristicas cualitativas y cuantitativas
Descriptor para papaya (IBPGR, 1988)
Características de Plantas Seleccionadas
En la Parcela N°13 Sector La Molinera
Planta S1-7
Tallo Simple de color gris marrón en la parte media (suberizada) y verde en la parte no suberizada. Long. Media del entrenudo: 2,2cm N° de nudos a la primera flor: 36 Altura a primera cosecha: 1,54m Long. Pecíolo hola madura: 65cm Pecíolo hueco Ancho de la hoja: 69,4cm N° de lobos: 12 Inflorescencias de hasta 4 flores. Flores hermafroditas y estériles femeninas. Flores color blanco crema. N° frutos: 55 Forma del fruto: Alargado Peso promedio de los frutos: 1,77 Kg Color de pulpa: Anaranjado
Rendimiento estimado (kg/planta) de las accesiones de Maradol seleccionadas
Accesión H23-15
H24-11
H26-8 H33-2 S1-7 S1-10 S1-13 Planta 3
Planta 5
Numero de nudos 1ra flor
109 106 114 122 36 40 36 54 48
Diámetro tallo (cm)
54,5 59,5 57,0 78,0 - - - 37,0 37,0
Altura Planta (m)
2,00 1,79 1,87 2,00 1,54 1,40 1,70 1,80 1,84
# de frutos
50 45 64 51 45 38 45 52 56
Peso fruto Kg
1,661 1,507 1,539 1,797 1,77 1,81 2,57 1,43 1,04
Rendimiento estimado
83,05 67,81 98,50 91,65 79,65 68,78 115,65 74,36 58,24
Justificación de la micropropagación de plantas hermafroditas elite de
papaya
1. Uso de semilla no certificada:
Alta heterogeneidad de las plantaciones
Bajo hermafroditismo Plantas producidas no fieles al tipo Desconocimiento del estado fitosanitario de las semillas
2. Alto costo y falta de disponibilidad de la semilla certificada 3. Mayores costos y labores en el establecimiento de la plantación 4. Micropropagación de híbridos
5. Mejoramiento genético: Producción de mutantes y transgénicos
Maradol Roja garantiza:66% plantas hermafroditas
33% de plantas hembras
Al colocar 2 plantas/punto, el hermafroditismo se incrementa
83%Al colocar 3 plantas/punto, el
hermafroditismo se incrementa 93%
Micropropagación a partir de yemas
ápicales y axilares,
en cultivos semisólidos
Tasa de multiplicación de
2 a 2,5 X
10 brotes/envase/me
s
Tovar, R. 1989. Tesis de Pregrado
ba c
d e f
Proceso de micropropagación de plantas de papaya cultivar Maradol a partir de brotes en los RITA® y aclimatización mediante el sistema autotrófico hidropónico (SAH).
a) RITA mostrando el crecimiento de los brotes en condiciones controladas; b) detalle de la producción de brotes y plántulas en uno de los envases; c) aspecto de los brotes sin raíces, provenientes de los RITA, tratados con AIB; d) Endurecimiento paulatino de las plantas, después de los 26 días del trasplante, en el sistema autotrófico hidropónico (SAH); e) Detalle del desarrollo de las raíces de las plantas; f) Desarrollo de las plantas aclimatizadas, 26 días después del transplante en el SAH.
EMBRIOGÉNESIS SOMÁTICA DE LA PAPAYA
Vegas, A. 1997. Tesis de Doctorado Vegas, A. 1997. Tesis de Doctorado
Planta Madre/plantación
homogénea
Extracción del embriones cigóticos
Inducción de embriones en medios de cultivo con 2,4-D
(10 mg/L)
Germinación de los embriones somáticos.
~3g/RITA
Se producen ~50 plántulas/
bioreactor
Enraizamiento o acondicionamiento de
plántulas
Aclimatización de plantas
Evaluación de planta en campo
Fuente: Proyecto FCI 09PS38-05
Propagación masiva de plantas hermafroditas en envases RITA, mediante la Embriogenesis somatica
Variabilidad ?
Comparación de técnicas de micropropagación de papaya
Técnica Grado de complejidad
Envases y volúmenes de medio de cultivo
Tasa de multiplicación
Fase deEnraizamiento
in vitro
Aclimatización Tiempo Variabilidad
Cultivo en medios
semisólidos
Convencional
Laboratorio básico
Envases de 200cc, 25
cc de medio
2,5X
10 a 12,5 brotes/envase
/mes
Se requiere, con un 65% de
éxito
45-90% Mayor Mínima
Envases RITABrotación de
yemas
Sistema de inmersión temporal
Envases de 1L, 200 cc
medio
20X
20 brotes/envase
/mes
Se requiere en menor grado
70% éxito
45-90% Mayor Mínima
Envases RITA Embriogénesis
somática
Sistema de inmersión temporal
Idem ≥ 50X
50 a 90Plántulas/
envase/mes
No se requiere 90% Menor Requiereevaluación
Fuente: Unidad de Biotecnología Agrícola. INIA-CENIAP. Edo. Aragua.
Evaluación de dos marcadores tipo SCAR en la determinación del sexo en papaya (Carica papaya L.), variedad Maradol, utilizando una PCR multiple
Díaz-López, A, Angulo, L, Vegas García, A, Sandrea Y, Ramis, C, Saldaña, G.
Agronomía Tropical (Venezuela): 2013
Figura 3.- Marcadores T1 y W11 asociados a la Identificación del sexo de plantas femeninas y hermafroditas, usados en combinacion. Carriles: A y B: marcadores; 1-4: Plantas femeninas; 5-8: Plantas hermafroditas.
A B 1 2 3 4 5 6 7 8
W11-F/W11-R (800 pb)
T1-F/T1-R (1.300 pb)
Huella genética de la colección venezolana de la familia Caricáceas.
Vegas A, Miliani A, Rodríguez D, Zambrano AY, Vicente-Villardón JL, Demey J. 2013. Diversidad genética de la colección venezolana de la familia Caricáceas. Interciencia 38 (3): 1-8.
Relaciones genéticas de la colección venezolana de la familia Caricáceas.
Vegas A, Miliani A, Rodríguez D, Zambrano AY, Vicente-Villardón JL, Demey J. 2013. Diversidad genética de la colección venezolana de la familia Caricáceas. Interciencia 38 (3): 1-8.
RESCATE DE EMBRIONESEN CRUCES
INTERGENÉRICOSCarica papaya
x Vasconcellea cauliflora
Vegas et al. 2003. Interciencia
Semillas inmaduras e híbrido del cruce entre V. cundinamarcensis x C. papaya x V. cundinamarcensis
Siembra de semillas inmaduras vanas y embriones del cruce entre C. papaya x V. cundinamarcensis x C. papaya
Vegas et al. 2006
Perspectivas•SELECCIÓN DE MAYOR NÚMERO MATERIALES ÉLITE LOCALES •INTRODUCCIÓN DE UN MAYOR NÚMERO DE MATERIALES ÉLITE
•EVALUACIONES EN VARIAS LOCALIDADES
•CONTINUIDAD EN AUTOPOLINIZACIONES
•DESARROLLO DE HÍBRIDOS
•CONTINUIDAD DE CRUCES INTERGENÉRICOS
•INTRODUCCION DE GENES DE RESISTENCIA Y CALIDAD A LINEAS
•IDENTIFICACION MOLECULAR DE MATERIALES GENÉTICOS
Proyecto “Caracterización molecular de cuatro colecciones de especies autóctonas de importancia agronómica en Venezuela”. Subproyecto: Caracterización molecular de especies de caricáceas. Financiamiento FONACIT-INIA. Años 2002-2005.
Actividad Producción masiva de lechosa mediante sistemas de inmersión temporal. Responsable. Proyecto “Producción masiva de frutales para la industria mediante sistemas de inmersión temporal”, presentada ante el concurso de proyectos del Fondo de Consorcios de Innovación Tecnológica (Código FCI-09-P538-05). Financiamiento INIA. 2005-2007.
Subproyecto“Mejoramiento genético de la lechosa (Carica papaya L.) en zonas productoras de la zona Central, Oriente y Occidente del país, mediante técnicas convencionales”. INIA.Año: 2008
Acción “Mejoramiento genético de la lechosa (Carica papaya L.) en zonas productoras de la región central mediante técnicas convencionales y biotecnológicas. Años 2009-2012.
Financiamiento: Plan Nacional de Semillas. INIA.
GRACIAS...
Equipo de Trabajo:
Vegas A1, Diaz A1, Perez D1, Rodriguez D2, Angulo L3, Demey J-R 4
1. Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas. Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias. INIA-CENIAP.2. Centro Nacional de Conservación de los Recursos Fitogenéticos. Ministerio del Poder Popular del Ambiente.3. Universidad Central de Venezuela. Facultad de Agronomía.4. Instituto de Estudios Avanzados (IDEA).