Manejo de Resistencia Genética a Enfermedades Parte I: Los Casos de Trigo y Papa


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Dr. Carlos De León

Fitopatología, CP

Dentro de las diferentes formas de control de enfermedades de plantas, mucho se habla del control por medio de variedades resistentes a una determinada enfermedad. Debe tenerse presente que, en efecto, este es el método más eficiente de control, pero la selección e incorporación de resistencia genética en un cultivo es un proceso que toma varios años o ciclos de selección y evaluación de dicha resistencia. Para esta incorporación, es necesario tener conocimiento del tipo de planta en la que se quiere incorporar la resistencia, esto es sí la planta es autógama (autofecundación) o alógama (polinización cruzada), ya que de ello depende la utilización del método más eficiente y rápido para incorporar esa resistencia. Asimismo, debe tomarse en cuenta el tipo de resistencia que se quiere incorporar, sea de tipo mono o poligénico en donde la incorporación del primero elimina la posibilidad de seleccionar por el segundo tipo, siendo el primero inestable por ser específico a razas fisiológicas, mientras que el segundo tipo es estable y no específico a razas fisiológicas de un patógeno.

Aun cuando la resistencia genética también incluye aquella debida a la incorporación de transgenes por biotecnología, en éste documento solamente se cubrirán algunos casos clásicos en los que la resistencia se seleccionó e incorporó en cultivos siguiendo métodos convencionales de fitomejoramiento.

I. Trigo

a. Resistencia a roya del tallo (Puccinia graminis f. sp. tritici):

El trigo es una planta autógama y su mejoramiento genético normalmente se hace siguiendo el método de pedigree con acumulación sucesiva de genes.

En 1927, Stackman reportó el ciclo de formación de razas fisiológicas del hongo en movimiento de corrientes de aire de Norte a Sur (EEUU a México) con uredosporas formadas en  la rosácea Berberis vulgaris que regresaban a EEUU al año siguiente.

En la identificación de razas se usan las variedades diferenciales con origen en varias de las especies del género Triticum, incluyendo T. vulgare, T. aestivum, T. monococcum, T. dicoccum y T. durum.

 Roya del tallo

Figura 1. Roya del tallo del trigo.

 
 Congreso de Maiz de 2019
 

La resistencia a roya del tallo en trigo (Figura 1), se debe a varios genes de resistencia, algunos se manifiestan en plántula y otros en planta adulta.

  • En plántula:          Genes Sr6 al  Sr17  y otros Sr1, SrN, SrR, etc.                            
  • En planta adulta: Genes Sr1 al Sr4

En el proceso de incorporación de resistencia genética, en trigo se utilizó mucho el programa de retrocruzas para introducir resistencia a la raza 15B. En la actualidad es común la utilización del método denominado de "retrocruza limitada" con no más de 2 retrocruzas (RCs) para no perder otros caracteres deseables de plantas susceptibles.

Para resolver el problema de susceptibilidad, en varias instituciones de investigación se utiliza el desarrollo de "variedades multilineales" que consiste en mezclar mecánicamente semilla de variedades con diferentes genotipos seleccionados por resistencia a determinadas razas fisiológicas del patógeno. Esto implica que, para incrementar la semilla de una determinada variedad sintética, es necesario incrementar cada uno de los diferentes componentes de ese sintético.

 Roya en trigo

Figura 2. Roya de la hoja del trigo.

b. Resistencia a roya de la hoja (Puccinia triticina,  antes P. recondita):

P. recondita se presentó en forma epidémica en la var. Jupateco 73 que se llegó a sembrar en 150K has en el noroeste de México. La Dirección Gral. de Sanidad Vegetal resolvió el problema con aplicación del fungicida sistémico Bayletón, el que, no estando disponible en el país, tuvo que ser importando de países en donde ya existía en el mercado.

II. Papa

a. Resistencia a tizón tardío (Phytophthora infestans):

México ha sido líder en investigaciones de la relación patógeno:hospedante. Galindo, Niederhauser, Gallegly y Romero iniciaron los estudios de la sexualidad de éste patógeno y reportaron la presencia de varias razas fisiológicas en México que no existían en el resto del mundo. Ellos reportaron varias razas, especialmente las razas 1 a 4 con genes de resistencia R1 a R4. La combinación de éstas resulta en 15 genotipos, y el de susceptibilidad homocigótica "r".

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Todos los materiales de Europa son susceptibles a las razas del centro y valles altos de México (Figura 3). A este respecto, es necesario mencionar la hambruna que pasó Irlanda a mediados del Siglo XIX, en donde se manifestó la agresividad de las razas fisiológicas del hongo que habían sido llevadas a Europa en el transporte de tubérculos infectados por el hongo.

 Tizon en papa

Figura 3. Tizón tardío de la papa.

La resistencia más amplia se encontró en especies de papa silvestre, principalmente Solanum demissum, S. iopetalum, S. pinnatisectum, S. cardiophyllum y S. bulbocastanum, todas presentes en valles altos de México. Con excepción de S. demissum, las otras especies presentan resistencia parcial, o de campo, o tolerancia, con genes mayores y menores complementarios. En México se inició la selección de  "resistencia de campo", eliminando genes sencillos dominantes y seleccionando plantas con genes mayores y menores en ambientes con todas las posibles razas del hongo y seleccionando solamente las plantas que presentaban resistencia de campo. Así, se obtuvo la var. Anita (cruza de una línea derivada del híbrido S. demissum, S. tuberosum y S. andigenum x un híbrido seleccionado de la cruza de S. demissum y S. tuberosum, en donde S. demissum presenta resistencia cualitativa o monogénica.

El mejoramiento de papa, una planta autógama, utilizando algunas líneas de S. tuberosum, que son alógamas, se hace utilizando dihaploides (DH). La papa cultivada es tetraploide (2n=4x=48) de la que se derivan líneas con 24 cromosomas (dihaploides) con claras diferencias en resistencia.

En la papa, se ha encontrado una resistencia estable al tizón tardío desarrollando variedades multipoblacionales (vards. multilineales) para evitar el daño total como en caso de plantas autógamas o genéticamente idénticas (caso de P. graminis en trigo y H. victoriae en avena). En las multilíneas se utilizan diferentes cruzas de una vard. local susceptible (padre recurrente) x líneas R1, R2 o R3, obteniendo la F1 de cada cruza y RC1 y RC2 de cada cruza con el recurrente susceptible.

b. En el caso de los potyvirus PVX y PVY en papa, éstos causaron gran problema a los productores de semilla en el Bajío (León, Gto.) en donde las siembras de papa para semilla eran asperjadas con fungicida para prevenir el tizón pero la semilla era de baja calidad por la presencia de los virus mencionados.

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 Dr. Carlos de Leon

Figura 4. Dr. Carlos De León. Científico destacado a nivel internacional en Fitopatología. Será uno de los conferencistas en el curso MIE y MIP en Cultivos Extensivos, Intagri 2016.

Espera la parte II (casos maíz y alfalfa) y III (casos caña de azúcar, fresa y arroz) de la nota Manejo de Resistencia Genética a Enfermedades.

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Patrick Brown, es un reconocido profesor del Departamento de Ciencias Vegetales en la Universidad de California en Davis. En el año 2021 Brown recibió el Premio Dennis R. Hoagland de la Sociedad Americana de Biólogos de Plantas y la Cátedra Distinguida de Fertilidad del Suelo Leo M. Walsh de la Sociedad Americana de Ciencias del Suelo, o SSSA.

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Comentarios

usuario_276550634 comentó:
Publicado: 2018-08-23 18:43:23

De que año es la publicación? 

alvaro_bonilla comentó:
Publicado: 2018-09-07 10:53:47

La cita correcta del artículo es la siguiente: 

De León, C. 2016. Manejo de Resistencia Genética a Enfermedades. Parte I: Los Casos de Trigo y Papa. Serie Fitosanidad. Núm. 41. Artículos Técnicos de INTAGRI. México. 4 p.


Saludos.