Un equipo de científicos del Servicio de Investigación Agrícola de EE. UU. (ARS) y en colaboración con colegas universitarios han lanzado dos nuevas líneas de germoplasma de avena para fortalecer las defensas del cultivo contra la enfermedad fúngica más devastadora conocida como roya de la corona.
El equipo creó específicamente líneas de avena para que pudieran cruzarse con variedades comerciales de élite para fortalecerlas con nuevas fuentes genéticas de resistencia a la roya de la corona, causada por el hongo Puccinia coronata f. sp. avenae .
La roya de la corona es un flagelo para la avena en todo el mundo que puede provocar pérdidas de rendimiento de grano de hasta el 50 por ciento en cultivos desprotegidos.
Un equipo de científicos anunció el desarrollo de líneas de germoplasma de avena resistentes, llamadas CDL-111 y CDL-167, en la edición de mayo de 2024 del Journal of Plant Registration, la culminación de más de 25 años de detección de germoplasma, mapeo genético de plantas y mejoramiento selectivo y evaluaciones en ensayos de invernadero y de campo.
«Actualmente, la mayoría de las variedades de avena con resistencia a la roya portan uno o dos genes de resistencia (a menudo llamado resistencia de las plántulas) a un aislado específico de roya de la corona», dice Shahryar Kianian, coautor del artículo de la revista y director de investigación de Enfermedades de Cereales ARS. Laboratorio en Saint Paul, Minnesota.
Sin embargo, el hongo de la roya de la corona es un patógeno genéticamente diverso y es muy bueno para evolucionar hacia nuevas formas virulentas llamadas razas. Esto puede suceder tan rápidamente que la vida productiva promedio de una variedad de avena resistente es de tres a cinco años, lo que requiere el uso de fungicidas químicos en los sistemas de producción tradicionales.
Si no se controla, el hongo ataca las hojas inferiores y, a veces, las mazorcas de las plantas de avena vulnerables, produciendo pústulas redondas u ovaladas llenas de masas de esporas de color naranja que pueden ser arrastradas por el viento o la lluvia. El daño a las hojas provoca una disminución de la fotosíntesis y una interrupción del movimiento de los azúcares desde las hojas hacia el grano en desarrollo, lo que hace que se encoja y reduzca el valor alimenticio.
Para igualar las probabilidades a favor de la avena, el equipo recurrió a una estrategia de cultivo de plantas llamada «apilamiento de genes» (o «pirámide»).
Una parte clave de esta estrategia implicó realizar una serie de cruces entre una variedad de avena cultivada y sus parientes silvestres, uno de los cuales era la bristlecone (o avena arenosa, que rara vez se cultiva y se considera una maleza de cultivo) que porta genes de «resistencia de plantas adultas». .”
«La resistencia de las plantas maduras proporciona a la planta de avena cierta inmunidad, pero no una inmunidad completa», explica Kianian. «En este caso, la presión de selección sobre el patógeno para que cambie se reduce y la planta no sufre mucho daño, por lo que aún puede producir cultivos y proporcionar cereales a los agricultores».
En general, el equipo reunió plantas de progenie obtenidas de cruces con tres genes de resistencia a la roya en plantas adultas. Luego sometieron las plantas de progenie a una especie de «prueba de fuego» a partir de 2020. Básicamente, esto implicó criarlos en viveros de espino amarillo, un huésped secundario de la roya de la corona y una fuente conocida de brotes. En áreas bajo intensa presión de enfermedades, dos líneas de progenie obtuvieron mejores resultados que las demás, a saber, CDL-111 y CDL-167.
Desde entonces, se han propagado líneas robustas de avena para producir semillas, que están disponibles para su uso en programas de desarrollo de variedades bajo un acuerdo de transferencia de materiales con el ARS, dijo Kianian. Esto es necesario para garantizar que la estrategia de apilamiento de genes sea efectiva si las líneas de avena se cruzan con variedades comerciales, independientemente de si ya tienen resistencia de las plántulas a la roya de la corona.
Al cumplir con este requisito, los obtentores pueden dar a las variedades de avena de élite adaptadas a regiones de cultivo específicas un doble golpe contra el hongo de la roya de la corona: un «puñetazo» a través de la resistencia de las plántulas y un «gancho de derecha» a través de la resistencia de las plantas maduras, afirmó el investigador. la analogía.
“Para ello, también proporcionamos marcadores moleculares asociados con los tres genes que pueden usarse para seleccionar líneas que los porten”, concluyó Kianian, quien colaboró con Eric Nazareno y Kevin Smith, ambos de la Universidad de Minnesota, y Melanie Caffe ( Universidad Estatal de Dakota del Sur), Roger Caspers (ARS), Howard Rines (ARS, fallecido) y Marty Carson (ARS, fallecido). Carson comenzó parte del trabajo en avena hace 20 años y continuó la mayor parte después de jubilarse, señaló Kianian.
Fuente: www.ars.usda.gov.
