Title

Evaluación, selección y caracterización de genotipos de papa (solanum tuberosum l.), tolerantes al síndrome de la punta morada

Author

VÍCTOR MANUEL PARGA TORRES

Contributor

VICTOR MANUEL ZAMORA VILLA (Thesis Adviser)

FERNANDO BORREGO ESCALANTE (Thesis Adviser)

JUAN MANUEL COVARRUBIAS RAMIREZ (Thesis Adviser)

ALFONSO LOPEZ BENITEZ (Thesis Adviser)

ISIDRO HUMBERTO ALMEYDA LEÓN (Thesis Adviser)

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Open Access

Summary or description

"La investigación se realizó con el objetivo general de evaluar y seleccionar germoplasma de papa bajo, condiciones de campo por tolerancia al Síndrome de la Punta Morada. En Arteaga, Coahuila, durante el 2006, se establecieron 214 genotipos, bajo condiciones de cero control de vectores, los cuales se monitorearon semanalmente. De los 10 genotipos seleccionados en el ciclo 2006, se produjeron esquejes que fueron cultivados a los 28 días en medio MS (Murashige y Skoog, 1962) y se tomaron muestras de plantas a los 28 días de cultivo in vitro, cuantificándose la actividad enzimática de la peroxidasa (POX) y vi estableciéndo las relaciones entre las variables agronómicas y de daño del síndrome de la punta morada con la actividad de la peroxidasa (POX). Con el objeto de conocer la estabilidad de nueve genotipos seleccionados, se establecieron en seis localidades productoras de papa en los estados de Coahuila y Nuevo León, en el Noreste y se sembraron en el ciclo primavera-verano 2007, en Mochis, Sin. y Huatabampo, Son., para el Noroeste, durante el otoño-invierno 2007, utilizando en cada ambiente un diseño de bloques completos al azar. Analizando como bloques al azar combinado sobre ambientes para determinar la existencia de la interacción genotipo x ambiente (IGA) que a su vez, fue analizada con el método de AMMI. Los datos agronómicos y de calidad industrial, así como los coeficientes del primer eje del “Análisis de los efectos principales aditivos y las interacciones multiplicativas”, denominado AMMI para los genotipos, a través de los ambientes de prueba, se sometieron al análisis de conglomerados. A los diez genotipos de papa seleccionados bajo condiciones de campo por tolerancia al síndrome de la punta morada en el ciclo 2006, se les ccaallccuullaarroonn llaass rreellaacciioonneess ggeennééttiiccaass eennttrree ggeennoottiippooss ppoorr eell mmééttooddoo ddee ssiimmiillaarriiddaadd ggeennééttiiccaa,, pprrooppuueessttoo ppoorr NNeeii yy LLii ((11997799)).. LLaa mmaattrriizz ddee ddiissttaanncciiaass ggeenneerraaddaa,, ssee uuttiilliizzóó ppaarraa pprroodduucciirr uunn ddeennddooggrraammaa ppoorr eell mmééttooddoo ddee AAggrruuppaammiieennttoo ddee UUnniiddaaddeess ddee DDiissttaanncciiaass MMíínniimmaass yy PPrroommeeddiiooss AArriittmmééttiiccooss ((UUPPGGMMAA)).. De los 214 genotipos evaluados, solamente un 46.7% produjo tubérculos, mientras que el resto murió sin llegar a producir. Los primeros tres componentes principales explicaron el 76.84% de la varianza total, separando en primera instancia los genotipos productores de los no productores y en segunda, a los más tardíos con mayor cobertura y menor brote de hilo, de aquellos con características opuestas. El análisis de conglomerados identificó tres grupos; el primero con 114 genotipos que no produjeron tubérculos, dado que presentaron más temprano los primeros síntomas y murieron. El segundo grupo, con 53 genotipos de mayor tolerancia, obtuvo la mejor media de producción por planta. El tercero con 47 genotipos, presentó tardíamente los primeros síntomas, intervalo más amplio a marchitez y baja producción. El análisis fitopatológico de tubérculos, detectó la presencia de bacterias, virus y fitoplasmas. Dado lo complejo del síndrome, se seleccionaron los genotipos: Gigant, Alpha, Norteña, Bayonera, Nieder, Atlantic y los clones 91-29-10, 98-14-01, 94-02-01 y 96-01-01 por su producción y sin manchado interno de tubérculo, cuando no se controlan vectores. En lo referente a la caracterización de los diez genotipos por su actividad enzimática de la peroxidasa (POX), existió variabilidad. La mayor actividad POX, la presentaron el clon 98-14-01, seguido por los genotipos Alpha, Norteña y 96-01-01. Además, se detectó una relación que pudo estar dada por la acción de la peroxidasa (POX) con el inicio de primeros síntomas, días a marchitez, intervalo de inicio a marchitez, mayor altura y cobertura en la planta, características que les confiere resistencia a los genotipos. Se encontró diferencia significativa (p≤0.01) entre ambientes, genotipos y la interacción genotipo x ambiente para todas las variables agronómicas. Los genotipos más estables en producción comercial y total fueron: 96-01-01, Bayonera y 98-14-01. Las localidades de Emiliano Zapata y Navidad N. L., son adecuadas para seleccionar a tolerancias o resistencias a virus y fitoplasmas por su alta incidencia de insectos vectores. El análisis de conglomerados, utilizando las características agronómicas de daño del síndrome de la punta morada y calidad, conformó tres grupos. Grupo I estuvo integrado solo por la variedad Gigant, con un rendimiento medio de 26.431 y 28.330 total y comercial t ha,-1 respectivamente. Como características sobresalientes de este cultivar, es su resistencia al manchado de la pulpa, además de no presentar floración. El grupo II, lo conforman los genotipos Alpha, 94-02-01, 96-01-01 y 98-14-01 y el grupo III, incluye a las variedades Norteña, Nieder y Bayonera. Al comparar las características agronómicas y de calidad entre ambos grupos, no se detectó diferencia y las características que los distinguen, es el grado de susceptibilidad en planta y tubérculo al síndrome de la punta morada. Se amplificaron un total de 28 fragmentos (17.9 en promedio), el 78.57% fueron polimórficos y el 21.43% fueron monomórficos. De acuerdo a los resultados, podemos inferir que los marcadores utilizados serían de gran interés en la caracterización molecular de los diferentes genotipos de papa que se cultiven. Se observaron 4 grupos principales, la variedad Nieder conformó el grupo A y fue genéticamente la más contrastante del resto de los materiales. El grupo B, fue conformado por las variedades Gigant, Alpha y el clon 91-29-10, observándose mayor distancia genética entre Gigant en relación a Alpha y el clon 91-29-10. La mayor similitud genética observada entre Alpha y el clon 91-29-10 en relación a la variedad Gigant, se explica porque la variedad Alpha es progenitor del clon 91-29-10. Los clones 94-02-01, 96-01-01 y 98-14-01 del programa de papa del Campo Experimental Toluca del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias, constituyeron el grupo C. La conformación de este grupo, sugiere que ix los genotipos que lo conforman poseen mayor proporción de germoplasma mexicano, usado en la hibridación. El grupo D está conformado por las variedades Norteña, Atlantic y Bayonera. Estas variedades tienen parentesco genético, ya que en todas ellas participan como progenitores clones de origen norteamericano. Se identificó; evalúo la estabilidad y caracterizó por su actividad de la peroxidasa así como molecularmente, germoplasma con tolerancia al síndrome de la punta morada. Es urgente trabajar en el manejo integrado de vectores e iniciar el mejoramiento de poblaciones de papa por resistencia múltiple, como la alternativa más viable y económica para una producción sustentable de papa."

The investigation was done to evaluate and select potato germplasm under field conditions for tolerance to Purple Blight syndrome. In Arteaga, Coahuila during 2006, 214 genotypes were established, under cero vector conditions control which were weekly monitored. Out the 10selected genotypes on the 2006 cycle, shoots were produced shoots, which were cultivated 28 days in culture medium MS (Murashige y Skoog, 1962), taking plant samples on the 28th day of in vitro cultivation, quantifying the peroxidase enzymatic activity (POX) and establishing relations among agronomic variables and purple top harm syndrome with peroxidase activity (POX). In order to know the stability of nine selected genotypes, these were established in six potato producing locations of potato in the states of Coahuila and Nuevo Leon (Northern) and they were sown in the 2007 spring-summer cycle in Mochis, Sin. And Huatabampo, Son. (Northeast) on autumn-winter, 2007; using on every environment a complete randomly block design. Analyzing it as, combined random block on environments to determine the existence of genotype x environment interaction (IGA,) which in turn, was, analyzed with the AMMI method (Analysis of the Main Additive effects and the Multiplicative Interactions),for the genotypes throughout the tested environments. Agronomic and industrial quality data, as well as the coefficient of the first axle of the, were submitted to Cluster analysis. To the ten selected potato genotypes, for purple top syndrome tolerance under field conditions in the 2006 cycle, genetic relations were calculated among genotypes by the genetic similarity method, proposed by Nei and Li (1979). The generated distances matrix, was used to produce a dendogram by the Minimum Distances Unit Grouping Method and Arithmetic Average (UPGMA). From the 214 evaluated genotypes, only a 46.7% produced tubers while the rest died without producing. The first three principal components explained the 76.84% of total variance, separating first of all the producing from the non producing genotypes and secondly, to the latest with higher covering and less thread shooting from those of opposite characteristics. The Cluster analysis identified three groups; the first one with 114 genotypes that produced no tubers, since they had earlier symptoms and died. The second group with 53 higher tolerant genotypes, had the best production average per plant. The third one with 27 genotypes, presented first symptoms lately, the widest wilt interval and low production. The phytopatological tuber analysis, detected bacterias, virus and phytoplasms. Due to the complex syndrome, Gigant, Alpha, Norteña, Bayonera, Nieder, Atlantic genotypes were selected and, the 91-2910, 98-14-01, 94-02-01 and 96-01-01 clones on basis of their production and internal tuber stainless when vectors are not controlled. With respect to the characterization of the ten enzymatic peroxidase activity genotypes (POX), there was variability. The highest POX activity was by the 98-14-01 clone, followed by the Alpha, Norteña and 96-01-01 genotypes. Also it was detected a relation which could of be given by the peroxidasa (POX) action, starting with the first symptoms, wilt days, wilt interval initiation, highest height and plant covering, characteristics that gives resistance to genotypes. Significant difference (p≤0.01) was found among environment, genotypes and the interaction genotype x environment for all agronomic variables. The most stable genotypes in commercial and total production were 96-01-01, Bayonera and 98-14-01. Emiliano Zapata and Navidad, N. L., are adequate locations to select virus and phytoplasm tolerance or resistence caused by its high incidence of insect vectors. Three groups were formed with the combined analysis, using the agronomic characteristics of damage to purple top syndrome and quality. The Group I was integrated only by the variety Gigant, having an average yield of 26.431 and 28.330 total and commercial t ha-1, respectively. Its resistance to flesh blight, and lack of flowering were the outstanding characteristics of this cultivar. The Group II it was formed by the genotypes Alpha, 94-02-01, 96-01-01 and 98-14-01 and, the Group III includes the Norteña, Nieder and Bayonera varieties. When comparing the agronomic and quality characteristics between both groups, there was no difference detected but They are distinguished by the susceptibility degree in plant and tuber to purple blight syndrome. A total of 28 fragments were amplified (17.9 in average), a 78.57% were polimorphics and 21.43% were monomorphics. According to results, we can infer that the used markers could be of great interest in the molecular characterization of the different cultivated potato genotypes. Four main groups were observed, the Nieder variety formed group A and was genetically the most contrasting from the rest of the materials. Group B was formed by the Gigant, Alpha varieties and the 91-29-10 clone, observing higher genetic distance among Gigant in relation to Alpha and the 91-29-10 clone. The highest genetic similarity observed between Alpha and the 91-29-10 clone in relation to Gigant variety is explained because explains why the Alpha variety is the parent of 91-29-10 clone. The 94-02-01, 96-01-01 and 98-14-01 clones from the potato program of Campo Experimental Toluca of INIFAP, formed group C. This group formation, suggests that the genotypes that form it have higher Mexican germplasm proportion used in hybridization. Group D is made up with the Norteña, Atlantic and Bayonera varieties. These varieties have genetic relation, since all of them are involved as parents of the North American clones. Germplasm with tolerance to purple top syndrome was identified, its stability was evaluated and its peroxidase activity as well as molecularly was characterized. Its urgent to work in the integrated management of vectors and also initiate the improvement of potato populations for multiple resistance as the most viable and economy alternative to obtain a sustainable potato production

Publish date

June, 2009

Publication type

Doctoral thesis

Publication version

Published Version

Format

application/pdf

Language

Spanish

Audience

Students

Researchers

Source repository

Repositorio Digital CID-UAAAN

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