Resultado Proyecto

BRESOV: Breeding for resilient, efficient and sustainable organic vegetable production

Referencia: GA 774244. Organismo financiador: Comisión Europea (Programa Horizon 2020). Importe: 5.962.019 €. Duración: 2018-2022.

Equipo investigador

Project leader: Prof.Ferdinando Branca, University of Catania, Italy
Socio 16, Organismo:SERIDA
Juan José Ferreira Fernández, SERIDA, Genética Vegetal, Área Cultivos Hortofrutícolas
Ana María Campa Negrillo, SERIDA, Genética Vegetal, Área Cultivos Hortofrutícolas
Carmen García Fernández, SERIDA, Genética Vegetal, Área Cultivos Hortofrutícolas
Roberto Rodríguez Madrera, SERIDA, Área de Tecnología de los Alimentos
Belén Suárez Valles, SERIDA,Área de Tecnología de los Alimentos

Avance de resultados

Este proyecto, titulado ‘Mejora genética para una producción orgánica resiliente, eficiente y sostenible’ busca mejorar la competitividad del cultivo ecológico de la judía verde, el tomate y el brócoli (para más detalles visitar www.bresov.eu). Los trabajos en los que participó el SERIDA fueron:

Paquete de trabajo 2. Pree-breeding: ampliar la base genética de cultivos europeos, aprovechar la diversidad silvestre y de las variedades tradicionalese identificar genes
Tarea 2.1 Establecer y desarrollar paneles de asociación, poblaciones de mapeo y poblaciones de pre-mejora.
Se establecieron 3 tipos de materiales formados por líneas homocigotas: Hyper Core Colection (HCC) con87 líneas que representan la máxima diversidad de la especie Snap Bean Panel (SBP)con 311líneas que reúnen la principal diversidad de judía de verdeo cultivada en Europa y población TUM, desarrollada por el SERIDA y formada por 175 líneas F6:7 derivadas del cruzamiento entre TU (línea de consumo en grano)x Música (línea consumo en verdeo).Tanto la HCC como el SBP se multiplicaron en las instalaciones del SERIDA y se distribuyeron al resto del consorcio del proyecto para desarrollar las tareas de la anualidad 2019.

Tarea 2.2 Genotipado y fenotipado de alta calidad. En la anualidad 2019 se envió DNA extraído en las instalaciones del SERIDA de 381 líneas de la HCC y la SBP a la Universidad de Italia (UNIPVM),para realizar sugenotipado masivo por Genotyping by Sequencing (GBS).

Tareas 2.3. Identificación de genes y QTLs para necesidades específicas de la producción orgánica. En la población de líneas recombinantes TUM se congelaron y liofilizaron muestras de vaina de cada una de las líneasparafuturos análisis del contenido en azúcar, fibra y almidón. Se determinó el contenido de humedad, almidón y azúcares (sacarosa, glucosa y fructosa) en las muestras correspondientes al año 2018.

Paquete de trabajo 3: Plantbreeding, desarrollo de poblaciones, líneas avanzadas de mejora y aumentar el material genético para la agricultura orgánica europea
Tarea 3.1: Evaluación de colecciones de materiales para su respuesta a la producción orgánica. Se realizó un ensayo en campo bajo condiciones de producción ecológica de las líneas que estaban disponibles de la HCC y el SBP (Figura 1). En el ensayo se incluyeron un total de 267 líneas del SBP y 25 líneas del HCC. El estudio disponía de dos repeticiones por línea, 10 plantas por repetición, en parcelas de 3m2.Se registraron caracteres fenológicos y de producción, así como la incidencia de enfermedades y plagas en campo destacando la presencia de enfermedades como, podredumbres radiculares, oídio y mancha angular y plagas como pulgones y Nezaraviridula. Los resultados permitieron identificar 12 líneas con un significativo mejor comportamiento en estas condiciones.

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Figura 1. Vista de las parcelas con la evaluación del SBP (a) y de las líneas de introgresión (b) a finales de julio 2019

Aprovechando este ensayo se realizó un fenotipado del material de alta calidad a partir de imágenes tomadas en 7 espectros por un dron (Tarea 2.2) en colaboración con la empresa IZERTIS (Figura 2). A partir de estas imágenes se estimaron 12 índice de vegetación que tratarán de ser correlacionadas con los caracteres morfo-agronómicos medidos.

 

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Figura 2. Imagen del dron usado para la toma de imágenes multiespectral y una toma aérea de la parcela en el espectro visible (b)

Se aprovechó esta multiplicación para tomar muestras de vaina fresca (10 vainas por parcela) que se enviaron al instituto CREA(Foggia, Italia) para realizar análisis de contenido en azúcar total y nitrógeno. A su vez se tomaron 10-15 gramos de vaina fresca de cada parcela que se liofilizó y se enviará a CREA para realizar análisis de metabolómica. Este mismo ensayo se repitió en otras dos localidades europeas y permitirá identificar aquellas líneas mejor adaptadas a la producción orgánica en diferentes ambientes del territorio europeo, así como identificar aquellos caracteres que tienen mayor peso en esta adaptación.

Tarea 3.2 Identification of sources of tolerance or resistance to pests and diseases. Se evaluó, en condiciones controladas, la respuesta del SBP y la HCC frente a oídio (Erysiphepolygoni) y moho blanco (Sclerotiniasclerotiorum).Los resultados obtenidos se representan en la Figura 3. Dentro del SBP, sólo se detectaron 6 líneas resistentes a oídio y 10 con elevados niveles de resistencia a moho blanco.

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Figura 1. Resultado de la evaluación para la respuesta a oídio (a) y moho blanco (b) del SBP

Tarea 3.3: Selección de nuevos materiales adaptados ala producción orgánica. Se evaluaron en campo y en producción orgánica un total de 300 líneas de introgresión derivadas del cruzamiento Midas x MG38, incluyendo las 100 más prometedoras de los ensayos realizados en 2018 en Rumanía, las 100 mejores de Italia y las 100 mejores en SERIDA. Se tomaron caracteres de fenología, presencia de enfermedades, dimensiones de vaina y datos de producción. Se recolectó una planta individual de cada parcela para asegurar la homogeneidad genética del material en futuros ensayos. Los resultados obtenidos en las tres localidades permitieron identificar las 10 líneas más prometedoras para la producción orgánica local y europea.

Tarea 3.4: Desarrollo de nuevos materiales resilientes para la producción orgánica. Se inició un programa de mejora con el fin de obtener nuevas variedades de judía verde portadoras de resistencia a múltiples enfermedades presentes en los cultivos orgánicos europeos (antracnosis, oídio, virosis y mancha angular). Como parental recurrente se seleccionó Midas, una variedad de crecimiento determinado con vaina amarilla redonda, sin cuerda ni pergamino. Como donantes de las resistencias se seleccionaron la línea de faba desarrollada por el SERIDA X4562 (genes Co-2, I, bc-3 y Pm1) y la variedad Ouro negro (gen Phg2 + Phg3). En esta anualidad se obtuvieron 122 semillas del cruzamiento MIDAS x X4562 y 38 semillas del cruzamiento MIDAS x Ouro Negro.