Análisis de la efectividad de la apomixis en la fijación de caracteres a través de generaciones sucesivas.

BUSNELLI, V.; BALABAN, D.; SOLIMAN, M.; ORTIZ, J.P.A.; ANIBALINI, V.; DELGADO, L.

Casilda

Jornada; XX Jornadas de Divulgación Técnico-Científicas 2019. Facultad de Ciencias Veterinarias. VII Jornada Latinoamericana. V Jornadas de Ciencia y Tecnología 2019. Facultad de Ciencias Agrarias. IV Reunión Transdisciplinaria en Ciencias Agropecuarias 2019; 2019

Universidad Nacional de Rosario

Nuestro grupo de trabajo está abocado, desde hace más de 20 años, al estudio genético y molecular de la apomixis, una forma de reproducción asexual por semillas que genera progenies genéticamente idénticas a la planta madre. Aunque se encuentra ampliamente distribuida entre las angiospermas no está presente entre las especies de interés agronómico. La introducción de este carácter en nuevas especies y su utilización en la agricultura podría aportar grandes beneficios debido a que permitiría la fijación de cualquier combinación híbrida que la porte y su multiplicación por semillas. Este carácter facilitaría asimismo la generación de nuevos cultivares y reduciría Significativamente los costos de producción de semillas híbridas. Tradicionalmente, los programas de mejoramiento de especies del género Paspalum se basaron en seleccionar ecotipos apomícticos naturales por caracteres agronómicos deseables, como por ejemplo producción de biomasa, resistencia al frío y crecimiento extendido, para luego multiplicarlos por semillas. Esta forrajera, comúnmentellamada pasto horqueta, es originaria de la Provincia de Santa Fe y está adaptada a suelos arenosos y sueltos.Presenta una muy buena calidad de forraje y dada sus características de persistencia y adaptabilidad es una de las más promisorias para el desarrollo de bajos y áreas marginales del noroeste Santafesino. En los últimos años han comenzado programas de mejoramiento basados en la hibridación y selección a partir de los cuales se han desarrollado cultivares apomícticos híbridos de muy buen comportamiento. Recientemente, se inscribió el primer cultivar apomíctico híbrido de Paspalum notatum, denominado Boyero-UNNE. Es una variedad adecuada para cultivo en el sur, centro y noreste de Santa Fe y norte de Buenos Aires4. El cultivar ha sido licenciado para su comercialización a la empresa PGG Wrightoson Seeds1,2. Sin embargo, a pesar de la forma asexual de reproducción de estos cultivares, es conocido que los fenotipos no solo son determinadosgenéticamente sino que pueden variar según las condiciones ambientales y por modificaciones epigenéticas.Los estudios propuestos permitirán evaluar el potencial forrajero del cultivar Boyero-UNNE en nuestra regióny analizar la ventaja que conlleva la apomixis tanto para la producción y comercialización como para elmantenimiento y resiembra del cultivo original. Estos conocimientos serán de gran utilidad para suextrapolación a los nuevos cultivares híbrido a desarrollarse.El presente proyecto propone analizar la capacidad del carácter apomixis para mantener la estabilidadfenotípica y genotípica en un cultivar híbrido apomíctico de P. notatum Flüggé a través de sucesivasgeneraciones.El experimento se desarrolló desde noviembre de 2018 a mayo de 2019 en el campo experimental ?J. F. Villarino? (33° 01̓ de Latitud Sur y 60° 53̓ de Longitud Oeste) perteneciente a la Facultad de Ciencias Agrarias (UNR), en la localidad de Zavalla. Se utilizó como parental una población clonal F0 de P. notatum cv Boyero- UNNE, sembrado el 14 de noviembre del 2014. Las semillas (F1) provenientes de la polinización abierta fueron colectadas durante las campañas: 2015/16, 2016/17 y 2017/18. En el caso de las semillas provenientes de la población 2017/18 se escarificaron con tratamiento con ácido sulfúrico durante 10 minutos a fin de disminuir el efecto de dormancia que presentan las semillas cosechadas en el mismo año de la siembra. Posteriormente se germinaron en caja de Petri con papel de filtro húmedecido con agua destilada, la germinación se condujo en cámara cálida con temperatura 28°C/26°C y un fotoperíodo de 14 horas de luz. Las plántulas se transfirieron a macetas y fueron crecidas hasta obtener una tamaño aproximado de 15 cm de altura, momento en que fueron transferidas a campo. Cada generación se dispuso en un bloque de cuatro líneas de 10 plantas con una separación entre plantas y líneas de 60 cm, sin fertilización ni riego. Las condiciones de crecimientofueron las mismas para todas las poblaciones. La caracterización fenotípica se realizó en tres momentos diferentes del desarrollo: 1) a los 30 días de establecidas a campo, 2) en floración plena y 3) al finalizar lafloración. Las variables medidas en cada momento fueron: la altura de la planta, considerando la altura de la hoja más alta de cada planta, el número total de macollos y el área foliar. En el momento de la floración plena, se determinó además el largo de la vara de floración y el largo de los racimos. Las determinaciones se hicieron sobre 20 plantas seleccionadas al azar de cada una de las tres poblaciones sin incluir las plantas de los bordes. Para analizar los datos se realizaron análisis de rangos múltiples mediante Test de Fisher (StatGraphic Centurion XVI (16.1.03) considerando un p< 0.05. Las comparaciones se realizaron para cada parámetro entre las tres poblaciones evaluadas. En caso de no cumplirse los supuestos de normalidad y homocedasticidad se compararon las medianas mediante pureba de Kruskal-Wallis.Como resultado de este primer análisis se detectaron variaciones entre las tres poblaciones, principalmente en las primeras determinaciones. Las plantas provenientes de las semillas colectadas en el período 2015/16 siempre mostraron valores inferiores a las otras dos poblaciones que fueron similares. Las variaciones significativas se observaron durante los estadios más jóvenes y los parámtros tendieron a igualarse cuando las plantas completaron la floración. Los parámetros relacionados con la fase reproductiva, largo de racimo y de vara, se mantuvieron estables en las tres poblaciones.En cuanto a las variaciones observadas en los parámetros vegetativos, estos parecen estar más relacionados con el desarrollo temprano de la planta. Según los estudios previos las semillas colectadas durante la campaña 2017/18 se desarrollaron bajo condiciones de limitación hídrica lo que ocasionó un menor llenado del grano3, sin embargo esto no pareció afectar el la germinación ni el desarrollo de las plantas ya que los parámetros de esta población siempre fueron valores intermedios3. No obstante, sí se detectó menor crecimiento en la población correspondiente a la colecta 2015/16. Estos resultados sugieren que la edad delas semillas podría estar afectando el desarrollo de las plantas. En relación a los parámetros reproductivos los resultados obtenidos son coincidentes con los análisis previos realizados por Anibalini et al., (2018)3 en los cuales las variables relacionadas con la inflorescencia fueron estables en el tiempo en relación con las variaciones climáticas de los diferentes años evaluados.Estos primeros resultados sugieren que la resiembra de las semillas producidas a partir del híbrido Boyero conservan los parámetros determinados inherentes al desarrollo reproductivo. En relación a los parámetros vegetativos estos parecen ser afectados principalmente por el envejecimiento de las semillas, sin embargo, el desarrollo al finalizar la floración alcanza valores relativamente estables en las tres poblaciones avaluadas.Los resultados obtenidos hasta el momento sugieren que la apomixis permite conservar las características del cultivar híbrido coincidentemente con estudios similares realizados en híbridos de Hieracium pilosela.Estos resultados se enmarcan dentro de un proyecto que propone una caracterización más exhaustiva tanto genotípica como fenotípica. En estos se incluye el análisis del comportamiento reproductivo y del área foliar de las tres poblaciones así como un nuevo análisis de las progenies F2 generadas a partir de las tres poblaciones F1 estudiadas. Estos estudios permitirán reforzar las conclusiones sugeridas en el presente trabajo.