Biotecnología aplicada al mejoramiento genético de la frutilla en Argentina

DIAZ RICCI, JUAN CARLOS; TONELLO, URSULA; CHALFOUN, NADIA REGINA; SALAZAR, SERGIO MIGUEL; VELLICCE, GABRIEL; GRIGNOLA, JOSEFINA; MAMANÍ DE MARCHESE, MA. ALICIA; FILIPPONE, PAULA; CASTAGNARO, ATILIO PEDRO

Buenos Arires

Congreso; BAIRESBIOTEC2005; 2005

REDBIO - Argentina

La frutilla cultivada (Fragaria x ananassa) es un poliploide con 56 cromosomas resultante de la hibridación interespecífica entre dos especies de frutillas silvestres también octoploides, F. chiloensis y R. virginiana. Se trata de un importante fruto que se consume en fresco e industrializado y que es muy apreciado en todo el mundo. Su cultivo involucra dos actividades agronómicas bien diferenciadas: la producción de frutas y la viverística, las cuales generan una gran demanda de mano de obra (alrededor de 500 jornales /Ha /año), por lo cual en muchos países es considerado también como un cultivo social. Aunque el mejoramiento genético de la frutilla se realiza en distintos lugares de Asia, Europa y Norte América, actualmente el mercado de variedades está dominado por empresas de los EEUU que imponen sus cultivares a agricultores viveristas de los principales países productores y consumidores. A partir de 1996 comenzó a funcionar Tucumán, un Programa de Mejoramiento Genético de la Frutilla denominado Pro/Frutilla. Se trata de una iniciativa interinstitucional (sectores público y privado) e interdisciplinaria, cuyo objetivo general es obtener cultivares argentinos de frutilla adaptados a los agrosistemas de las áreas productoras del país con resistencia incrementada al estrés biótico, combinando el mejoramiento genético convencional con los métodos surgidos de la biotecnología molecular. Otro objetivo importante planteado en el Pro/Frutilla es la evolución hacia una agronomía más segura para la salud humana y ambiental (principalmente libre de bromuro de metilo). Para lograr los objetivos propuestos, las actividades se plantearon en diferentes planos y direcciones que se indican brevemente a continuación: 1) se inició un programa de mejoramiento clásico basado en un esquema de selección recurrente utilizando poblaciones con tres niveles de domesticación, i) una población constituida por genotipos comerciales, ii) otra con especies silvestres y iii) una población intermedia o tampón constituida con híbridos interespecíficos provenientes de la segunda población. 2) Se optimizaron sistemas de cultivo in vitro de meristemas para la propagación, saneamiento y evaluación de la variación somaclonal de los genotipo utilizados. 3) Utilizando técnicas como el RAPD (Random Amplified Polymorphism DNA) y AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) se están evaluando marcadores moleculares asociados a la resistencia contra la antracnosis producida por patógenos fúngicos del genero Colletotrichum. 4) Se puso a punto y optimizó una técnica de transformación de la frutilla que permitió incorporar resistencia contra la enfermedad de “podredumbre” producida por el hongo B. cinerea por medio de la expresión heteróloga de un gen de quitinasa (ch5B) de Phaseolus vulgaris. 5) Se ha iniciado la caracterización molecular de la respuesta defensiva de frutilla frente al ataque de patógenos fúngicos del género Colletotrichum. El modelo experimental consiste en estudiar las señales de defensa en tres tipos de interacciones que se establecen entre éstos patógenos y la variedad Pájaro de frutilla: i) una respuesta del tipo compatible con la cepa M11 de C. acutatum, ii) una del tipo incompatible con la cepa M23 de C. fragariae y iii) un tipo de respuesta denominada “cruzada” entre las cepas patogénicas mencionadas anteriormente. Se pudo demostrar que esta protección cruzada se produce por la inducción de una rápida respuesta defensiva contra de la cepa virulenta cuando la planta es previamente tratada con conidios de la cepa avirulenta y que esta respuesta es del tipo sistémica. Investigaciones orientadas a caracterizar el tipo de elicitor presente en los conidios de la cepa avirulenta (M23), permitieron concluir que se trata de una molécula difusible, soluble y termolábil producida exclusivamente por la cepa M23 de C. fragariae. 6) También se detectaron y aislaron de distintos genotipos comerciales y silvestres de frutilla, secuencias de genes putativos de resistencia (RGAs). Análisis de las secuencias permitieron concluir que se tratan de genes del tipo R-TIR-NBS-LRR, los que en caso de expresarse, podrían ser los responsables de la interacción inicial con elicitores provenientes de patógenos (genes avr). 7) Se detectaron elicitores de la defensa de origen vegetal, proveniente de hojas de frutilla, los que además del fúngico mencionado anteriormente, están siendo estudiados para su identificación caracterización y posible utilización biotecnológica.