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MEJORA GENÉTICA DE GARBANZOS,
HABAS Y OTRAS LEGUMINOSAS MENORES
Ana Mª Torres, Josefa Rubio, Salvador Nadal
XXVIII Foro INIA, 2016
EQUIPO INVESTIGADOR IFAPA
 INICIO: Desde finales del siglo pasado (habas y garbanzos)
 Mas recientemente, otras leguminosas
•
AGR 237 (Mejora y Biotecnología de cultivos): habas y garbanzos
cd
J. Rubio
•
C.M. Ávila
A.M. Torres
AGR 254 (Mejora Genética Agroalimentaria): yeros, alberjones, vezas, zulla
C. González
E. Córdoba
S. Nadal
EQUIPO INVESTIGADOR IFAPA
¿DONDE ESTAMOS?
IFAPA, centro Alameda del Obispo
Avda. Menéndez Pidal s/n, 14080 Córdoba
Infraestructuras y equipamientos:
Finca “Alameda del Obispo” (154 has regadío)
- Invernaderos y cámaras de cultivo para evaluaciones controladas
- Laboratorios de análisis molecular de DNA y RNA (PCR y qPCR)
EQUIPO INVESTIGADOR UCO
• AGR 114- Mejora Genética Vegetal (Garbanzos)
Universidad de Córdoba
Departamento de Genética
Campus Rabanales
T. Millán
J. Gil
LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN
1. MEJORA TRADICIONAL DE LEGUMINOSAS
- Habas (Vicia faba L.)
- Garbanzos (Cicer arietinum L.)
- LEGUMINOSAS MENORES
- Yeros (Vicia ervilia Willt.)
- Alberjones (Vicia narbonensis L.)
- Veza (Vicia sativa L.)
- Zulla (Hedysarum coronarium L.)
2. MEJORA ASISTIDA POR MARCADORES
- Mapas genéticos para detectar genes/QTLs
- Genómica comparativa y Sintenia
- Estudios transcriptomicos
(librerias de cDNA para identificar genes candidatos)
3. CONTRIBUCIÓN A RECURSOS FITOGENÉTICOS
PROGRAMA DE MEJORA DE HABAS
PROGRAMA DE MEJORA DE HABAS
 Caracteres: rendimiento, precocidad y autofertilidad
 Arquitectura de la planta (crecimiento determinado)
 Calidad: eliminación de compuestos no nutritivos
TANINOS: Disminuyen digestibilidad y valor proteico (flor blanca)
VICINA-CONVICINA:
 Favismo: anemia hemolítica (deficiencia G6PDH)
 Reduce tamaño y fertilidad de huevos
PROGRAMA DE MEJORA DE HABAS
 RESISTENCIA A ENFERMEDADES

Jopo (Orobanche crenata)

Hongos patógenos:
-
Ascochyta fabae
Botrytis fabae
Roya (Uromyces viciae-fabae)
PROGRAMA DE MEJORA DE GARBANZOS
PROGRAMA DE MEJORA DE GARBANZOS
 Conseguir buenos rendimientos
 Resistencia a enfermedades:
Rabia
Ascochyta rabiei
 Resistencia
Marchitez
Fusarium oxysporum f. sp. ciceris
a estreses abióticos (sequía, frío, etc)
 Ciclo
GENOTIPOS PRECOCES
Estrategia para aumentar los rendimientos
 Porte
PORTE SEMIERECTO
Importante en la estabilidad de la producción
 Calidad de la semilla
TIPO BLANCO LECHOSO
Color, Tamaño, Forma
PROGRAMA DE MEJORA DE
LEGUMINOSAS MENORES
Grano
Yeros
Alberjones
Veza
Forrajeras
Zulla
PROGRAMA DE MEJORA DE LEGUMINOSAS MENORES
Criterios de Mejora:
 Caracteres: ciclo y rendimiento
 Arquitectura de la planta: porte erecto
 Tolerancia-resistencia a patógenos (O. crenata)
 Tolerancia a bajas temperaturas (alberjones)
 Calidad: reducción compuestos no nutritivos (veza)
(ɣ-glutamil-β-ciano-L-alanina)
 Rendimiento y mayor % semillas blandas (zulla)
PROGRAMA DE MEJORA DE LEGUMINOSAS MENORES
Estrategias de lucha frente a Orobanche spp. (Yeros)
 Identificación e incorporación de fuentes de tolerancia-resistencia genética
a los programa de mejora.
 Estudios de los mecanismos implicados en la supresión de estimulantes del
cultivo a la germinación de Orobanche
SLs
SLs
RESULTADOS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN
A) Mejora Genética Tradicional
B) Mapa Genético y Mejora Asistida por Marcadores
C) Contribución a los Recursos Fitogenéticos
Obtención de variedades
A)RESULTADOS
MEJORA GENÉTICA: Habas y Garbanzos
HABAS: 13 variedades
Descatalogadas (6)
Registradas (4)
LME (Eurosemillas)
En vías de registro
ZAYINTEC (2) + IFAPA (1)
Protegidas
GARBANZOS: 14 variedades
ECLAIR-Koipesol (5)
Descatalogadas (4)
LME (Eurosemillas)
LME (ZAYINTEC)
En vías de registro
EBT (Agrigensol)
Obtención de variedades
A)RESULTADOS
MEJORA GENÉTICA: Habas y Garbanzos
 Desarrollo de materiales RILs, pares de NILs:
Construcción y saturación de mapas genéticos
Mapeo fino e identificación de genes candidatos
HABAS
 Más de 15 poblaciones RILs disponibles:
( resistencia a jopo, ascochyta, rendimiento, floración)
 Cuatro integradas en mapa consenso
(Satovic et al. 2013)
GARBANZOS
16 poblaciones RILs (intra e interespecíficas) para resistencia a
fusarium, rabia, roya, porte, floracion, etc.)
Cinco integradas en mapa consenso (Millan et al.
2010)
Pares de NILs (floración, nodulación, vaina doble/simple, FOC 5, porte)
Obtención de variedades
A)RESULTADOS
MEJORA LEGUMINOSAS MENORES
VARIEDADES REGISTRADAS
 YEROS (Vicia ervilia): var. Jabegote
 ALBERJÓN (Vicia narbonensis): var. María (grano)
 ZULLA (Hedysarum coronarium): var. Córdoba (forrajera)
Obtención de variedades Genéticos y MAS: habas y garbanzos
B)RESULTADOS/Mapas
 Saturado
Cromosoma III
mapas genéticos: zonas asociadas a genes y
QTLs que controlan caracteres agronómicos y resistencia:
RILs
F2
 Habas: Jopo, Ascochyta , Botrytis y roya
 Garbanzo: rabia , Fusarium y roya
15.6
17.6
25.7
43.4
55.1
OPW07_711
OPAD02_486
LG31
LG41
OPG17
OPI16_436
OPK19_931
OPAC06_2094
OPU10_959
64.6
71.1
Mer03_737
OPW07_1947
80.5
OPD12_1243
94.6
OPK18_1219
112.8
OPAB07_292
0.0
11.9
13.4
 Construido mapas consenso que integran información de
diferentes fondos genéticos o cruces intra e interespecíficos
0.0
 Asignado GL a cromosomas específicos (H) y establecido
su correspondencia con Medicago truncatula (H y G)
22.8
OPU10959
124.9
OPAB07_1290
36.7
OPD151233
45.0
OPW15508
OPW15_576
OPW15_508
51.7
OPAH14482
54.5
OPAC061023
150.0
152.6
153.7
159.0
159.4
Desarrollado transcriptoma de habas más completo
OPF08710
en consorcio que publicó la 1ª secuencia
completa del genoma de garbanzo (Varshney et al . 2013)
 Ayuda
en la búsqueda de genes candidatos al
relacionar los mapas genéticos con el mapa físico
163.2
77.7
OPW15836
87.1
OPAB071026 166.0
OPN071529 166.9
169.4
OPK03921
187.0
209.9
PU11872
216.0
221.9
237.2
262.2
273.5
277.5
280.2
284.3
284.9
288.7
90.9
 Participado
162.4
111.6
128.9
164.2
311.5
LG54
Mtmt_GEN_00012_03_1
Mt892-01
Lup66
OPAH14_482
SAT
OPAC06_1023
OPA11_986
OPF08_710
OPZ82
OPD15_1219
OPAC02_579
OPU11_1761
OPW15_836
OPD13
OPAB07_1028
OPR16_1336
OPAC02_1155
OPU16
OPU11_872
PTSS4
OPS01_1290
OPR4
OPF08_386
Af1_DSS
Af1_DSL
58.3
OPA11986
Af1

OPAB071290
Obtención de variedades
B)RESULTADOS/
Mapas Genéticos y MAS: Garbanzos
 Se ha identificado el gen CaNSP2 implicado en nodulación
 Identificado un nuevo QTL asociado con el porte en el GL1
 Se dispone de genes candidatos en QTLs para:
la resistencia a rabia (Ein3 y Ein4)
el carácter doble vaina (Rax2)
el control de la fecha de floración (TEMPRANILLO )
Obtención de variedades
B)RESULTADOS/
Mapas Genéticos y MAS: Habas
 Identificado gen TFL1 que controla crecimiento determinado
 Identificado gen zt-1 controla flor blanca, ausencia de taninos
- TTG-1: factor transcripción en cromosoma II.
 Se trabaja en la identificación de genes candidatos para:
 Gen zt-2 y zvc (crom 3 y 1; saturación DarTseq y sintenia)
 Resistencia a jopo y Ascochyta
Fecha de floración, rendimiento y autofertilidad
 Contribución
Obtención de variedades
C)
a los Recursos Fitogenéticos
 GARBANZOS (RF2007-00002) 2008-2010
 Multiplicación
y caracterización de 1/3 de la
colección de uso del IFAPA (1027 entradas)
 Envío de un duplicado al CRF de las entradas
españolas (135 de un total de 192)
 ZULLA
(RF2009-00009) 2009-2010
Prospección, recolección, multiplicación, caracterización
y documentación de poblaciones autóctonas de zulla
para su puesta en valor en una agricultura multifuncional
 HABAS (RFP2014-000 03-00-00) 2015-2016
Actividades permanentes del germoplasma de habas en
IFAPA, Alameda del Obispo (armonizar colección con CRF)
FINANCIACIÓN (1)
PROYECTOS NACIONALES (últimos 5 años)
 AGL2008-02305:
“Utilización de variedades primitivas en la ampliación de la
base genética de Vicia faba L. mediante el uso de métodos clásicos y
moleculares ” 2009-2011
 RTA2009-00031-00-00: “Mejora Genética en leguminosas grano: integración de
herramientas clásicas y biotecnológicas para el aumento sostenible de la
producción agroalimentaria” 2009-2012
 RTA2010-00059-00-00:
“Aplicación de la genómica estructural, funcional y
comparativa para la sostenibilidad y eficiencia del cultivo de leguminosas (habas
y garbanzos)” 2011-2013
 RTA2013-00025-00-00:
“Empleo de herramientas genómicas para
revalorización y mejora de leguminosas (habas y garbanzos)” 2014-2017
la
FINANCIACIÓN (2)
PROYECTOS INTERNACIONALES (últimos 10 años)

GLIP (2004-2008): “Grain Legumes Integrated Project”.
FP6-2002-FOOD-1-506223 (habas y garbanzos)

LEGRESIST (2007-2010): “Exploiting genetic variability of
resistance genes in major european food legumes to improve
varieties for sustainable agriculture”. ERA-NET Plant Genomics.
MEC, Programa Nacional de Biotecnología-Acción Estratégica de
Genómica y Proteómica (habas).

LEGATO (2013-2017): “LEGumes for the Agriculture of
Tomorrow” Proyecto nº 613551 (FP7-KBBE-2013-7-single-stage)
(habas).
COLABORACIONES
- M. Kharrat ( INRAT, Túnez)
- M Bouhadida ( INRAT, Túnez)
- F. Maalouf (ICARDA, Líbano)
- F Madueño (CSIC, Valencia)
- C Ferrándiz (CSIC, Valencia)
- G Claros (SCBI-Univ. Málaga)
- MJ Rodríguez Cachón (ITACYL)
- D. Varshney (ICRISAT, India)
- G. Duc (INRA, Francia)
- F Stoddard (Univ. Helsinki)
- Z Satovic (Univ. Zagreb, Croacia)
- C Vaz Patto (ITQB, Portugal )
*
**
*
**
* *
*
- W. Link (Univ. Gottinguen, Alemania)
- P. Winter (GenxPro, Alemania)
- D. O´Sullivan (Univ. Reading, UK)
- J Carrera (Univ. Córdoba, Argentina)
- W Chen (USDA, Pullman Washinton)
- J. Weller (Univ. Tasmania, Australia)
*
*
*
FINANCIACIÓN (3)
COLABORACION EMPRESAS (últimos 5 años)

INNPACTO IPT-2011-1259-010000 (CEM11-36). Proyecto de
cooperación entre OPIs y empresas: “ Desarrollo de un programa de
mejora en habas para resistencia a jopo y calidad”: 2 variedades

Convenios (Cooperativa Campo de Tejada (CEM14-17):
“
Desarrollo de garbanzos resistentes a rabia y fusarium y adaptados a
la comarca de Campo de Tejada”

Convenios de multiplicación y explotación de variedades
¿POR QUÉ LAS LEGUMINOSAS ?
Cultivos MULTIFUNCIONALES claves en:
AGRICULTURA, AMBIENTE, ALIMENTACIÓN, CULTURA
• Capaces de fijar Nitrógeno atmosférico
• Clave en rotaciones
• Mejoran la estructura del suelo y rendimiento
• Rompen ciclos de enfermedades y plagas
• Agricultura ecológica (abono verde) y desarrollo Rural sostenibles
• Fabricación de pienso
• Gastronomía y dieta mediterranea
Serie histórica (1961-2014) : superficie de cultivo europea
y española destinada a leguminosas grano



Mecanización del campo
Rendimientos inestables
Falta de subsidios de la UE
1.000.000
900.000
800.000
700.000
600.000
500.000
400.000
has Unión Europea
300.000
has España
200.000
100.000
2013
2011
2009
2007
2005
2003
2001
1999
1997
1995
1993
1991
1989
1987
1985
1983
1981
1979
1977
1975
1973
1971
1969
1967
1965
1963
1961
0
Cambio de tendencia  incremento en las superficies de cultivo
SITUACION ACTUAL: Interés renovado por el cultivo




Aumento demanda proteína vegetal
Importaciones soja : dependencia económica
Alto precio de abonos nitrogenados
Incremento superficie cultivos ecológicos

Cambios nueva PAC:
 Diversificación (3 cultivos si > 30 ha)
 Greening vinculado a practicas medioambientales
 Pago sujeto a empleo de semilla certificada
 DEMANDAS DEL SECTOR:



Productos uniformes y de calidad
Semilla certificada (habas: 255 Kg en 2015)
Variedades productivas y resistentes a enfermedades