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VIII.-Capítulo 6 Producción de plantas de ajo libres de virus Conci, Vilma C.; Cafrune, Eva E.; Lunello, Pablo; Nome; Sergio; Perotto, Cecilia 1 Introducción De los cultivos de Alliaceae, el ajo (Allium sativum L.) es considerado como una especie valiosa por muchas culturas diferentes. Además de su conocida utilización en el arte culinario, hoy es un producto apreciado por sus beneficios medicinales, especialmente en Europa y Asia. Algunos de sus productos derivados, poseen actividades biológicas tales como antibióticas, antiparasitario, reductores de riesgo de enfermedades cardiovasculares y como potenciales agentes anticancerígenos. El ajo es la principal hortaliza exportable de Argentina desde el punto de vista de la entrada de divisas, siendo este país el segundo exportador mundial después de China. Las exigencias cada vez mayores del mercado y la aparición permanente de nuevos competidores obligan a replantear las estrategias de producción nacional. Entre las enfermedades que afectan a este cultivo, los virus son los responsables de las mayores pérdidas (entre un 20 y 80% de disminución en el peso de los bulbos). Las infecciones son causadas por un complejo viral que incluye Potyvirus (Onion yellow dwarf virus, OYDV, y Leek yellow stripe virus, LYSV); Carlavirus (Garlic common latent virus, GCLV y Shallot lantent virus, SLV), y Allexivirus (Garlic virus-A, -B, -C, -D, -E, -X, GarV-A –B –C- D- E -X; Garlic mite-borne filamentous virus, GarMbFV). Este conjunto causa un mosaico que si bien no mata la planta produce una infección crónica. Debido a la exclusiva propagación agámica de esta especie, la totalidad de las plantas están infectadas por virus, por lo tanto es evidente la importancia que tiene la obtención de propágulo libre de virus como salida de control. En Argentina se ha detectado la presencia de OYDV y LYSV, GCLV, GarMbFV, GarV-C y otros Allexivirus todavía no caracterizados completamente. A modo de ejemplo se detalla a continuación un protocolo de producción de ajo libre de virus. 2 Procedimiento para la obtención de ajo libre de virus A) Termoterapia: en trabajos realizados en la Argentina se ensayaron tratamientos de termoterapia con agua y con aire caliente, antes de la extracción del meristema. Los mejores resultados se obtuvieron con aire caliente. Para ello dientes de ajo fueron sembrados en terrinas con una mezcla de tierra/ mantillo/arena (1/1/1) y mantenidos en una cámara a 36ºC. Cuando plantas de ajo Blanco fueron sometidas 60 días a 36°C y luego se hizo el cultivo de meristema, se regeneraron pocas plantas, pero las que se obtuvieron resultaron «libres de virus». Cuando se probaron 5 cultivares de ajo durante 40 días a 36°C se pudo observar valores de supervivencia del cultivo de meristema que variaron entre 40 y 82%, resultando «libres de virus» entre 30 y 100% de las plantas obtenidas, dependiendo del cultivar. Los controles en los cuales se obtuvieron plantas sólo por cultivo de meristema, sin termoterapia, el porcentaje de plantas desarrolladas varió entre 70 y 100%, y de ellas, en algunos cultivares, no se obtuvieron plantas «libres de virus» y en otros llegó hasta el 21%. Trabajos realizados posteriormente pusieron en evidencia que la posibilidad de liberar de virus por termoterapia es muy variable. En algunos monoclones de ajo Blanco y Colorado se observó que a pesar de ser sometidos a períodos prolongados (más de 60 días) a 36°C, no fue posible eliminar todos los virus integrantes del complejo; paralelamente, otros genotipos fueron «liberados de virus» sólo con el empleo del cultivo de meristema. B) Cultivo de meristema, primer análisis y micropropagación: para la extracción del meristema se corta un trozo de tejido en forma cúbica, incluyendo el disco basal donde está el meristema. Este se desinfecta mediante una inmersión en alcohol 70% y luego con hipoclorito de Na al 5 % durante 10-15 min. Posteriormente, el trozo de tejido es colocado sobre papel estéril bajo una lupa estereoscópica dentro de una cámara de flu- Biotecnología y Mejoramiento Vegetal 313 jo laminar y con la ayuda de instrumental estéril se procede a la extracción del explanto constituido por el domo más 1 primordio foliar (0,3 mm aproximadamente). Luego de la escisión es rápidamente sembrado en medio de iniciación donde se desarrollará una planta completa (Fig. 1, A). Las plantas obtenidas son analizadas mediante ISEMD con un antisuero producido a partir de plantas de ajo enfermas con la mezcla de virus que naturalmente infectan al cultivo. Aquellas plantas que resultan negativas a esta prueba son evaluadas con antisueros específicos para OYDV, LYSV, GCLV, SLV, GarMbFV y con un antisuero que detecta fundamentalmente una mezcla de diferentes Allexivirus. Las plantas negativas a todos ellos son transferidas a un medio de micropropagación. En este Figura 1: Producción de ajo libres de virus. A: planta en medio de iniciación. B: medio es posible micropropagación. C: bulbillos obtenidos in vitro (microbulbillos). D: planta transferida a tierra y mantenida en cámara húmeda. E: planta adaptada a las condiciones ex vitro. una tasa de multipli- F: plantas en suelo bajo jaula antiáfidos. G: multiplicación a gran escala bajo jaula cación de 1:2-1:8 de- antiáfidos. H: bulbos de ajo libre de virus (arriba) e infectados (abajo). pendiendo del cultivar (Fig. 1, B).. Esta tasa varía con el número de repiques en el C) Rusticación y transplante a tierra bajo medio de cultivo, siendo baja en los prime- condiciones controladas: después de varios ros y aumenta a partir del segundo o tercer ciclos in vitro, muchas plantas bulbifican esrepique, además se detectaron diferencias pontáneamente y otras deben ser inducidas entre los distintos meristemas. (Fig. 1, C). Repicando los plantines a un me- 314 CONCI, Vilma C.; CAFRUNE, Eva E.; LUNELLO, Pablo; NOME, Sergio; PEROTTO, Cecilia Líneas selectas Termoterapia Cultivo de meristema (medio de iniciación) ANALISIS por ISEM-D Plantas in vitro (OYDV, LYSV, GCLV, SLV, GarV A, y otros - Allexivirus Multiplicación in vitro (en medio de multiplicación) Bulbificación in vitro (medio de bulbificación) Planta in vitro 1º generación en suelo (bajo jaula) 2º ó mas generaciones en suelo (bajo jaula) Multiplicación en áreas aisladas (productores, semilleros) ANALISIS por DAS-ELISA (Potyvirus, Carlavirus y Allexivirus) ANALISIS por DAS-ELISA (Potyvirus, Carlavirus y Allexivirus) ANALISIS por DAS-ELISA (Potyvirus, Carlavirus y Allexivirus) Transferencia a productores (producción comercial) zando las plantas, una por una, mediante pruebas de DASELISA (Fig. 1, F y G). Los bulbos producidos son entregados a semilleros que realizan la multiplicación en áreas aisladas de otros cultivos de Alliaceae, hasta obtener el número de bulbo-semilla suficiente como para iniciar una producción comercial. Cuando se comparan los bulbos producidos por las plantas libres de virus con respecto a los producidos por plantas infectadas las diferencias en peso y tamaño son notables Fig.1, M. Esquema de producción Fig.2. 3 Certificación La implementación de programas tendientes a la producción de plantas de ajo libre de virus y el control de la enfermedad adquiere fundamental importancia ya que han comenzado a regir en Argentina normativas para la fiscalización de semilla de ajo. Estas normas establecen las categorías de Básica (subcategoría Preinicial, Inicial y Fundación) Registrada (subcategoría A y B) y Certificada. Cada una de estas categorías contempla diferentes porcentajes de OYDV. Por ahora sólo se controla este virus; sin embargo, con el avance de los conocimientos respecto del daño que producen el resto de los integrantes del complejo, seguramente algunos otros serán considerados en el futuro. Figura 2: Esquema de producción de plantas de ajo libres de virus, IFFIVE-INTA, Argentina. dio sin hormonas, con alto contenido de sacarosa y luz continua se consigue mejorar el porcentaje de bulbificación en algunos clones, o bien, se obtienen plantas más robustas que soportan mejor el transplante a suelo. Los minibulbillos obtenidos in vitro son cosechados y sembrados en suelo estéril compuesto por una mezcla de tierra/mantillo/ arena (1/1/1). Las plantas que no forman bulbos son transferidas a suelo y mantenidas en cámara húmeda por un tiempo variable entre 15 y 20 días luego son paulatinamente adaptadas a las condiciones naturales de humedad y temperatura (Fig. 1, D y E). Las plantas ex vitro son probadas mediante DAS-ELISA para constatar su estado sanitario y mantenidas bajo jaulas antivectores. Los bulbos cosechados son conservados en lugar fresco y seco hasta la época de siembra. Las sucesivas multiplicaciones se realizan en jaulas donde se continúa anali- 4 Lecturas recomendadas CANAVELLI, A; NOME, S. F. y CONCI, V. C. 1998. Incidencia de las virosis en ajo Rosado Paraguayo. Fitopatología Brasilera 23 (3): 354-358. Biotecnología y Mejoramiento Vegetal 315 CONCI, V. C.; CANAVELLI, A.; LUNELLO, P.; DI RIENZO, J.; NOME, S. F.; ZUMELZU, G. and ITALIA, R. 2003. Yield Loss of Virus-Free Garlic in the Field During Successive Crop Cycles. Plant Disease 87 (12):1411-1415. CONCI, V.C. 1997. Virus y Fitoplasmas de ajo. In Burba, J. L. 50 temas sobre producción de ajo. Vol. 3: 267-293. EEA-INTA La Consulta, Mendoza, Argentina. CONCI, V.C. y NOME, S.F. 1991. Virus free garlic (Allium sativum L) plants obtained by thermotherapy and meristem tip culture. J. Phytopathology 132: 189-192. RAVNIKAR, M.; PLAPER, I.; UCMAN, R. and ZEL, J. 1994. Establishment of an efficient method for virus elimimation in meristem cultures and regeneration of high quality plants. Proc. of IPBA, Rogla. December, 5-7: 97-102. TSUNEYOSHI, T. and SUMI, S. 1996. Differentation Among Garlic Viruses in Mixed Infections Based on RT-PCR Procedures and Direct Tissue Blotting Immunoassays. The American Phytopathological Society. Vol 86, N° 3:253259. VAN DIJK, P. 1993. Carlavirus isolates from cultivated Allium species represent three viruses. Neth. J. Pl. Path. 99: 233-257. VAN DIJK, P. 1993. Survey and characterization of potyviruses and their strains of Allium species. Neth. J. Pl. Path. 99. Supplement 2:1-48. WALKEY, D.G.A.; WEBB, M. J. W.; BOLLAND, C.J. and MILLER, A. 1987. Production of virus-free garlic (Allium sativum L.) and shallot (A. ascalonicum L.) by meristemtip culture. Journal of Horticultural Science, 62 (2): 211220. SENULA, A; KELLER, E. R. J. and LESEMANN, D. E. 2000. Elimination of viruses through meristem culture and thermotherapy for the establishment of an in vitro collection of garlic (Allium sativum). Acta Hoticulturae 530: 121-128. 316 CONCI, Vilma C.; CAFRUNE, Eva E.; LUNELLO, Pablo; NOME, Sergio; PEROTTO, Cecilia