Download Frost Tolerance in Eucalyptus Grandis Base Populations in Uruguay

Resultados finales del Proyecto financiado por el
Programa de Desarrollo Tecnológico (PDT):
“Desarrollo de una raza local de Eucalyptus globulus
tolerante a las principales enfermedades y plagas”
Gustavo Balmelli, Nora Altier, Virginia, Marroni, Ramón García
Programa Nacional Forestal, INIA Tacuarembó
Sección Protección Vegetal, INIA Las Brujas
Seminario Técnico: Potencial del Mejoramiento Genético
para el manejo de enfermedades en Eucalyptus globulus
18 de agosto de 2004 – INIA Las Brujas
Temario
●
Objetivos y Metodología
●
Resultados:
●
●
●
Problemas sanitarios registrados
Comportamiento sanitario de diferentes
fuentes de semilla
●
Parámetros genéticos para susceptibilidad
a los problemas registrados
●
Potencial de mejoramiento genético
mediante diferentes estrategias
Conclusiones generales
Temario
¾
Objetivos y Metodología
●
Resultados:
●
●
●
Problemas sanitarios registrados
Comportamiento sanitario de diferentes
fuentes de semilla
●
Parámetros genéticos para susceptibilidad
a los problemas registrados
●
Potencial de mejoramiento genético
mediante diferentes estrategias
Conclusiones generales
Objetivos
General: determinar la factibilidad de mejorar la
tolerancia de E. globulus a los principales
problemas sanitarios mediante selección
Específicos:
●
●
Identificar los problemas sanitarios
más frecuentes en E. globulus
Estudiar la variación genética existente
para susceptibilidad a los problemas identificados
Metodología
Población estudiada:
●
Ensayos de evaluación
del PNF de INIA:
Pruebas de Progenie
(polinización abierta):
●
●
8 Pruebas 1a generación
3 Pruebas 2a generación
Características generales de las pruebas
Prueba
Edad
Diseño:
BCA
Fuente de
semillas
Numero de
Familias
A 35
A 37
9 años
6 reps.
10 p/p.
Orígenes
Australianos
75
A 48
A 49
A 50
8 años
6 reps.
10 p/p.
Orígenes
Australianos
58
L 51
L 52
L 53
8 años
10 reps.
5 p/p.
Selecciones
locales
89
6 meses
24 reps.
1 p/p.
Pob. de Cría
Oríg. Austral.
Pro. Chilenas
230
S 99
S 100
S 101
Victoria
z
Orígenes
Australianos
evaluados
N. Jeeralang
z
z
z
z
zz
N. Yarram
Jeeralang-Yarram
Lorne
Kennett
z
Otways
z
Prom. Wilson
Isla Flinders
Isla King
z
z
Insertar fotos de PP
zz
Isla Cape Barren
z
Pepper Hill
Little Henty
Badgers
z
z
Tasmania
z
z
z
z
Costa NE
St. Marys
Cygnet
Lake Leake
Jericho
New Norfolk
Lonnavule z zz
z
Koonya
z
zz
zz
Hobart
z
Blue Gum
Isla Bruny
Geeveston
Snug Tiers
Dover Middleton
Moogara
z
z z
z
Selecciones locales:
Plantaciones comerciales:
●
●
●
●
●
Boncini (M&S)
Doña Pancha (M&S)
Diano
MGAP
IPUSA
Procedimiento de evaluación (a campo)
●
Identificación de síntomas y frecuencia
●
Definición de la escala para cada síntoma a evaluar
●
●
1 a 5 para síntomas muy frecuentes y severidad variable
●
0 o 1 (ausencia o presencia) para síntomas poco frecuentes
Cuantificación de síntomas en todos los árboles
Pruebas
Cancros
Coniothyrium
1 a 5
1 a 5
o
0 / 1
a
1
Gen.
Pruebas
Podredumbre Rebrotes
0 / 1
0 / 1
Manchas
foliares
Defoliación
Daños por
heladas
Mancha
violeta
1 a 5
1 a 5
1 a 4
0 / 1
a
2
Gen.
Temario
9
Objetivos y Metodología
¾
Resultados:
●
●
●
Problemas sanitarios registrados
Comportamiento sanitario de diferentes
fuentes de semilla
●
Parámetros genéticos para susceptibilidad
a los problemas registrados
●
Potencial de mejoramiento genético
mediante diferentes estrategias
Conclusiones generales
Temario
9
Objetivos y Metodología
¾
Resultados:
●
9
Problemas sanitarios registrados
¾
Comportamiento sanitario
de diferentes fuentes de semilla
●
Parámetros genéticos para susceptibilidad
a los problemas registrados
●
Potencial de mejoramiento genético
mediante diferentes estrategias
Conclusiones generales
Victoria
z
Orígenes
Australianos
evaluados
N. Jeeralang
z
z
z
z
zz
N. Yarram
Jeeralang-Yarram
Lorne
Kennett
z
Otways
z
Prom. Wilson
Isla Flinders
Isla King
z
z
Insertar fotos de PP
zz
Isla Cape Barren
z
Pepper Hill
Little Henty
Badgers
z
z
Tasmania
z
z
z
z
Costa NE
St. Marys
Cygnet
Lake Leake
Jericho
New Norfolk
Lonnavule z zz
z
Koonya
z
zz
zz
Hobart
z
Blue Gum
Isla Bruny
Geeveston
Snug Tiers
Dover Middleton
Moogara
z
z z
z
16
47
1
16
86
4
18
02
5
16
47
6
18
02
7
17
69
5
SE
17
69
6
16
47
3
Cancros
16
86
3
16
47
4
16
41
5
17
60
8
16
40
2
16
31
9
Severidad (1 a 5)
Comportamiento de orígenes
en Pruebas A 49 y A 50
4.0
LO
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
Comportamiento de orígenes
en Pruebas A 49 y A 50
SE
LO
16
40
2
17
60
8
100
Coniothyrium
80
70
60
50
40
30
20
10
16
47
1
16
86
4
18
02
5
16
47
6
18
02
7
17
69
5
17
69
6
16
47
3
16
86
3
16
47
4
16
41
5
0
16
31
9
Incidencia (%)
90
25
20
15
10
5
0
16
47
1
16
86
4
18
02
5
16
47
6
18
02
7
17
69
5
17
69
6
16
47
3
16
86
3
16
47
4
16
41
5
LO
17
60
8
30
SE
16
40
2
16
31
9
Incidencia (%)
Comportamiento de orígenes
en Pruebas A 49 y A 50
35
Inocutis
50
40
30
20
10
0
16
47
1
16
86
4
18
02
5
16
47
6
18
02
7
17
69
5
17
69
6
16
47
3
16
86
3
16
47
4
16
41
5
LO
17
60
8
60
SE
16
40
2
16
31
9
Frecuencia (%)
Comportamiento de orígenes
en Pruebas A 49 y A 50
70
Rebrotes
Comportamiento de orígenes
en Pruebas A 49 y A 50
SE
LO
17
60
8
16
41
5
100
Sobrevivencia
90
80
(%)
70
60
50
40
30
20
10
16
47
1
16
86
4
18
02
5
16
47
6
18
02
7
17
69
5
17
69
6
16
47
3
16
86
3
16
47
4
16
40
2
16
31
9
0
Comportamiento de orígenes y lotes comerciales en Prueba S99
6.0
Manchas + Defoliación
5.0
4.5
4.0
3.5
Jee. 2
Jee. 1
Chum
Chivi
19161
18725
19475
18881
18708
18882
18886
18885
18888
3.0
16319
Severidad (2 a 10)
5.5
Comportamiento de orígenes y lotes comerciales en Prueba S99
70
Mancha violeta
50
40
30
20
Jee. 2
Jee. 1
Chum
Chivi
19161
18725
19475
18881
18708
18882
18886
18885
18888
10
16319
Incidencia (%)
60
Comportamiento de orígenes y lotes comerciales en Prueba S99
2.5
2.0
1.5
Jee. 2
Jee. 1
Chum
Chivi
19161
18725
19475
18881
18708
18882
18886
18885
18888
1.0
16319
Severidad (1 a 4)
Daños por helada
Comportamiento de orígenes y lotes comerciales en Prueba S99
100
Sobrevivencia
(%)
90
80
70
Jee. 2
Jee. 1
Chum
Chivi
19161
18725
19475
18881
18708
18882
18886
18885
18888
16319
60
1.0
60
Jee. 2
Jee. 1
Chum
Chivi
19161
Daños por helada
18725
2.5
19475
10
18881
3.0
18708
20
Jee. 2
Jee. 1
Chum
Chivi
19161
18725
19475
18881
18708
18882
18886
18885
18888
16319
Jee. 2
Jee. 1
Chum
Chivi
19161
18725
19475
18881
18708
18882
Incidencia (%)
Manchas + Defoliación
18882
3.5
18886
4.5
18886
30
18885
5.0
18885
4.0
18888
5.5
18888
16319
Severidad (2 a 10)
6.0
16319
Jee. 2
Jee. 1
Chum
Chivi
19161
18725
19475
18881
18708
18882
18886
18885
18888
16319
Severidad (1 a 4)
Comportamiento de orígenes y lotes comerciales en Prueba S99
70
Mancha violeta
60
50
40
100
(%)
Sobrevivencia
90
2.0
80
1.5
70
Resumen
●
●
●
Existen importantes diferencias entre fuentes
de semilla para susceptibilidad a todos los
problemas sanitarios registrados.
Ninguna fuente de semilla presenta mayor
tolerancia a todos los problemas.
Los orígenes de Victoria tienen en general buen
comportamiento sanitario.
Temario
9
Objetivos y Metodología
¾
Resultados:
9
9
●
Problemas sanitarios registrados
Comportamiento sanitario
de diferentes fuentes de semilla
¾
Parámetros genéticos para susceptibilidad
a los problemas sanitarios registrados
●
Potencial de mejoramiento genético
mediante diferentes estrategias
Conclusiones generales
Parámetros genéticos estimados
●
●
Heredabilidad individual para cada tipo de
síntoma
hi2 = σ2 G /σ2 Total (G+E)
Correlaciones genéticas (rG)
●
●
●
Cada síntoma en diferentes sitios (IGA)
Entre diferentes síntomas
Entre síntomas y características productivas
Control genético (hi2) para características
evaluadas en árboles adultos (8 a 9 años)
Prueba
Cancros
Coniothy.
Inocutis
Rebrotes
A 35
0.06
0.01
-
0.01
A 37
0.48
-
0.05
0.14
A 48
0.38
0.46
-
0.17
A 49
0.37
-
0.09
0.17
A 50
0.46
0.36
-
0.17
L 51
0.17
0.08
0.07
-
L 52
0.36
0.17
0.06
0.13
L 53
0.16
0.11
0.02
0.08
hi2 media
0.30
0.20
0.06
0.12
Control genético (hi2) para características
evaluadas en árboles jóvenes (6 a 12 meses)
Prueba
Manchas
foliares
Defoliación
Mancha
violeta
Daños por
helada
S 99
0.44
0.54
-
-
S 100
0.31
0.36
0.20
0.30
S 101
0.17
0.37
-
-
hi2
media
0.31
0.42
0.20
0.30
Interacción genotipo-ambiente (rG Tipo B)
para diferentes características:
Pruebas
Cancros
Coniothy.
Inocutis
Rebrotes
A 35 y 37
0.76
-
-
0.47
A 48,49,50
0.84
0.75
-
0.82
L 51,52,53
0.40
0.19
0.14
0.40
rG B media
0.67
0.47
0.14
0.56
Pruebas
Manchas
foliares
Defoliación
S 99,100,101
0.36
0.55
Correlaciones genéticas entre diferentes
síntomas evaluados en árboles adultos
Valores medios de rG en las diferentes PP
Síntomas
Coniothy. Rebrotes Inocutis
Cancros
0.70
0.57
0.22
Coniothyrium
-
0.39
0.21
Rebrotes
-
-
0.12
Correlaciones genéticas entre diferentes
síntomas evaluados en árboles jóvenes
Síntomas
Defoliación
Mancha
Violeta
Daños por
heladas
Manchas
Foliares
0.57
0.38
0.39
Defoliación
-
0.34
0.40
Mancha
Violeta
-
-
0.67
Correlaciones genéticas entre síntomas de
enfermedades y características productivas
a edad adulta (rg promedio de todas las pruebas)
Síntomas
Sobrevivencia
DAP
Cancros
-0.26
-0.08
Coniothyrium
-0.22
0.08
Inocutis
-0.07
0.02
Rebrotes
-0.42
-0.37
Correlaciones genéticas entre síntomas de
enfermedades y características productivas
a edad temprana (rg en prueba S100)
Síntomas
Sobrevivencia
Altura
Manchas foliares
-0.44
-0.17
Defoliación
-0.40
-0.32
Mancha violeta
-0.30
-0.53
Daños por heladas
-0.49
-0.58
Resumen
●
●
●
●
La susceptibilidad a enfermedades presenta un
moderado control genético (excepto para Inocutis).
La interacción genotipo-ambiente para susceptibilidad
a enfermedades es baja (excepto para Inocutis).
Existe una asociación positiva entre el control genético
de la susceptibilidad a las diferentes enfermedades.
Existe una asociación positiva entre el control genético
de la tolerancia a diferentes enfermedades y el control
genético de características productivas.
Temario
9
Objetivos y Metodología
¾
Resultados:
9
9
●
Problemas sanitarios registrados
Comportamiento sanitario
de diferentes fuentes de semilla
9
Parámetros genéticos para susceptibilidad
a los problemas registrados
¾
Potencial de mejoramiento genético
mediante diferentes estrategias
Conclusiones generales
El MG no debe entenderse como una forma
de control de enfermedades, sino como una
herramienta para aumentar la tolerancia a las
mismas y por lo tanto reducir su incidencia.
El éxito del MG depende de:
•
existencia de variación genética
•
capacidad para identificar dicha variación
•
estrategia utilizada para aprovecharla
• La variación genética para tolerancia a enfermedades
• variación natural de la especie
• base genética de la población a mejorar
• Capacidad para identificar la variación existente
• tipo de evaluación
• tipo de síntoma
• La variación identificada puede ser aprovechada
mediante diferentes estrategias:
• Elección de la fuente de semillas
• Selección y clonación de individuos tolerantes
• Selección recurrente
A) Elección de la fuente de semillas
• Depende de la existencia de diferencias entre
fuentes de semilla para las características a mejorar
Ej. Rango de valores medios para orígenes evaluados en Prueba A49
Cancros:
1.6 a 2.6
Coniothyrium: 0 a 31.3 %
Inocutis:
3.6 a 31.3 %
Ej. Rango de valores para 5 lotes comerciales en Prueba S100
Manchas y defoliación: 4.4 a 5.4
Mancha violeta:
35 a 65 %
Daños por helada:
1.7 a 2.4
Ventajas:
•
Rápida aplicación (una vez identificada la fuente
de semilla adecuada)
•
Bajo costo
Desventajas:
•
No existe “la” fuente de semilla ideal:
• priorizar problemas más importantes o
•
elegir fuente de semilla de buen comportamiento general
•
Incertidumbre (riesgo) sobre la disponibilidad
y sobre la identidad de la semilla (ej. Jeeralang com.)
•
Aplicable una sola vez
B) Selección y clonación de individuos tolerantes
Depende de:
• diferencias de origen genético entre individuos.
hi2 de susceptibilidad a enfermedades: moderada (parte genética)
hi2 para Inocutis: baja (con el sistema de evaluación utilizado)
• posibilidad de clonar los individuos seleccionados.
E. globulus tiene pobre capacidad de enraizamiento:
logra clonarse un bajo % de los árboles seleccionados
muy pocos clones (1 a 2 %) tienen enraizamiento > 50 %
• evaluación posterior de los clones
Selección de individuos por fenotipo: un árbol puede estar sano
por ser tolerante o por haber escapado a la enfermedad
(probabilidad de tolerancia depende de la hi2 y tipo de síntoma)
Ventajas:
•
Alto potencial: alta intensidad de selección
•
Resultados a mediano plazo
•
Costo medio
Desventajas:
•
En E. globulus la baja capacidad de enraizamiento
reduce la intensidad de selección
•
Reduce variabilidad genética:
a mediano-largo plazo la selección de clones
depende de la reproducción sexual
C) Selección recurrente (evaluación, selección y
recombinación por varias generaciones)
Su potencial depende de:
• Variabilidad genética y hi2 de características a mejorar
• Rigurosidad con que se evalúan los progenitores
• Diseño experimental
• Tipo de evaluación
• El número de características a mejorar
a > número < ganancia genética en cada una :.
necesidad de priorización de los problemas a resolver
Potencial de selección recurrente depende de:
• La intensidad de selección
• a > intensidad > ganancia a corto plazo
• a > intensidad > reducción de la base genética
• La correlación genética entre las enfermedades
a mejorar
• rG positiva y alta (cancros y Coniothyrium): es posible
selección simultánea y selección indirecta
• rG cercana a 0 (cancros e Inocutis): selección simultánea
es posible pero se reduce la intensidad de selección
Potencial de selección recurrente depende de:
• El intervalo entre generaciones:
determina la ganancia genética por unidad de tiempo
• Edad posible de selección (según tipo de síntoma)
• Precocidad sexual de la especie
• Magnitud de la interacción genotipo-ambiente (IGA)
●
●
La IGA para susceptibilidad a enfermedades es baja
(similar comportamiento relativo en diferentes ambientes)
La IGA para Inocutis es importante
●
●
evaluación en mayor número de sitios (mayor costo)
puede aprovecharse: utilizando materiales más tolerantes
en sitios más propensos (zona sureste)
Selección recurrente
• Ventajas:
•
Mantiene (o aumenta) la variabilidad genética:
• permite continuar la selección en el largo plazo
• permite la selección por nuevos problemas
• Desventajas:
●
Los resultados se obtienen en plazos más largos
●
Mayor costo
Conclusiones generales
●
●
Los principales problemas sanitarios registrados
fueron:
●
Manchas foliares (Puccinia psidii y Mycosphaerella spp.)
●
Mancha violeta (Botryosphaeria dothidea)
●
Daños por heladas
●
Cancros en la corteza (agente causal ?)
●
Cancros por Coniothyrium zuluense
●
Podredumbre blanca (Inocutis jamaicensis)
La población estudiada presenta importante
variación genética para susceptibilidad
a todos los problemas registrados
Conclusiones generales
●
●
La variación genética para susceptibilidad a
enfermedades puede ser aprovechada mediante
diferentes estrategias de MG.
Las mismas no son excluyentes, cada una presenta
ventajas y desventajas en relación a su simplicidad,
costo y plazos. Los mejores resultados se
obtendrían combinando diferentes estrategias.
Conclusiones generales
●
Para cualquier estrategia (o combinación) el grado de
mejora será proporcional a la correcta identificación
de los genotipos más tolerantes :.
la inoculación artificial parece ser imprescindible
●
El proceso de mejora genética es relativamente largo
y bastante costoso y los resultados serán inversamente
proporcionales al número de características que se
intente mejorar:.
se deben priorizar los problemas a resolver
Conclusiones generales
La utilización a nivel comercial de genotipos
de mayor tolerancia a enfermedades
permitirá reducir su incidencia y/o severidad,
mejorando la productividad forestal y la
calidad de la madera producida.