Uso de recombinantes de Phaseolus vulgaris L., P. coccineus L. y P. acutifolius A. Gray para mejorar la tolerancia del frijol común a diferentes tipos de estrés abiótico. Thesis (Ph.D.)

El frijol común, Phaseolus vulgaris L., es una de las leguminosas de consumo humano más importantes a nivel mundial y su cultivo está principalmente en manos de pequeños productores, que enfrentan una serie de limitantes bióticas y abióticas para su producción. Dentro de las abióticas están el estrés por sequía, alta temperatura, deficiencia de fósforo y toxicidad por aluminio, que afectan entre el 30 y 73% de las áreas de siembra a nivel mundial y que se agravarán por los efectos del cambio climático. El objetivo general de este trabajo fue seleccionar líneas de frijol para la obtención de tolerancia a estrés abiótico por sequía, alta temperatura, bajo fósforo y toxicidad por aluminio, que puedan responder mejor a los efectos generados por el cambio climático y a las condiciones de los pequeños productores de frijol en los países tropicales. Para ello, inicialmente se caracterizó fisiológica y agronómicamente germoplasma promisorio y comercial de frijol por su tolerancia a sequía terminal y su desempeño en condiciones sin estrés durante el 2012 y 2013. Dentro de ese grupo, se incluyó a RCB 593, ALB 74 e INB 841, progenitores de las líneas SEF, generadas mediante el cruzamiento (ALB 74 x INB 841)F1 x RCB 593, donde ALB 74 aporta genes de P. coccineus L. e INB 841 genes de P. acutifolius A. Gray. Las líneas SEF fueron evaluadas y caracterizadas del 2012 al 2014 en condición sin estrés y por su tolerancia a sequía terminal en el Centro Internacional Agricultura Tropical (CIAT) en Palmira, Valle; por tolerancia a alta temperatura en Armero, Tolima, y por su respuesta a bajo fósforo y alto aluminio en Quilichao, Cauca. Dentro del germoplasma promisorio, SEN 56, BFS 29, NCB 226 y SER 16 mostraron mayores rendimientos en riego y sequía terminal que los testigos comerciales EAP 9510-77, DOR 390, Bribrí, Carioca y Calima. De las líneas con genes interespecíficos, SEF 10, SEF 16, SEF 42 y SEF 56 obtuvieron mejor rendimiento que EAP 9510-77 en sequía terminal. El mayor rendimiento en sequía terminal estuvo basado en una mayor formación de biomasa, aceleración de la madurez, mayor número de granos/m2, media geométrica superior y menor índice de susceptibilidad a sequía, así como en una mayor removilización de fotosintatos hacia los órganos reproductivos, expresada a través de mayores índices de cosecha, de cosecha de vainas, de partición a vainas y de llenado de grano. Los genotipos SEF 14, SEF 15, SEF 16 y SEF 60 son capaces de soportar un aumento de 3,8°C sobre la temperatura media nocturna límite para el cultivo (21°C), lo que permitiría mitigar el aumento de 2 a 5°C en la temperatura media anual, proyectado para el año 2100 por efecto del cambio climático, y aumentar las áreas actuales de siembra del cultivo en más de un 50%. Su tolerancia se basó en una mayor viabilidad de polen, heredada de P. acutifolius a través del padre INB 841. Por su parte, las líneas SEF 42, SEF 44, SEF 45, SEF 49, SEF 52 y SEF 55 poseen un buen desempeño tanto en alto aluminio como en condición sin estrés, mientras que SEF 42, SEF 49, SEF 60, SEF 62 y RCB 593 fueron los mejores genotipos en bajo fósforo y sin estrés. Por último, se determinó que dentro de los genotipos más estables en rendimiento a través de ambientes, SEF 15, SEF 42 y SEF 60 presentaron tolerancia a dos o más tipos de estrés abiótico en forma individual y excelente rendimiento en condición sin estrés. Al conjuntar y complementar las características valiosas de tres especies de Phaseolus, se logró identificar un grupo de genotipos con rendimiento superior a la media tanto en el ambiente de estrés estudiado como en el ambiente sin estrés, lo que representa la posibilidad de mitigar los efectos negativos del estrés abiótico y del cambio climático para los pequeños productores de frijol. A su vez, constituyen padres potenciales para programas de mejoramiento genético en tolerancia a estrés abiótico

Distribución espacial del amachamiento del frijol (Aphelenchoides besseyi Christie) en campo.

El objetivo del presente trabajo fue determinar la distribución espacial del amachamiento en campo. La investigación se realizó entre mayo y julio del 2009 en las comunidades de Veracruz de Pérez Zeledón, San José y Concepción de Buenos Aires, Puntarenas, Costa Rica. Para ello se evaluó la incidencia de la enfermedad por punto de siembra en dos parcelas de frijol provenientes de distintas rotaciones (arroz/frijol y maíz/frijol), con lo cual, posteriormente se determinó la distribución espacial de la enfermedad en campo por medio de un análisis de corridas y los índices de varianza/media (V/M), Lloyd y Morisita. En el análisis de corridas se obtuvo un valor promedio de Z de -1,06 para la parcela sembrada previamente con arroz, y de -0,98 para la parcela sembrada previamente con maíz, lo que indica una tendencia a la agregación. Los índices de V/M, Lloyd y Morisita fueron mayores que 1 en ambas parcelas, por lo que se determinó que el amachamiento presentó un patrón espacial agregado (en parches) en condiciones de campo. El patrón espacial del amachamiento en campo tiende a enmascararse debido a la rotación con cultivos hospederos de Aphelenchoides besseyi, – su agente causal –, en especial la rotación maíz/frijol donde el productor redistribuye el inóculo de la enfermedad cuando esparce las cañas de maíz sobre el terreno de cultivo

Crop physiological responses to high temperature stress. II. Tolerance and agronomic treatment

El objetivo de esta revisión fue describir las respuestas de las plantas y los mecanismos de tolerancia al estrés térmico, así como el uso de prácticas agronómicas para mitigar los efectos del estrés por alta temperatura en los cultivos. Se introduce el balance de energía de las hojas y los doseles como enlace entre la temperatura de las plantas y el aire. Se describen los efectos de las altas temperaturas sobre las relaciones hídricas, la fotosíntesis y la partición de los asimilados, y las respuestas morfológicas y fenológicas de algunos cultivos al estrés por calor. Se presenta la agronomía de respuesta para la prevención y remediación del estrés causado por calor, que se abordó desde el punto de vista del mejoramiento genético, del manejo agronómico, la farmacéutica y prácticas hortícolas variadas. Por último, se describen algunas prácticas agronómicas utilizadas para reducir los efectos negativos del estrés por alta temperatura en los cultivos, como el uso de coberturas del suelo, sombra natural o artificial, y la aplicación de sustancias hormonales, protectoras y otros productos de la industria fitoquímica moderna.The objective of this review was to describe plant responses and tolerance mechanisms to thermal stress, as well as the use of agronomic practices to mitigate the effects of high temperature stress on crops. The energy balance of leaves and canopies is presented as a link between plant and air temperature. The effects of high temperatures on water relations, photosynthesis and assimilate partitioning, and the morphological and phenological responses of some crops are described. Response agronomy is presented as a means for the prevention and remediation of thermal stress, which is approached form the perspective of plant breeding, agronomic management, and several pharmaceutical and horticultural practices. Some agronomic practices utilized to reduce the negative effects of high temperature stress on crops are described, such as the use of ground covers, natural or artificial shade, and the application of growth regulators, plant protectants and other products of the modern pharmaceutical industry.Universidad de Costa Rica/[736-A2-912]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[736-A2-914]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Agroalimentarias::Estación Experimental Agrícola Fabio Baudrit Moreno (EEAFBM

Pérdidas causadas por el amachamiento del frijol (Aphelenchoides besseyi) y reacción del germoplasma comercial al patógeno.

Pérdidas causadas por el amachamiento del frijol (Aphelenchoides besseyi) y reacción del germoplasma comercial al patógeno. La determinación de pérdidas causadas por amachamiento (Aphelenchoides besseyi) en campo se llevó a cabo entre 2007 y 2008, en las regiones Brunca y Huetar Norte de Costa Rica, y la prueba de reacción de variedades se realizó en 2009 en la región Brunca. Para determinar pérdidas se establecieron 83 microparcelas de 3 m a lo largo de la hilera del cultivo, en campos reproductores de semilla de la variedad Cabécar, donde se evaluó la incidencia de la enfermedad durante tres etapas fenológicas (V3 o V4, R6 y R8). Se cuantifi caron los principales indicadores de rendimiento para cada microparcela y, mediante un análisis de regresión y correlación, se estimaron las pérdidas causadas por el amachamiento. Para determinar la reacción de cultivares a la enfermedad, se expuso bajo presión de inóculo natural, diez plantas de cada variedad (Bribrí, Chánguena, Cabécar, Gibre, Chirripó, Guaymí y Brunca), y se comparó su producción de vainas con respecto a la misma cantidad de plantas sanas, por medio de una prueba de t para muestras independientes. Las pérdidas determinadas en condiciones de campo fueron del 71 al 80% en el número de vainas y del 70 al 85 % en rendimiento. La reducción en el número de semillas por vaina (0-16%) y en el peso de 100 semillas (0-19%) fueron bajos. Ninguna de las variedades comerciales de frijol presentó resistencia al amachamiento, ya que se obtuvieron pérdidas superiores al 91% en el número de vainas en los cultivares evaluados, excepto Gibre (82%)

Efecto de la rotación de cultivos en la incidencia del amachamiento (aphelenchoides besseyi christie) en frijol

Effect of crop rotation in the incidenceof “amachamiento” (Aphelenchoides besseyi Christie) in common bean. The effect of crop rotation on the incidence of common bean “amachamiento” was evaluated in the “Brunca” region in Costa Rica during 2009 complemented by a field observation during 2010. The incidence of “amachamiento” in 2009 was quantified in vegetative (V3 or V4), flowering (R6) and pod-production (R8) plant growth stages, in bean commercial fields rotating with previous rice, corn, hot-pepper, pumpkin or bean. Four micro-plots (10 m2) were established in each field; to score “amachamiento” incidence, data were subjected to angular transformation and statistical means among treatments were separated by ANOVA. The 2010 field observation was developed in a farm growing common beans on soils previously planted with either ginger, taro or corn. In 2009, during the R8 growth stage a minimum incidence was detected in the hot-pepper-bean rotation (4%), intermediate levels inthe pumpkin-bean (15%) and rice-bean rotation(29%), and high incidence in both bean-bean(62%) and corn-bean (64%) rotations. In the 2010 field observations, during the floweringstage “amachamiento” incidence was 4% in the ginger-bean rotation and 5% in the taro-bean one, significantly lower than in the corn-bean rotation (25%). Based on these results, crop rotations suchas hot-pepper, ginger, taro or pumpkin precedingcommon bean can reduce both “amachamiento” incidence and, consequently, yield losses.El efecto de la rotación de cultivos en la incidencia de amachamiento en frijol se evaluó en la región Brunca de Costa Rica durante 2009 y se complementó con una observación de campo en el 2010. La incidencia en 2009 se cuantificó en las etapas de desarrollo vegetativo (V3 o V4), floración (R6) y llenado de vainas (R8) en plantaciones comerciales de frijol provenientes de rotación con arroz, maíz, chile picante, ayote o frijol. En cada plantación se establecieron al azar 4 microparcelas de 10 m2, excepto en la secuencia frijol-frijol, donde fueron solo 2; los datos obtenidos se transformaron angularmente y con un ANDEVA se separaron las medias entre rotaciones. La observación de campo del 2010 se llevó a cabo en una finca con 3 parcelas comerciales de frijol en etapa de floración y en suelos previamente sembrados con jengibre, tiquizque y maíz, respectivamente; en cada parcela, se establecieron sistemáticamente 10 puntos de muestreo para cuantificar la incidencia de amachamiento y se utilizó la prueba de Chi-cuadrado para determinar diferencias entre rotaciones. En el 2009, durante la etapa R8 se presentó una incidencia mínima de amachamiento en la rotación chile picante-frijol (4%), niveles intermedios en las rotaciones ayote-frijol (15%) y arroz-frijol (29%) y altas incidencias en las rotaciones frijol-frijol (62%) y maíz-frijol (64%). En la observación de campo del 2010, durante la etapa de floración se presentaron incidencias de 4% en la rotación jengibre-frijol y de 5% en la rotación tiquizque- frijol, que fueron entre 5 y 6 veces menores que la cuantificada en la rotación maíz-frijol (25%). Con base en los resultados obtenidos, el uso de cultivos como chile picante, jengibre, tiquizque y ayote en el ciclo previo a la siembra de frijol, podría contribuir a bajar la incidencia de amachamiento y las pérdidas que ocasiona en ese cultivo

New records of Phaseolus microcarpus (Leguminosae: Phaseoleae) for Costa Rica

Evidence is presented about the presence of Phaseolus microcarpus in Costa Rica, while it was previously reported northwards in other Central American countries and Mexico. Fourteen populations are currently known, four from the Peninsula of Nicoya, and ten are in the tropical dry forest of the mainland of this country.Se presenta evidencia sobre la presencia de Phaseolus microcarpus en Costa Rica, que sólo estaba reportado al norte en otros países centroamericanos y México. Se conocen actualmente catorce poblaciones, cuatro en la Península de Nicoya, y diez en el bosque seco tropical de la parte principal de este país.UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Agroalimentarias::Estación Experimental Agrícola Fabio Baudrit Moreno (EEAFBM

Phaseolus angucianae (Leguminosae: Phaseoleae), a new bean species from Fila cruces of Southeastern Costa Rica

A new wild bean found in the mountainous range "Fila Cruces" of southeastern Costa Rica is described. To date, only four populations are known from different sites on the slopes of Cerro Anguciana and "Fila Cruces" where it seems to be endemic. The differences (slender curved racemes, small oval acuminate primary and pedicelar bracts, lilac inner face of standard, white wings) are presented with closely related species such as P. hygrophilus and P. oligospermus of the section Brevilegumeni to which it may belong

Flujo de genes entre frijol común y silvestre en Costa Rica

Con el objetivo de analizar el flujo de genes entre frijol común silvestre y cultivado, se determinó el porcentaje de alogamiaia en condiciones naturales de crecimieiento del frijol silvestre y en estación expeperimental. En el 2004 se evaluó el cruzamieiento natural entre frijol silvestre mexicano G23511A (Phaseolus vulgaris L.) y la líneaea blanca PANAN 68, en la Estación Expeperimental Fabio Baudrit de la Universidad de Costa RiRica en Alajuela. Para ello se sembraron dos paparcelas expeperimentales; cada una constó de dos bloques de PANAN 68 de 10 surcos (15 m de largo y espapaciaiados 0,6 m). Entre los bloques y en el borde supeperior de los mismos, se sembraron tres surcos de frijol silvestre como donantes de polen. SeSe numeraron las hileras y las plantas de cada una en los bloques de frijol blanco. En Quircot de CaCartago (áreaea donde crece en forma natural P. vulgaris silvestre), en el 2005 y 2006, se sembraron plantas de frijol comerciaial (Vaiainica de Palo) a lo largo de seieis sitios junto a las poblaciones de frijol silvestre. En ambas localidades la floración de silvestres y comerciales fue coincidente. Se cosechó toda la semilla de los ensayos y se germinó en bandejas, determinando el porcentaje de alogamiaia por medio del color morado del hipipocotilo, indicativo de aquellas plántulas cruzadas. En Alajuela el porcentaje de cruza varió entre 0,007 y 0,028 %; mieientras que en Quircot, entre 0 y 0,199 %

Diversidad de hongos asociados a la marchitez de frijol en Costa Rica

Presentación de diapositivas de la ponencia.UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Agroalimentarias::Centro de Investigación en Protección de Cultivos (CIPROC)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Agroalimentarias::Facultad de Ciencias Agroalimentarias::Escuela de Agronomí