Socias i Company, Rafel

citaREA Repositorio Electrónico Agroalimentario

Rafel Socias i CompanyUnidad de HortofruticulturaCITA de AragónZaragozaLA MEJORA GENÉTICA DEL ALMENDROOBTENCIÓN DE PLANTONESCOLECCIÓNENSAYOS EXTERIORESSELECCIÓN FINAL Y DISTRIBUCIÓNDEFINICIÓN DE OBJETIVOSCentro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónEstudios previosProblemas existentesMaterial vegetalDEFINICIÓN DE OBJETIVOSELECCIÓN DE PARENTALESCentro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónSelección  de parentales• Caracteres morfológicos• Caracteres fisiológicos• Resistencia a plagas y enfermedadesObtención  del material vegetal• Estudio de la compatibilidad floral• Cruzamientos• Recolección y germinación– Estratificación– Cultivo de óvulos y embriones• Transformación genéticaPLANTONES ORIGINALESCampoInvernadero OBJETIVOSCriterios de selecciónCriterios de selecciónInjerto en viveroENSAYOS DE CAMPOCentro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónENSAYOS DE CAMPOENSAYOS EXTERIORESSELECCIÓN FINAL DISTRIBUCIÓNComportamiento agronómicoComportamiento agronómicoOBJETIVOSCriterios de selecciónCriterios de selecciónCentro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónProgramas de mejora• California (1923, USDA-Univ. de California, obtentores privados)• Unión Soviética (años 1930, Rikhter, en Yalta, Crimea)• Francia (años 1950, Grasselly)• España (1974 en Zaragoza, 1975 en Reus, años 1980 en Murcia)Pag. 697-728Problemas de la producción del almendro• Heladas• Mala polinización• SequíaProducción española de almendra (2001-2013)010.00020.00030.00040.00050.00060.0002001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013*Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónObjetivos  principales• Autocompatibilidad• Floración tardía• Calidad del frutoPocos caracteres cualitativos• Autocompatibilidad• Gusto dulce/amargo• Floración tardía (parcial)• Dureza de la cáscara (parcial)La mayoría de los caracteres agronómicos son cuantitativos• La mejora debe basarse en la heredabilidad de estos caracteres• No suficientemente conocida (descendencias reducidas)Autoincompatibilidad• California• España• Alemania• Unión Soviética• Sudáfrica• Australia• Argentina• 1919 Tufts• 1922 Salom• 1928 Zimmermann• 1930 Ryabov• 1930 Reinecke• 1939 Bowman• 1954 WelkerlingS1 S2 S2 S1S1S2S1S2IncompatibleS3 S4 S2 S1S3S4S1S2CompatibleS1 S4 S2 S1S1S4S1S2Semi-compatibleS1 S3 S1 SfS1S3 S1SfVariedad  autoincompatible Variedad  autocompatiblePlantaciones monovarietales• Facilidad de manejo• Independencia de los insectos• Independencia del climaFacilidad de manejo• Coincidencia de floración• Distribución de las variedades• Recolección• Técnicas de cultivo (poda,...)• Riego• Tratamientos fitosanitariosProblemas de polinización• Distribución y sincronización de variedades• Presencia de abejas• Tiempo atmosféricoIndependencia de los insectos• Poblaciones silvestres• Introducción de colmenas• Tratamientos fitosanitariosEn California• El alquiler de las colmenas de abejas es el segundo coste del cultivo• Harían falta la mitad de las colmenas de todos los Estados UnidosIndependencia del clima• Lluvia• Viento (< 24 Km/hora)• Temperatura (> 10-12 ºC)• NieblaExigencia de la autocompatibilidad• Presencia genética• Crecimiento de los tubos polínicos• Capacidad de cuajado• AutogamiaAutocompatibilidad1945 Almeida en Portugal1974 Grasselly en FranciaKester en CaliforniaCambra en EspañaFundación del GREMPA en ZaragozaAutocompatibilidad• Transmisión (1977)• Heredabilidad (1988)• Perspectivas de mejora (1990)• Consanguinidad (2005)• Identidad alélica (2009)• Epigenética (2014)Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónCentro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónSelección Cuajado (%)Autopolinización Cruzamiento EmbolsadoF-3-34 55,3 44,0 22,2F-3-35 31,0 55,8 27,0F-4-9 33,8 34,6 5,7F-4-10 22,4 34,8 11,4F-4-12 38,4 48,1 10,9F-4-25 1,8 11,5 0,0F-4-35 54,3 53,7 5,0F-4-43 0,3 29,7 0,5Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónCruzamientos intraespecíficos• Variedades de la Apulia (Italia)• Confirmación de la transmisión         (Socias i Company y Felipe, 1977)• Confirmación de la heredabilidad (Socias i Company y Felipe, 1988)Análisis  del alelo  Sf• Activación/inactivación• Secuenciado• S-RNasas• Proteína SFBActividad  S-RNasa• Los alelos S codifican para una RNasa• El Sf no muestra actividadConfusión de los alelos  S• Coincidencia de pI• Descendencias de parentales con genotipos conocidosDetección de los alelos S por PCR• Cebadores de consenso• Cebadores específicos• Coincidencia de bandas• Detección de un alelo S enmascarada por la presencia de otro alelo STuono a Ma y Oliveira, 2001Tuono b Barckley et al. 2006Tuono c Bošković et al. 2007Ponç Kodad et al. 2009Cambra Kodad et al. 2009Fra Giulio Grande Bošković et al. 2007Lauranne Channuntapipat et al. 2001Secuenciación del alelo SfCentro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónAlelo Genotipo Código Coincidencia con el ale- lo Sf de consenso (%)ReferenciaSf ‘Tuono’ a AF157009 98 Ma y Oliveira (2001)Sf ‘Tuono’ b DQ156217 64 Barckley et al. (2006)Sf ‘Tuono’ c AM690356 99 Bošković et al. (2007)Sfa ‘Ponç’ EU293146 100 Kodad et al. (2009a)Sf ‘Cambra’ EU684318 100 Kodad et al. (2009a)S30 ‘Fra Giulio Grande’ AM690361 100 Bošković et al. (2007)SfconsensoLauranne’Selección IRTA12-2AY291117 100 Channuntapipat et al. (2001)Sfi ‘Blanquerna’ AB467371 100 Fernández i Martí et al. (2010a)Sfa ‘Alzina’ FJ887784 100 Kodad et al. (2010)Sfa ‘Garondès’ FJ887783 100 Kodad et al. (2010)Sfa ‘Vivot’ AB467370 100 Fernández i Martí et al. (2010a)Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónDos QTLs afectan la expresión de la autocompatibilidadCentro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónEl almendro es una especie auto-incompatible con un fondo genético de pseudo-auto-compatibilidad como se comprueba por los bajos cuajados en algunos cultivares autopolinizados.Sobre este fondo, la presencia del alelo Sf puede romper el sistema de auto-incompatibilidad, pero probablemente interactuando con este fondo de pseudo-auto- compatibilidad.La identificación de estos dos QTLs sostiene la naturaleza cuantitativa de la auto-compatibilidad en el almendro. El efecto conjunto del alelo Sf y de otros genes puede explicar el amplio rango de varaición del crecimiento de los tubos polínicos y de los cuajados en el almendro.Caracteres fisiológicos y morfológicos• Época de floración 0,80• Época de foliación 0,83• Duración de la floración 0,20• Intensidad de la floración 0,54• Época de maduración 0,69• Intensidad de producción 0,45• Densidad de yemas 0,30• Tipo de ramificación 0,19Época  de floración• Alelo Lb para la floración tardía• Genes modificadoresCentro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónCentro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónDesmayo Largueta7 Abril 2004Marcona7 Abril 2004Guara7 Abril 2004Felisia7 Abril 2004Mardía7 Abril 2004P-4-577 Abril 2004Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónCalidad  de la almendra• Caracteres físicos– Los únicos considerados hasta ahora• Caracteres químicos– Sabor de la pepitaPag. 197-238Caracteres  físicos• No afectan a la composición• Aspectos industriales y comerciales• Tamaño• Forma• Tegumento• Pepitas doblesCaracteres  de la cáscara• Dureza de la cáscara• Doble capaDureza  de la cáscara• Insectos• Pájaros• Hormigas, hongos y polvo– Aflatoxinas– Enranciamiento• Descascarado– Moteado del tegumento– Rotura de pepitasCentro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónDoble  capa• Repetición del descascarado• Rotura de pepitasCentro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónTamañoCondiciones de cultivoGrandes: láminasPequeñas: tabletas de chocolateCentro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónForma• Forma constante• Peladillas• Turrón y tabletasCentro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónTegumento• Color– Atractivo comercial• Grosor– Pérdidas en el repeladoPepitas  doblesAlta variabilidad estacionalCentro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónCaracteres físicos del fruto y la cáscara• Peso 0,81• Longitud (L) 0,50• Anchura (A) 0,37• Espesor (E) 0,28• Relación A/L 0,46• Relación E/L 0,53• Relación E/A 0,30• Dureza de la cáscara 0,55• Espesor de la cáscara 0,51Caracteres físicos de la pepita• Peso 0,64• Longitud (L) 0,77• Anchura (A) 0,62• Espesor (E) 0,71• Relación A/L 0,46• Relación E/L 0,43• Relación E/A 0,21• Pepitas dobles 0,51Calidad de la pepita• Criterios químicos• - Grasas• - Proteína• - Sales minerales• - Carbohidratos y fibra• - VitaminasSabor  de la pepita• Pepitas ligeramente amargas• Contenido en amigdalina del 0,33 al 1,95 %• Caracterización fenotípicaGrasas• Ácidos grasos• - Oleico  (62 al 78 %)• - Linoleico• - Esteárico• - Palmítico• - Palmitoleico• TocoferolesContenido  en aceite• Del 35 al 68 %– 36 al 53 en California– 35 al 61 en Australia– 40 al 68 en Europa• Composición similar al aceite de oliva– 95 % de los 5 ácidos grasos mayoritarios• Alto: turrón y aceite de almendra• Bajo: mazapán, leche y harina de almendraOxidación de la grasa (enranciamiento)• % de ácidos grasos insaturados– (más del 90 % del total)• Oxígeno• Temperatura• Luz• Anti-oxidantes naturales (tocoferoles)Composición de la pepita• Proteína 0,12• Aceite 0,57• Ácido oleico 0,11• Ácido linoleico 0,25• Ácido palmítico 0,15• Ácido palmitoleico 0,12• Ácido esteárico 0,11• α-tocoferol 0,21• γ-tocoferol 0,60• δ-tocoferol 0,11Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónCentro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón010203040506070809095/9696/9797/9898/9999/0001/0202/0303/0404/0505/0606/0707/0808/0909/1010/1111/12Season% of plantsTotal bredSpanishFrenchCentro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de AragónConclusión• Plantaciones monovarietales de ‘Lauranne’ en Francia y ‘Guara’ en España• En España ‘Guara’ representa alrededor del 50 % de la producción de plantas de vivero• Se introducen las variedades más recientes• Transmisión eficaz de los resultados de la mejora

La mejora genética del almendro

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