Determinación de calosa para seleccionar genotipos de maíz

Determinación de calosa para
seleccionar genotipos de maíz
resistentes a aluminio
Alba Lucia Arcos
Investigadora
Proyectos del
CIMMYT
Generación germoplasma
resistente a suelos ácidos
Evaluación de cultivares
para zonas tropicales
Suelos Acidos en el Mundo
3.950 Mill. ha
Europa
392
10%
Asia
1.044
26%
América
1.616
41 %
Africa
659
17%
Australia
239
6%
Distribución de Oxisoles y Ultisoles, por países en
América del Sur: 808 Mill ha
68
57%
52 Mill ha
58%
8.6
23%
56
44%
39
57%
1.4
2%
573
68%
9.6
24%
0
0
1.3
0.4%
(Cochrane, 1979)
Tabla 1. Area cultivada por país
Area agricola
Suelos ácidos
(Mill. ha)
%
Brazil
573
Bolivia
País
(Mill. ha)
%
71.0
66.5
11.6
40
4.9
3.1
7.8
Colom bia
67
8.3
4.3
6.4
Perú
56
6.9
4.2
7.5
Venezuela
52
6.4
3.4
6.5
Otros
20
2.5
808
100
81.5
39.8
Total
(Cochrane, 1979; FAOSTAT, 2005)
os
l
e
u
S
e
d
s
a
c
i
t
a
s
í
v
i
r
t
e
a
t
N
a
n
a
Carac
b
a
S
n
PH
3.8
e
s
o
d
Aci
M. O. (%)
2.7
P (ppm)
1.65
Al Sat. (%)
94.0
Ca (meq/100g s) 0.08
Mg (meq/100g s) 0.03
K (meq/100g s)
0.04
Zn (meq/100g s) 0.29
Mn (meq/100g s) 0.81
Fe (meq/100g s) 14.19
Producción y consumo de maíz
en Colombia (mill t)
Blanco 30%
TOTAL 1. 5
Fuente: FENALCE, 2007
4.5
Amarillo 70%
ALTERNATIVAS
Enmiendas (yeso, cal, M.O)
„
„
Resistencia genética.
RESISTENCIA
GENETICA
• Resistencia a Al
• Eficiencia: absorción y uso de
fósforo
ANTECEDENTES
Susceptible
Raíz
Raíz
Invernadero
Tolerante
ALUMINIO (Al)
En la planta:
9 pH <4.5, Al soluble, fitotoxicidad.
9Raíces afectadas: reducción elongación y división celular
9 Interacciones pared celular, membrana plasmática y citoesqueleto
9Limitada absorción nutrientes y agua
Regresar
Toxicidad en raices
Suelo normal
Tuxpeño
SA3
Suelo ácido
Tuxpeño
SA3
Regresar
Calosa
Polisacarido: 1,3- β-D glucano
Carbohidrato similar a celulosa
1,4- β-D glucano
Constituida por miles de
unidades de glucosa
Kollmeier (2001)
T
Síntesis: Membrana plasmática
Ubicación: Plamodesmos, floema,
polen.
Estres: incrementa o reduce.
Daño: mecánico, químico y físico
S
Infecciones: hongos y virus.
Desordenes nutricionales.
Kollmeier (2001)
INTERACCION CON LA
PARED
Pared
celular
Calosa
sintasa
Membrana
celular
5 uM
Ca + 0.1 uM
Deposito
de
Calosa
Ca + 15 Um
Poro
(0-1mm)
(1-2mm)
(3-6mm)
-Al
+Al
+ Al,
+DDG
-Al
+Al
Sivaguru & Horst, 1998
+Al,+DDG
Insectos Nocivos
en la
Determinar la herencia del
contenido de calosa.
Semilla de Maíz
¾Calcular hcg y hce.
¾Calcular heterosis
¾Correlacion calosa con
rendimiento en campo
M
A
T
E
RI
A
L
E
S
Y
M
E
T
O
D
O
S
Fase de
Invernadero
Laboratorio
SUELOS
ACIDOS
Líneas
Líneas
Entrada
Pedigree
Resistentes
95
(Línea 1 x Línea 2)-188-B-B-B-B
96
(Línea 1 x Línea 2)-4-B-B-B-B
99
(Línea 1 x Línea 2)-89-B-B-B-B
100
(Línea 1 x Línea 2)-43-B-B-B-B
101
(Línea 1 x Línea 2)-66-B-B-B-B
103
SA8C3HC114-5-2-5-4-3-2-1-1-B-11-B-B-B
104
SA5-HC1-1-5-1-1-1-7 (Línea 1)
Susceptibles
92
(Línea 1 x Línea 2)-3-B-B-B-B
93
(Línea 1 x Línea 2)-201-B-B-B-B
94
SA4-HC7-1-4-1-2-11-1 (Línea 2)
97
(Línea 1 x Línea 2)-129-B-B-B-B
98
(Línea 1 x Línea 2)-57-B-B-B-B
102
SA4C4HC40-7-1-2-3-3-1-2-2-B-B-B-B-B
105
SA4C4HC19-3-2-2-2-4-2-2-1-B-8-B-B-B
Tratamientos y
Corte de puntas
0 µM
Al
+ 25
μM Al
Extracción calosa
Macerar
Baño de Maria 80 C
Centrifugar
(Sobrenadante)
Coloración
Baño de María 50 C
Lectura
Calculo de la línea de Regresión y el R2 para el calculo de la
concentración de calosa en las muestras a partir de la intensidad de
fluorescencia medida.
medida
Gráfico del contenido de calosa de
cada cultivar.
Porcentaje Relativo de Calosa
FV
gl
SC
CM
Significancia
Repetición
2
654.76
327.28
**
Genotipos
104
94203.42
905.80
**
Progenitores (P)
13
1654.31
127.37
**
Cruzamientos (C)
90
73011.77
811.24
**
(HCG)
13
33677.52
2590.58
**
(HCE)
77
39333.85
510.83
**
1
19537.34
19537.34
**
Error
208
9291.40
44.67
Total
314
104149.60
P vs C
Promedio general (%) = 48.4
CV (%) = 13.8
DMS (0.05)= 6.24
**P (< 0.01)
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
Padres
DMS
106
96
98
93
102
97
94
101
105
104
99
100
103
92
0
95
Contenido calosa (ugPE/cm
de raíz)
Contenido calosa (μgPE/ml)
Contenido calosa (ugPE/ml) Padres
para padres
95 96
99 100 101 103 104 92 93
97 98 102 105 94
Heterosis para contenido
Habilidadde
Combinatoria
Especifica
calosa
Calosa (ugPE/1cm de raiz)
40
30
20
10
P1
F1
P2
0
-10
-20
-30
E103
F1
E98
E97
F1
E98
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
E104
F1
E102
E103
F1
E97
Calosa en ápices de raíz de maíz discrimina genotipos
resistentes y susceptibles a Al
1El contenido de calosa para los progenitores varió de
0.746 a 2.035 μg PE/cm de ápice de raíz y para los
cruzamientos el % relativo de calosa varió de 20 a 89%
Los valores de heterosis variaron de
-21% a 276%
HCG y HCE fueron altamente significativas por lo tanto, efectos de
aditividad y no aditividad fueron importantes. La SC asociada con HCG y
HCE fue del 46% y 54% de SC cruzamientos