Proy-IVIA-2013/10: "Caracterización y conservación del Banco de

Proyectos de Investigación IVIA
MEMORIA CIENTIFICO-TÉCNICA
LÍNEA PRIORITARIA: Virología
TÍTULO DEL PROYECTO: Caracterización y Conservación del Banco de Germoplasma de
Cítricos
DURACIÓN PREVISTA: 4 AÑOS
CENTRO: Centro de Protección Vegetal
1. ANTECEDENTES-INTRODUCCIÓN
La domesticación de las especies cultivadas ha supuesto una perdida de diversidad con la
consecuente perdida de recursos fitogenéticos. En el último siglo este proceso se ha
acrecentado con la propagación generalizada de variedades de alto rendimiento y mejor
adaptadas a las demandas del consumidor. El agricultor ya no mantiene recursos
fitogenéticos, ni siquiera de forma significativa con la agricultura ecológica, ni tampoco es
posible la conservación in situ debido al desarrollo agrícola, urbano e industrial. Por ello es
imprescindible el establecimiento de Bancos de Germoplasma para la conservación y
evaluación ex situ de los recursos genéticos relacionados con las distintas especies
cultivadas.
Los recursos fitogenéticos constituyen la base para la mejora genética de los cultivos y son
esenciales para la adaptación a los cambios imprevisibles del medio ambiente y las
necesidades humanas futuras. Por ello su conservación y caracterización se considera un
factor estratégico para el futuro de la humanidad. El establecimiento de políticas globales para
la conservación y utilización de los recursos fitogenéticos llevó, en 2001, a la firma del Tratado
Internacional de Recursos Fitogenéticos para la Alimentación y la Agricultura. A nivel
internacional, la FAO tiene una política muy activa en este campo.
El Banco de Germoplasma de Cítricos del IVIA (BGCI) se enmarca en este contexto y su
objetivo principal es el mantenimiento de genotipos que incluyan la mayor variabilidad genética
posible en el género Citrus y los géneros afines de la subfamilia Aurantioideae. Tiene como
característica fundamental que todos los genotipos se someten a un proceso de saneamiento y
sólo se mantienen genotipos libres de patógenos transmisibles por injerto. Consta de tres
colecciones: a) colección de campo, que se utiliza para caracterización y evaluación de
genotipos; b) colección de plantas cultivadas en contenedores en el interior de recintos de
malla antiinsectos para evitar la recontaminación por patógenos y las perdidas de plantas por
estreses abióticos; y c) colección de callos embriogénicos criocongelados para
conservación a largo plazo. Las tres colecciones se usan rutinariamente en diversos proyectos
de investigación del IVIA y de otras instituciones, sirven de base para el desarrollo de
programas de mejora y sirven como colección de referencia para los trabajos relacionados con
la protección de variedades que se realiza en el IVIA por encargo de las Oficinas Española y
Comunitaria de Variedades Vegetales. La colección de malla sirve de bloque de material inicial
en el proceso de propagación comercial de plantas de vivero.
Las especies cultivadas del género Citrus proceden de tres especies ancestrales: cidro (Citrus
medica), zamboa (C. máxima) y mandarino (C. reticulata), que mediante cruzamientos sexuales
dieron lugar a las distintas especies silvestres y cultivadas que se conocen actualmente. La
apomixis contribuyó a la fijación de las especies secundarias, que tienen una base genética
muy reducida y que se han diversificado por procesos de mutación que han producido la
variación fenotípica (variedades) de las especies cultivadas. Existe un consenso sobre el origen
de las especies cultivadas, pero no disponemos de un conocimiento detallado de su estructura
nuclear que nos permita determinar con exactitud la participación de las especies ancestrales
en la formación de las mismas, que posiblemente ayudaría a entender la variación fenotípica
intraespecífica que da lugar a la aparición espontánea de nuevas variedades.
La variabilidad existente en el BGCI es muy buena en lo que respecta a especies cultivadas,
pero debería incrementar la variabilidad de especies silvestres y el número de genotipos de las
especies ancestrales cidro y zamboa. La introducción de nuevos genotipos en el BGCI requiere
un largo y costoso procedimiento de cuarentena, ya que se introduce material adulto que
florece y fructifica con relativa rapidez. La introducción por semillas sería mucho más rápida y
barata, pero el periodo juvenil de las plantas procedentes de semilla retrasaría enormemente el
proceso de caracterización. Estudios sobre el acortamiento del periodo de juvenilidad podrían
contribuir a una más eficiente introducción de genotipos, además de ser tremendamente útiles
para favorecer los procesos de evaluación en los programas de mejora.
A largo de los años se ha realizado una caracterización morfológica de muchos genotipos
del BGCI que ha sido esencial para la gestión de los recursos existentes, y por ello es de gran
importancia continuar con dicha caracterización. Mas reciente ha sido el comienzo de la
caracterización molecular. Disponer de patrones moleculares únicos y distintivos para cada
entrada permitirá llevar a cabo comprobaciones rápidas y precisas de la autenticidad y origen
de las propagaciones que se hagan a partir de material del Banco, así como conocer los
marcadores precisos que permitan diferenciar entre géneros, especies y variedades. Además,
esta información permitirá determinar si nuevas accesiones deben ser consideradas como tales
o no en base a su análisis molecular, permitiendo de este modo una gestión más racional del
BGCI, Por otro lado, también permitirá el desarrollo de programas de autentificación de
variedades que sirvan de protección para los derechos de obtentores y explotadores de
variedades comerciales. Por todo ello es de vital importancia la creación de un Banco de ADN
del germoplasma de cítricos cuyo propósito será pues, no solo constituir un medio de
conservación de la diversidad genética complementario al BGIC, si no también, disponer de
una forma permanente de identificación del material mediante el análisis del material genético.
La existencia de este banco permitirá, además, dinamizar la investigación a través de la mayor
y más fácil accesibilidad de la información contenida en el ADN.
2.- OBJETIVOS DEL PROYECTO
2.1. OBJETIVO GENERAL
Mantenimiento y caracterización de genotipos que incluyan la mayor variabilidad genética
posible en el género Citrus y los géneros afines de la subfamilia Aurantioideae como base para
la mejora genética de los cultivos y para asegurar el éxito de la citricultura española ante
nuevas necesidades humanas o los cambios del medio ambiente.
2.2. OBJETIVOS CONCRETOS
1. Construcción de un Banco de ADN del germoplasma de cítricos al objeto de
conservar la diversidad genética, disponer de una forma permanente de identificación
de dicho material, y dinamizar la investigación a través de la mayor y más fácil
accesibilidad de la información contenida en el material genético.
2. Caracterización molecular del DNA del germoplasma e identificación de
genotipos. Se persigue generar patrones moleculares únicos y distintivos para cada
entrada del Banco para llevar a cabo comprobaciones rápidas y precisas de la
autenticidad y determinar si nuevas accesiones deben ser consideradas como tales o
no en base a su análisis molecular, permitiendo de este modo una gestión más racional
del BGCI, así como la protección de los derechos de obtentores y explotadores de
variedades comerciales.
3. Caracterización morfológica y fenotípica del germoplasma de cítricos. Este aspecto
es fundamental para disponer de datos básicos sobre el comportamiento y
4.
5.
6.
7.
características de los genotipos, que además son imprescindibles para relacionarlos
con los datos moleculares.
Ampliación de la variabilidad del banco de germoplasma, con especial énfasis en
cidro, zamboa y otras especies silvestres. La variabilidad genética en estas especies es
superior a la existente en las variedades cultivadas y por tanto su conservación
permitirá disponer de un mayor número de genes.
Mantenimiento y conservación de la colección de callos embriogénicos y estudio
de la estabilidad genética de los genotipos crioconservados. Esta colección permite un
mantenimiento de genotipos a largo plazo.
Caracterización de la estructura genómica de especies cultivadas descendientes de
la recombinación de los tres taxones ancestrales. Estos estudios permitirán conocer
con mayor detalle el origen de las especies cultivadas y las aportaciones de los
genomas de las especies ancestrales a las mismas.
Estudio de genes de interés agronómico y de los determinantes de juvenilidad en
cítricos. La juvenilidad es un grave impedimento para la gestión de los recursos ya que
retrasa en muchos años la evaluación de genotipos que se introducen por semilla y
también la evaluación y selección en programas de mejora.