EVALUACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE LÍNEAS DE FRIJOL COMÚN (Phaseolus vulgaris L.) TOLERANTES A ALTAS TEMPERATURAS
Jose A. Polanía, Néstor Chaves, César Cajiao, Stephen Beebe e Idupulapati M. Rao
59 Reunión Anual del Programa Cooperativo Centroamericano para el Mejoramiento de Cultivos y Animales (PCCMCA)
Estrés por Calor en Frijol • Muchos países podrían experimentar estrés por calor sin
precedentes debido al cambio climático.• Temperaturas diurnas mayores de 30°C y temperaturas
nocturnas superiores a 20°C pueden reducir el rendimiento ycalidad de frijol común (aborto floral; fertilización y desarrollode ovulo interrumpido; deformación de vaina).
• Aumento de la tolerancia de frijol en 2°C de la temperaturapodría aumentar en más de un 50% el área apta para producción(Beebe et al. 2012).
• Trabajos anteriores en mejoramiento han identificado líneastolerantes a calor en frijol (J. C. Rosas; T. Porch; J. Beaver)
Tio Canela, Amadeus, Centa Pepil, VeranoTRAS-SR05 and TRAS-MST1 (Meso); TARS-HT1 and HT2 (Andean)TRAS-Tep 22 and TRAS-Tep 32 (Tepary)
Objetivos
• Desarrollar variedades de frijol adaptadas acondiciones de estrés por altas temperaturas pormedio de mejoramiento genético
• Implementar herramientas que permitan acelerar yhacer más eficientes los programas mejoramiento,como la ampliación de los criterios de selecciónmediante la identificación de características morfo-fisiológicas de la planta altamente relacionadas conrendimiento.
Dos ensayos de campo fueron realizados en al Universidad del Tolima – Armero, Colombia (Agosto a Noviembre del 2013)9 Un ensayo que incluían 30 líneas SEF; 3 padres ALB 74,
INB 841, RCB 593; 3 testigos SER 16, EAP 9510-77 (Amadeus), G 40001 (Phaseolus acutifolius). En un diseño Latice 6 x 6 con 3 repeticiones, bajo condiciones de riego, cada parcela de 4 surcos de 4 metros de largo
9 Un vivero de observación con 316 genotipos (Líneas SEF, líneas INB, líneas SER) bajo condiciones de riego, cada parcela de 2 surcos de 4 metros de largo
Metodología
ALB 74 * X INB 841** F1 X RCB 593
F1
* Interespecifico con Phaseolus coccineus** Interespecifico con Phaseolus acutifolius
Resultados
Armero 2013
Días después de siembra0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Tem
pera
tura
(o C)
15
20
25
30
35
40
45Temperatura mínimaTemperatura máxima
Temperatura máxima promedio 34 °CTemperatura mínima promedio 22 °C
Etapa reproductivaFloración Llenado de grano
Efecto de altas temperaturas sobre la producción de grano en líneas SEF - Armero
Armero 2013
Genotipo
G 4
0001
SEF
15
SEF
45
SEF
60
EAP
9510
-77
SEF
16
SEF
14
SEF
62
SEF
55
INB
841
SEF
9
SEF
43
SEF
64
SEF
52
SEF
47
SEF
10
SEF
29
SEF
11
SEF
44
SEF
42
RCB
593
SEF
56
SEF
17
SEF
49
SEF
1
SEF
69
SEF
74
SEF
28
SEF
70
SEF
50
SEF
53
SEF
71
ALB
74
SEF
68
SEF
73
SER
16
Rend
imie
nto
de g
rano
(kg
ha-1
)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
DMS: 480Amadeus 77
P. acutifolius
Antera SER 16Antera G 40001(Phaseolus acutifolius)
Polen G 40001Viabilidad > 90%
Polen SER 16Viabilidad entre
20 – 30 %
Efecto de estrés por calor en formación de antera y viabilidad de polen
Viabilidad de polen con estrés por calor (%)
0 20 40 60 80 100Rendimiento grano con estrés por calor (kg ha
-1)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000G 40001
SEF 15SEF 45 SEF 60
SEF 16SEF 14
SEF 62SEF 55
INB 841SEF 43SEF 52
SEF 10SEF 29
SEF 11SEF 42 SEF 56
SEF 71
EAP 9510-77
SEF 9SEF 64
SEF 47
RCB 593
ALB 74 SER 16 SEF 73SEF 68
Media: 407DMS: 480
Media: 46.2DMS: 23.9
r = 0.74***
SEF 74
Relación entre viabilidad de polen y producción de grano con estrés por calor en líneas SEF
Parámetros de movilización de fotoasimilados
Índice partición a vaina Índice de cosecha de vaina
(Peso de vaina en cosecha/ Peso parte aérea en mitad de llenado de grano) X 100
(Peso semilla/ Peso de vaina) X 100
Biomasa de la copa con estrés por calor (kg ha-1)
1000 2000 3000 4000 5000 6000Rendimiento grano con estrés por calor (kg ha
-1)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000G 40001
SEF 15SEF 45
SEF 60SEF 16
SEF 14SEF 62SEF 55INB 841
SEF 43
SEF 52SEF 10 SEF 29
SEF 11
SEF 42SEF 56
SEF 71
EAP 9510-77
SEF 9
SEF 64SEF 47
RCB 593
ALB 74SER 16
SEF 74
Media: 407DMS: 480
Media: 2829DMS: 1835
r = 0.58***
Relación entre vigor (biomasa de la copa) y producción de grano con estrés por calor
Índice de partición a vaina con estrés por calor (%)0 20 40 60 80R
endimiento grano con estrés por calor (kg ha
-1)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
G 40001
SEF 15SEF 45 SEF 60 SEF 16
SEF 14SEF 62SEF 55 INB 841 SEF 43
SEF 52
SEF 10SEF 29SEF 11 SEF 42
SEF 56SEF 71
EAP 9510-77
SEF 9
SEF 64SEF 47
RCB 593
ALB 74 SER 16SEF 74
Media: 407DMS: 480
Media: 28.0DMS: 41.8
r = 0.45***
Relación entre movilización de fotoasimilados a formación de vaina y producción de grano con
estrés por calor en líneas SEF
Índice de cosecha de vaina con estrés por calor (%)
10 20 30 40 50 60 70 80 90Rendimiento grano con estrés por calor (kg ha
-1)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
G 40001
SEF 15SEF 45SEF 60
SEF 16SEF 14
SEF 62 SEF 55INB 841
SEF 43SEF 52
SEF 10SEF 29SEF 11
SEF 42SEF 56
SEF 71
EAP 9510-77
SEF 9
SEF 64SEF 47
RCB 593
ALB 74SER 16
SEF 44
SEF 73
SEF 50
Media: 407DMS: 480
Media: 53.9DMS: 25.3
r = 0.53***
SEF 74
Relación entre movilización de fotoasimilados de vaina a formación de grano y producción de grano
con estrés por calor en líneas SEF
Correlaciones ( r ) entre rendimiento de grano y características de la planta con estrés por calor
Características de la planta Calor
Biomasa de la copa (kg ha-1) 0.58***
Depresión temperatura de la copa (oC) 0.15
Viabilidad de polen (%) 0.74***
Índice partición a vaina (%) 0.45***
Índice de cosecha (%) 0.50***
Índice cosecha de vaina (%) 0.53***
Numero de semilla por m2 0.78***
Numero de vaina por m2 0.81***
Peso de 100 semillas (g) 0.58***
*, **, *** Significancia a los niveles de probabilidad de 0.05, 0.01 y 0.001 respectivamente
Resultados: Líneas SEF - Armero
G 40001 (Phaseolus acutifolius)
SEF 60SEF 16
EAP 9510-77 (Amadeus)
G 40001 (Phaseolus acutifolius)
SEF 16 SEF 60
Resultados: Líneas SEF - Armero
EAP 9510-77 (Amadeus)
• De las 312 líneas evaluadas, solo 87 mostraron producción de grano bajo estrés por calor
• Dos accesiones de P. lunatus fueron inidentificadas como tolerantes a calor
• Tres líneas de frijol (SEF 15, SEF 14 e INB 604) fueron sobresalientes en su adaptación a altas temperaturas
Resultados: Vivero de Observación
Genotipo
Rendimiento Grano
(kg ha-1) Genotipo
Rendimiento Grano
(kg ha-1)G 27529 – P. lunatus 1940 INB 818 1077G 27525 – P. lunatus 1909 INB 830 1033SEF 15 1678 SEF 46 1027
INB 604 1642 INB 605 964
G 40001 – P. acutifolius 1497 INB 837 963SEF 14 1480 INB 829 915
SEF 16 1181 SEF 62 901INB 603 1180 SEF 47 869SEN 52 1128 INB 606 802
INB 826 1104 SEF 54 794
***Líneas INB: interespecificas P. vulgaris X P. acutifolius
SEN 52 INB 605
G 27529 (P. lunatus) Haiti, 300 m.s.n.m
INB 837
INB 835G 27525 (P. lunatus) Haiti, 250 m.s.n.m
Resultados: Vivero de Observación
Lecciones aprendidas• Phaseolus acutifolius es un recurso genético
importante y de utilidad en la tolerancia a calor • En frijol común la formación de polen y su viabilidad
es el periodo reproductivo más sensitivo al calor• La movilización de fotoasimilados de la planta a
formación de vaina y posteriormente a la formación de grano son procesos claves en la tolerancia a calor
• Se identificaron genotipos que combinan características relacionadas con adaptación a estrés calor para ser usados como padres en el programa de mejoramiento para esta limitación.
Conclusiones
• En el vivero de observación se identifico la línea SEN52 y las líneas interespecíficas con P. acutifolius INB604, INB 605 e INB 837 son genotipos con adaptación acalor
• En el ensayo SEF se identificaron las líneas SEF 60, SEF15, SEF 16 y SEF 14 sobresalientes en su adaptación acalor
• La tolerancia a calor de estas líneas fue asociado conuna mayor viabilidad de polen, combinado con unamayor movilización de fotoasimilados de la planta aformación de vaina y posteriormente a la formación degrano
Gracias
Top Related