Desarrollo de líneas mutantes dobles haploides de cebada (Hordeum vulgare L.) mediante el cultivo "in vitro" de anteras y su evaluación en condiciones de campo

Abstract

La técnica de producción de Dobles Haploides (DH), está siendo utilizada en muchas áreas del mejoramiento genético y la investigación. Esta técnica proporciona dos ventajas importantes, la reducción del tiempo en el proceso de desarrollo de una variedad mejorada y permite mejorar la eficiencia de la selección. La homocigosidad de los individuos heterocigotas que ocurre en la primera generación es la clave de la técnica. Otro sistema en donde los DH tienen gran utilidad son las mutaciones inducidas. A través del sistema de DH se puede fijar rápidamente la característica de los genotipos mutantes y seleccionar los mismos con mayor eficiencia. La combinación de ambas técnicas constituye un sistema importante para mejorar la eficiencia en el desarrollo de una variedad de cebada y otros cultivos. Los métodos de obtención de DH de cebada más utilizados son la androgénesis (cultivo “in vitro” de anteras o microsporas) y por cruzas interespecíficas (método “bulbosum”). Los rayos gamma y los mutagénicos químicos son las fuentes de inducción de mutaciones más usadas. El trabajo realizado tuvo como objetivos: 1). Desarrollar Líneas Dobles Haploides de cebada a partir de poblaciones M1, empleando la técnica de cultivo de anteras “in vitro”. 2). Evaluar el efecto de la aplicación de azida de sodio (NaN2) y N-metil-N-nitroso Urea (MNH) en la producción de Líneas Dobles Haploides de cebada y 3). Evaluar el comportamiento de las líneas Mutantes Dobles Haploides, en condiciones de campo. Se utilizaron 2 Líneas avanzadas de cebada: Linea 2194 y Línea 3545. Las semillas de estas líneas se trataron con dos mutagénicos químicos (NaN3 y MNH) en tratamientos dobles (0.5 mM. MNH x 0.5 mM MNH y 1.0 mM. NaN3 x 0.75 mM. MNH). El experimento fue dividido en dos partes. En la fase de Laboratorio se tomaron las anteras de las plantas M1 y los testigos (sin tratamiento mutagénico) desarrollados en condiciones de campo y se cultivaron “in vitro” siguiendo el protocolo establecido para el cultivo de anteras de cebada. La respuesta al cultivo “in vitro” de anteras se evaluó a través del número de plantas verdes regeneradas por cada 100 anteras en medio de cultivo. La regeneración se incrementó 30% con el tratamiento de 0.5 mM. MNH x 0.5 mM. MNH (23%) comparado al testigo Linea 2194 (18%) y se duplicó en el tratamiento con 1.0 mM. NaN3 x 0.75 mM. MNH (25%) y se duplicó en el tratamiento con 1.0mM NaN3 x 0.75mM. MNH (25%) comparado al testigo Línea 3545 (12%). En la fase de campo las líneas DH (Dobles Haploides) producidas fueron cultivadas en el Valle del Mantaro 97-98 agrupándolas en 4 Ensayos de Rendimiento. En cada Ensayo de Rendimiento de 25 genotipos se incluyeron los testigos (Línea 2194 y Líneas 3545) con 3 repeticiones. Se evaluó los días al espigado, días a la maduración del grano, número de granos por espiga, peso de 1000 granos y rendimiento en kg/ha. Se analizó estadísticamente cada ensayo utilizando el Diseño de Bloques Completo al Azar y en los ensayos 2,3 y 4 (DH y MDH de la Líneas 3545) se realizó el análisis Combinado con tratamientos comunes y no comunes. Se obtuvo diferencias significativas en el rendimiento entre los Dobles Haploides evaluados. El MDH2194-022 rindió 4906 kg/ha y superó al testigo Linea 2194 que rindió 3510 kg/ha, el MDH3545-085 y el MDH3545-092 rindieron 4625 kg/ha y 4479 kg/ha respectivamente superando el rendimiento de 4017 kg/ha del testigo Linea 3545. La inducción de mutaciones produjo mayor variación en el rendimiento por hectárea en ambas líneas, comparada con la variación gametoclonal. Ambas técnicas, la producción de Dobles Haploides a través del cultivo “in vitro” de anteras de cebada y la inducción de mutaciones pueden utilizarse juntas en los programas de mejoramiento.