La variedad local ‘Morado de Huétor’ constituye un valioso recurso genético, que dada su variabilidad y distancia genética en relación a los cultivares comerciales, puede ser empleada en la mejora del cultivo
Desarrollo de un nuevo germoplasma en la mejora genética del espárrago
Moreno R.; Gil J. (Dpto. Genética, Universidad de Córdoba, Campus de Rabanales)Rubio J. (Área de Mejora y Biotecnología, IFAPA)19/07/2012
‘Morado de Huétor’ es una raza local tetraploide de origen interéspecífico entre la especie cultivada (Asparagus officinalis L).y una especie silvestre (Asparagus maritimus Mill.) que puede ser un buen recurso genético para la mejora genética de las variedades comerciales diploides debido a su distancia genética en relación a estas y a la alta variabilidad que presenta tanto para caracteres morfológicos como de interés agronómico. El uso directo como recurso genético de esta raza local mediante hibridación con plantas de variedades comerciales 2x queda limitado por el carácter 3x de las plantas que se obtienen. En este artículo se presentan los trabajos desarrollados para la obtención de una población diploide con germoplasma de la raza local.
Mediante el empleo de marcadores moleculares de ADN (microsatélites) se ha caracterizado esta población y se ha evaluado su posible utilidad en la mejora de las variedades 2x. Por otro lado los diferentes niveles ploídicos presentes en la raza local (4x,6x,8x) pueden actuar como puente entre las especies silvestres (4x,6x,12x) del género Asparagus y la especie cultivada. El germoplasma obtenido empleando la raza local y el que se obtenga en un futuro empleando las especies silvestres próximas filogenéticamente a A. officinalis L. se espera que pueda ser de utilidad en la mejora del cultivo tanto a nivel 4x como 2x.
Introducción
El espárrago cultivado (‘Asparagus officinalis L.’) es una especie perenne y diploide (2n=2x=20), originaria del próximo oriente y desde hace al menos dos mil años cultivada como alimento y como planta medicinal. Las especies del género Asparagus se agrupan en tres subgéneros: ‘Myrsiphyllum’, ‘Protasparagus’ y ‘Asparagus’. ‘A. officinalis’ pertenece al subgénero ‘Asparagus’. Dentro de este subgénero se encuentran un grupo de especies próximas filogenéticamente a la especie cultivada distribuidas por el continente Euroasiático y con diferentes niveles ploídicos respecto al número básico x = 10. Entre las más europeas se encuentran:’ A. prostratus’ Durmot, tetraploide (4x) con una distribución costera atlántica desde Galicia al sur de Inglaterra y Alemania, ‘A. maritimus’ Mill., que se cita con diferentes niveles ploídicos (4x, 6x, 12x) y con una distribución costera mediterránea (Francia, Italia, Albania, España), ‘A. pseudoscaber’ Grecescu (6x) distribuida principalmente por el valle del Danubio, ‘A. tenuifolius’ Lam. (2x) con una distribución más amplia por el norte del mediterráneo y Europa central, A. kasakstanicus Iljin (nivel ploídico desconocido) y ‘A. brachyphyllus’ Turcz.(4x, 6x) con una amplia distribución por Asia pero con alguna presencia en la costa norte del Mar Negro (Valdes 1975). Existen también otras especies europeas más alejadas evolutivamente de la cultivada, que se encuentran ampliamente distribuidas por la Cuenca Mediterránea: ‘A. acutifolius’ L., ‘A. horridus’ L. y ‘A. aphyllus’ L. pertenecientes también al subgénero ‘Asparagus’, y ‘A. albus’ L. que pertenece al subgénero ‘Protasparagus’. Los brotes jóvenes de estas últimas especies silvestres, conocidos comúnmente en España como espárragos ‘trigueros’, se suelen recolectar de sus poblaciones naturales para autoconsumo aunque también se pueden encontrar en algún mercado local.
La planta del espárrago cultivado es dioica (con plantas macho y plantas hembra), alógama y de polinización entomófila. El sexo en el espárrago está controlado por un solo gen (M/m). Hoy en día, la gran mayoría de variedades comerciales cultivadas de espárrago son ‘híbridos clonales’ cuyas semillas proceden del cruzamiento de dos plantas, una hembra (mm) y otra macho (Mm), que poseen una buena aptitud combinatoria entre ellas y que son clonadas para la producción de semilla híbrida, en estas variedades comerciales la mitad de las plantas son machos y la otra mitad hembras. A nivel agronómico, las plantas macho son más precoces, productivas y longevas que las plantas hembra (Ellison 1986). Además, las plantas macho no generan semilla y esto supone otra ventaja en relación a las plantas hembra, puesto que las semillas producidas por estas actúan de mala hierba para el propio cultivo que el agricultor se ve obligado a eliminar (Fig. 1).
Figura 1: Contaminación con semilla de espárrago generada por las plantas hembra de una parcela en cultivo.
Las ventajas agronómicas de las plantas macho es lo que ha llevado a plantearse en los programas de mejora de esta especie el desarrollo de variedades donde todos los individuos sean macho, conocidas como variedades híbridas macho (mm x MM). Esto implica la obtención de plantas parentales llamadas ‘Supermacho’ (MM). Éstas plantas se obtienen, bien a través de la autofecundación de plantas macho andromonoicas (plantas macho muy poco frecuentes que llegan a desarrollar el pistilo) o bien del cultivo ‘in vitro’ de anteras. En este momento las variedades híbridas macho representan aproximadamente un 50% del total de variedades presentes en la tercera red mundial de ensayos de espárrago. Este dato indica la importancia que este tipo de variedades está empezando a tener.
Actualmente se asume que las variedades comerciales más extendidas mundialmente tienen un origen común, la población holandesa del siglo XVIII’Violet Dutch’, que fue empleada como población base en los más importantes centros de mejora del espárrago (Knaflewsky, 1996). Este hecho, unido al avance de las técnicas de cultivo ‘in vitro’ que ha permitido explotar comercialmente las buenas combinaciones híbridas detectadas en el cruzamiento entre dos plantas y a la búsqueda de una mayor homogeneidad en las plantaciones, ha dado lugar a que la variabilidad genética disponible en las parcelas de cultivo se estime que es bastante reducida. Actualmente se considera que existe una fuerte erosión genética o pérdida de variabilidad genética en el espárrago cultivado. Esto ha sido puesto de manifiesto a nivel isoenzimático (Geoffriau et al. 1992) y mediante marcadores RAPDs (Random Amplified Polymorphic DNA) (Moreno et al 2006). Por lo tanto, la utilización de la diversidad existente en las variedades locales y en las especies silvestres próximas a la cultivada puede ser de valiosa utilidad en la mejora de esta especie.
Aunque la mayoría del espárrago consumido procede de variedades comerciales 2x, también se cultivan variedades locales tetraploides aunque con una distribución muy reducida: ‘Violetto d’Albenga’ (Italia), ‘Morado de Huetor’ (España) y ‘Cereseto’ y ‘Poire’ (Argentina). ‘Morado de Huétor’ se cultiva en la Vega de Granada y se diferencia de los cultivares diploides por presentar un calibre medio-fino, un color variable desde el verde al morado y con unas características organolépticas diferentes (sabor y olor más intenso). Aunque la raza local es considerada 4x, otros niveles ploídicos superiores (5x, 6x, y 8x) han sido detectados con baja frecuencia en esta población local. Esta población o raza local presenta una alta variabilidad tanto para caracteres organolépticos, morfológicos y de interés agronómico, así como a nivel molecular, que puede ser explicada por su origen híbrido natural entre la especie cultivada y una especie silvestre ('A. maritimus') (Moreno et al., 2008) En su zona de cultivo esta raza local ha sido progresivamente desplazada por las variedades híbridas comerciales, principalmente procedentes de California, debido a su mayor rendimiento y al mayor calibre de sus espárragos, una de las exigencias del mercado Centro-Europeo. En este artículo se presentan los trabajos realizados en nuestro grupo de mejora en los que se ha explorado el potencial que la raza local ‘Morado de Huétor’ puede tener en la mejora del espárrago.
Desarrollo de híbridos triploides
En 1999 se inició un programa de mejora genética sobre esta raza local con el objetivo de obtener un híbrido clonal 4x que fuera más productivo y homogéneo pero que mantuviera sus características diferenciales por las cuales este espárrago es demandado y consumido. Durante la ejecución del programa de mejora otras líneas de trabajo han ido surgiendo. Una de ellas es la obtención de híbridos 3x procedentes del cruzamiento entre plantas 4x de la raza local y plantas 2x de variedades comerciales. Los resultados de los cruzamientos realizados mostraron que el híbrido 3x era posible y que se podría llegar a producir semilla en cantidad comercial. El interés de esta línea de trabajo se basaba en la hipótesis de que un híbrido 3x podría comportarse como un híbrido macho puesto que las plantas hembra de una variedad 3x serían prácticamente infértiles y, además, se podría explorar el vigor híbrido al cruzar dos fondos genéticos diferentes, el de la raza local de origen interespecífico y el de las variedades comerciales que como se ha dicho proceden de una misma población antigua. Hasta el momento se han establecido dos ensayos con híbridos experimentales 3x. El primero de ellos se plantó en Huétor Tájar (Granada) y estuvo compuesto por híbridos experimentales 3x y 4x y fue evaluado durante los años 2007-2008 (Moreno et al 2010a). Teniendo en cuenta el potencial que en ese ensayo mostraron los híbridos 3x se plantó un segundo ensayo (Córdoba) compuesto principalmente por híbridos 3x, que ha sido evaluado durante los años 2010-2012. En estos dos ensayos se ha podido comprobar que los triploides muestran en general un comportamiento agronómico similar a las variedades macho y tienen un elevado potencial productivo, incluso varios híbridos 3x han presentado un rendimiento superior a los mejores testigos comerciales 2x. Dependiendo de la planta hembra empleada de la raza local el color ha variado entre el verde claro similar a las variedades comerciales 2x y un color verde-morado con distintas intensidades. El calibre mostrado por estos híbridos 3x ha sido en general intermedio entre los cultivares 2x y la raza local Morado de Huétor.
Figura 2: Aspecto de la variedad 8x (HT801) en cultivo.
Como resultado de los dos ensayos de híbridos experimentales con híbridos 3x anteriormente mencionados se ha establecido una parcela de demostración en Huétor Tájar (Granada) con los mejores híbridos experimentales de ambos ensayos. Esta parcela ha sido plantada en 2011 y contiene un híbrido octoploide que fue incluido en ambos ensayos y que procede del cruzamiento de dos plantas 8x detectadas dentro de la raza local, que presentaban características propias de los espárragos trigueros. Este híbrido octoploide (‘HT801’) es muy precoz y en la zona de cultivo de Huétor-Tájar (Granada) presenta un producción similar a las variedades comerciales 2x (Fig. 2). Además estudios llevados a cabo por el Instituto de la Grasa (CSIC) de Sevilla han demostrado que presenta una alta concentración en compuestos funcionales (saponinas y flavonoides) en comparación con las variedades comerciales diploides. Este híbrido 8x está actualmente en proceso de registro. Basándose en sus peculiares características este tipo de espárrago se está promocionando y comercializando en restaurantes de reconocido prestigio (Moreno et al 2012).
Obtención de híbridos tetraploides con germoplasma de variedades diploides comerciales
Otra de las líneas de trabajo que han ido surgiendo es el desarrollo de híbridos 4x empleando plantas 4x que contienen germoplasma de la raza local y de las variedades comerciales 2x y que han sido obtenidas en nuestro programa de mejora. Algunas de estas plantas presentan un calibre similar a las variedades comerciales diploides. Estas plantas se generaron mediante dos procedimientos: 1) Obtención de plantas 6x en la raza local mediante cruzamientos de plantas 8x con plantas normales 4x, estas plantas 6x se cruzaron con plantas 2x de variedades comerciales obteniéndose plantas 4x que llevaban germoplasma de diploides comerciales; y 2) detección de plantas 4x dentro de híbridos experimentales 3x de nuestro programa de mejora, probablemente originadas por la presencia de gametos no reducidos (2n) en el parental 2x puesto que la formación de gametos no reducidos ha sido descrito en esta especie (Camadro 1992). Cruzando algunas de estas plantas se ha establecido un nuevo ensayo de híbridos experimentales 4x plantado en el año 2011 en Córdoba y no será hasta el 2013 cuando se empezará a evaluar para rendimiento, aunque durante este tiempo ya se han evaluado para algunas características interesantes para el cultivo como la precocidad, calibre, color y vigor. Así mismo se han detectado dentro de estas plantas 4x, con germoplasma de la raza local y variedades comerciales, plantas macho que son ‘MMmm’ que producen descendencias híbridas con un alto porcentaje de plantas macho (83%).
Desarrollo de una población de plantas diploides con germoplasma de ‘Morado de Huétor’
Como se puede ver ‘Morado de Huétor’ es una variedad local que puede ofrecer un elevado potencial de uso en la mejora genética del espárrago debido a su alta variabilidad genética y que puede ser empleada para incrementar la diversidad varietal existente actualmente. Recientemente otro de nuestros objetivos es el desarrollo de plantas diploides a partir de ‘Morado de Huétor’. Una vía de obtención de este tipo de plantas podría ser a través del cultivo ‘in vitro’ de anteras para obtener dihaploides pero es una técnica que habría que poner a punto en la raza local. En nuestro programa hemos empleado dos métodos.
El primer método consistió en buscar plantas diploides de ‘Morado de Huétor’ basándonos en el fenómeno de la poliembrionía, que consiste en la formación de dos o más embriones en una misma semilla entre los que es posible encontrar embriones con la mitad del número de cromosomas, en nuestro caso diploides. Para ello se recogieron frutos de diferentes parcelas plantadas con dicha variedad. Cuando las semillas de estos frutos iban germinando (27 °C) se seleccionaban aquellas que presentaban dos o más radículas sembrándose en bandejas de alvéolos de 7 x 8 cm en un sustrato compuesto por una mezcla de turba y arena (3:1). Cuando los tallos emergidos llegaron a alcanzar unos 10 cm fueron separados y plantados independientemente. De 29.100 semillas puestas a germinar se obtuvieron 93 semillas poliembriónicas (0,31%) y un 43% de plantas vivas. Estos resultados son similares a los obtenidos en variedades diploides donde se ha descrito un porcentaje similar de semillas poliembriónicas así como también una pérdida significativa de plantas (Randall y Rick 1945; Thévenin 1968; Uno et al. 2002). De las plantas obtenidas 81 fueron tetraploides, tres fueron hexaploides y cuatro triploides. Las plantas hexaploides podrían tener un origen sexual como resultado del encuentro de un gameto no reducido (4x) con otro normal (2x) y las triploides debido a la presencia de algún gameto procedente de una planta diploide ya que las parcelas de la raza local suelen estar rodeadas de otras con variedades comerciales diploides. En poblaciones diploides de la especie cultivada el porcentaje medio de plantas haploides obtenidas por poliembrionía es alrededor de un 2% de las plantas vivas obtenidas, citándose un alto porcentaje de plantas diploides y alguna que otra planta con nivel ploídico superior (Randall y Rick 1945; Thèvenin 1968; Uno et al. 2002). En nuestro caso no hemos conseguido ningún dihaploide a pesar de haber empleado un número de semillas similar al manejado por lo autores citados.
El segundo método para obtener plantas diploides con genes de la variedad ‘Morado de Huétor’ fue a partir de cruzamientos de plantas 3x, citadas anteriormente, con diploides comerciales, este método puede generar desde distintos tipos de aneuploides a plantas diploides normales que llevarían germoplasma de la raza local y de las diploides comerciales. Según Ozaki et al. 2004, el cruzamiento 3x * 2x entre plantas de ‘A. officinalis’ genera un 26.3% de plantas diploides mientras que el resto son aneuploides. Para conseguir este objetivo se emplearon en primer lugar plantas triploides en cuya obtención se utilizaron 7 genotipos 4x de la variedad local (HT069, HT565, HT622, HT433, HT200, HT349, HT346). Estas plantas 3x se han cruzado manualmente o en polinización abierta con plantas diploides procedentes de cultivares comerciales. El nivel ploídico de las plantas obtenidas, tanto en este apartado como en los demás, ha sido determinado mediante estimación del contenido relativo de ADN por célula empleando para ello la técnica de la citometría de flujo (Ploidy Analyser PA-I, Partec GmbH, Münster, Germany). El nivel ploídico se determina por cantidad relativa de ADN respecto a una referencia conocida que en nuestro caso ha sido ‘Asparagus officinallis\1CV\2 ‘UC-157’ (2n=2x=20). Esta es una técnica fácil y rápida de manejar que permite analizar grandes cantidades de material en poco tiempo.
Tabla1: Número de alelos y PIC obtenidos en espárrago en diferentes cultivares comerciales 2x (HC), en la raza local 4x (HT) y en la población 2x con germoplasma de HT (HTHC).
Como resultado del conjunto de los cruzamientos 3x * 2x se obtuvieron en total 525 semillas que dieron lugar a 297 plantas (56%). El análisis del nivel de ploidía indicó que había plantas diploides y aneuploides. Finalmente, se obtuvieron 77 plantas con un valor similar al control 2x y en las que han intervenido diferentes genotipos de ‘Morado de Huétor’, HT069 (9), HT565 (11), HT622 (32), HT433 (2), HT200 (9), HT349 (2), HT346 (1) y HT773 (11). En el análisis SSR con los cuatro microsatélites empleados en este estudio se han obtenido un total de 35 alelos en la población 2x obtenida. Como se puede ver en la tabla 1, este número de alelos fue menor y mayor a la vez que los obtenidos previamente en ‘Morado de Huétor’ (54 alelos) y cultivares comerciales (17 alelos) respectivamente (Moreno et al., 2010). Alelos presentes en la raza local (HT) y ausentes en los cultivares comerciales (HC) han sido detectados en la nueva población 2x obtenida, lo que confirma la presencia de introgresiones de ‘Morado de Huétor’ en esta población. Esto se confirma también con los valores medios de PIC obtenidos en la población que fueron superiores a los obtenidos en los cultivares diploides (Tabla 1). Estos resultados para nº de alelos y PIC indican que la nueva población presenta una mayor variabilidad genética que el conjunto de cultivares comerciales incluidos en este estudio.
Las plantas diploides obtenidas fueron caracterizadas molecularmente con marcadores microsatélites de ADN (SSR). La extracción de ADN de todas las plantas se realizó mediante el método de DNAzol. Para la caracterización se han analizado 4 microsatélites (AG8, TC1, TC3 y TC7) que presentaron en trabajos previos con la raza local un Contenido de Información Polimórfica (PIC) superior a 0,8 (Moreno et al., 2010b). Los cebadores, la mezcla de reacción y condiciones de la PCR fueron las previamente descritas por Caruso et al., (2008). Los cebadores fueron marcados con dos fluorocromos diferentes (6FAM y HEX) y los productos de la amplificación de fragmentos de ADN se separaron mediante un secuenciador automático capilar (ABI 3010 Genetic Analyzer Applied Biosystems/HITACHI). Se evaluó la presencia/ausencia de cada fragmento en cada planta como 1/0 y se construyó una base de datos que sirvió para estimar el PIC para cada microsatélite como: PIC=1-Σp2j, siendo p la frecuencia de cada alelo j en la población 2x obtenida. El número de alelos y el PIC obtenido para cada microsatélite se ha comparado con los obtenidos previamente por Moreno et al. (2010b) en la raza local y en 72 plantas pertenecientes a 6 cultivares diploides (‘Atlas’, ‘Grande’, ‘UC-157 F1’, ‘Plaverd’, ‘Steline’ y ‘Thielim’). En los cultivares, cada muestra analizada estaba formada por una mezcla de 6 individuos y se analizaron dos muestras por cultivar. Asimismo la base de datos se ha empleado para realizar un análisis de coordenadas principales.
Figura 3: Análisis de coordenadas principales con los alelos SSR de espárrago obtenidos en la raza local 4x (HT), los cultivares comerciales 2x (HC) y la población 2x con germoplasma de la de la raza local y cultivares comerciales (HT x CM) x CM).
En el análisis de coordenadas principales, las dos primeras coordenadas explicaron un 53% de la variabilidad total (Fig. 3). En esta figura se puede ver que la población obtenida se sitúa en una zona intermedia entre la raza local (HT) y los cultivares diploides (HC) cuyos grupos son los más alejados genéticamente. Este resultado confirma el origen de la nueva población 2x obtenida y su mayor variación respecto a los diploides comerciales. Todas las plantas diploides de la nueva población obtenida se encuentran en la actualidad creciendo en un macrotúnel para producir semilla en polinización abierta. Esta población y las descendencias que se obtengan de ella se evaluarán para diferentes caracteres de interés agronómico, con el objeto de seleccionar aquellos genotipos más interesantes para ser empleados en la mejora de los cultivares diploides (Figs. 4 y 5).
Figura 4: Parcela establecida con las plantas diploides que contienen germoplasma de la raza local 'Morado de Huétor'.
Figura 5: Detalle de parcela diploide con germoplasma 'Morado de Huétor' mostrando plantas con diferente calibre y desarrollo.
Introducción de germoplasma de especies silvestres en la cultivada
Como se ha mencionado anteriormente, las especies silvestres próximas filogenéticamente pueden ser empleadas igualmente para ampliar la base genética de las variedades modernas. No existen muchas referencias de los cruzamientos entre A. officinalis y las especies silvestres. Se han obtenido híbridos con ‘A. tenuifolius’ (Bozzini 1963), ‘A. brachyphyllus’ (Ito y Currence 1965), ‘A. prostratus’ (Mc Collum 1988) ‘A. maritimus’ (Alberti et al. 2004) y con dos especies de distribución asiática: ‘A. schoberioides’ (Ito et al 2007) y ‘A. kiusianus’ (Ito et al 2011) pero hasta ahora no se encuentran referencias de su uso en programas de mejora.
Figura 6: Parcela de especies silvestres mostrando ‘A. maritimus’ 12x –en primer plano–, ‘A. pseudoscaber’ 6x –centro–, y ‘A. maritimus’ 6x –fondo–.
Figura 7: Plantas de 'Asparragus prostratus'.
Con el objetivo de evaluar la posibilidad de emplear este germoplasma en la mejora del espárrago se realizaron cruzamientos entre plantas de ‘Morado de Huétor’ y plantas procedentes de una colección de especies silvestres situada en dos localidades: Córdoba y Churriana de la Vega (Granada) (Figs. 6 y 7). Esta colección está compuesta por 11 poblaciones procedentes de 4 especies silvestres (‘A. postratus’, ‘A. maritimus’, ‘A. brachyphyllus’ y ‘A. pseudoscaber’) (ver tabla 2). Los cruzamientos se han realizado manualmente y empleando plantas 4x y 6x de la raza local ‘Morado de Huétor’ según el nivel ploídico de la especie con la que se cruzaba, excepto en la población 12x de ‘A. maritimus’ que se cruzó con una planta 4x con el objetivo de obtener una planta 8x (Figs. 8 y 9). En este nivel ploídico puede ser más fácil introducir germoplasma de A. maritimus (12x) en la raza local mediante el cruzamiento con plantas 8x de ´Morado de Huétor’.
Figura 8: Híbridos interespecíficos con 'Morado de Huétor'. En primer plano 3 plantas obtenidas con ‘A. maritimus’ (6x) y al fondo una con ‘A. postratus’.
Figura 9: Híbrido 8x obtenido entre A. maritimus (12x) y 'Morado de Huétor' (4x).
En los cruzamientos realizados para obtener plantas híbridas entre especies silvestres y variedades cultivadas se han obtenido 58 plantas (ver tabla 2). Estas plantas híbridas entre especies silvestres y plantas de la raza local se retrocruzarán con plantas de la raza local en el mismo nivel ploídico (4x, 6x y 8x) con el objetivo de introducir genes de la especies silvestres en el fondo genético de la raza local, y evitar, si es posible, características indeseables (porte rastrero, baja ramificación, etc) para el cultivo que suelen presentar las especies silvestres. Del material procedente de los retrocruzamientos, las plantas 4x con germoplasma de ‘A. postratus’ se evaluará su utilidad en la mejora del cultivo a nivel 4x y se tratará de obtener plantas 2x siguiendo la misma metolodología descrita para el desarrollo de estas con germoplasma de la raza local. En el caso de los híbridos interespecíficos 6x se retrocruzarán de nuevo con plantas de Morado de Huétor 6x y posteriormente se volverán a cruzar con plantas 2x con el objetivo de obtener plantas 4x con germoplasma de la especie silvestre. Como se ha comentado anteriormente, en nuestro programa de mejora se han obtenido plantas 4x procedentes del cruzamiento de plantas 6x de la raza local con plantas 2x de variedades comerciales.
Tabla 2: Origen, nivel ploídico y número de plantas de las diferentes poblaciones presentes en la colección de especies silvestres y de los híbridos obtenidos con plantas de la raza local.
El origen interespecífico de ‘Morado de Huétor’ y los diferentes niveles ploídicos detectados en la población pueden permitir que plantas de esta raza local puedan actuar de puente entre las especies silvestres y el cultivo. Las especies silvestres pueden ser una fuente de genes de interés para la mejora del cultivo. Así A. postratus y A. maritimus tienen una distribución costera y esta última ha sido descrita como tolerante a la salinidad y resistente a la roya del espárrago, una de las principales enfermedades del cultivo. Por otro lado ‘A. densiflorus var sprengeri’ es una especie hexaploide ornamental muy alejada evolutivamente de la cultivada (Subgénero Protasparagus) pero que es altamente resistente a ‘Fusarium’ spp. (Marcellán y Camadro, 1999) considerada la enfermedad más importante del cultivo. Estos autores estudiaron las posibles barreras que pueden estar impidiendo la obtención del híbrido con ‘A.officinalis’ sugiriendo la posibilidad de superarlas a través del rescate de embriones o empleando manipulaciones de ploidía. En nuestro programa de mejora hemos obtenido frutos con una frecuencia muy baja de un cruce entre una planta hexaploide híbrida (‘Morado de Huetor’ x ‘A. maritimus’) y ‘A.densiflorus’\1CV\2 Sprengeri (6x) pero cuya semilla no llegó a germinar. Las especies silvestres son también interesantes desde el punto de vista nutracéutico ya que poseen mayores valores de flavonoides y saponinas que los diploides comerciales, y con composiciones diferentes de estos compuestos funcionales (comunicación personal Dr.Guillen, Inst. Grasa-CSIC).
Conclusión
En resumen, la variedad local ‘Morado de Huétor’ constituye un valioso recurso genético, que dada su variabilidad y distancia genética en relación a los cultivares comerciales, puede ser empleada en la mejora del cultivo. Los híbridos triploides desarrollados empleando ‘Morado de Huétor’ presentan un elevado potencial, puesto que presentan un comportamiento agronómico similar a las variedades macho y permiten explorar el vigor híbrido que se puede obtener del cruzamiento entre dos fondos genéticos diferentes. Por otro lado los híbridos obtenidos entre plantas 4x que contienen germoplasma de la raza local y de las variedades cultivadas y que presentan un calibre similar a las variedades 2x pueden contribuir a generar nuevas variedades a nivel 4x con diferentes características organolépticas y morfológicas. Estos híbridos 3x y 4x con germoplasma de la raza local podrían contribuir también a incrementar la diversidad del espárrago cultivado. Hasta ahora se ha generado una población 2x con germoplasma de ‘Morado de Huétor’ que según se desprende de los datos a nivel molecular podría ser de utilidad para ampliar la base genética de las variedades cultivadas diploides. Por otro lado los diferentes niveles ploídicos presentes en la población local la pueden convertir en un puente entre las especies silvestres del género ‘Asparagus’ y la especie cultivada. El germoplasma obtenido empleando la raza local y el que se obtenga en un futuro empleando las especies silvestres se espera que pueda ser de utilidad en la mejora del cultivo tanto a nivel 4x como 2x. Todos estos resultados demuestran la importancia que tiene la conservación de las poblaciones o razas locales por su potencial en la mejora de las especies cultivadas.
Agradecimientos
Estos trabajos han sido financiados por los proyectos AGL2008-05229 y AGL2011-23953 cofinanciados con fondos FEDER y por un contrato I+D con Centro Sur SCA.
Referencias bibliográficas
- Alberti P, Casali PE, Barbaglio E, Toppino L, Mennella G, Falavigna A (2004). Interspecific hybridization for Asparagus breeding. In: Proceedings of the XLVIII Italian Society of Agricultural Genetics. Poster Abstract - F.48
- Bozzini A, (1963). Interspecific hybridization and experimental mutagenesis in breeding Asparagus. Genetica Agraria 16: 212-218.
- Camadro EL (1992). Cytological mechanism of 2n microspore formation in garden asparagus. Hortscience 27: 831-832
- Caruso M, Federici CT, Roose ML (2008). EST-SSR markers for asparagus genetic diversity evaluation and cultivar identification. Molecular Breeding 21:195-204
- Ellison JH (1986). Asparagus breeding. In: Breeding Vegetable Crops. AVI Publishing Co. pp. 521-569.
- Geoffriau E, Denoue D, Rameau C (1992). Assessment of genetic variation among asparagus (Asparagus officinalis L.) population and cultivars: agromorphological and isozymatic data. Euphytica 61, 169-179.
- Ito PJ, Currence TM (1965). Inbreeding and heterosis in asparagus. Proc Amer Soc Hort Sci 86: 338- 346.
- Ito T, Ochiai T, Ashizawa H, Shimodate T, Sonoda T, Fukuda T, Yokoyama J, Kameya T, Kanno A b(2007). Production and analysis of reciprocal hybrids between Asparagus officinalis L. and A. choberioides Kunth. Genet Resour Crop Evol 54:1063–1071
- Ito T, Konno I, Kubota S, Ochiai T, Sonoda T, Hayashi Y, Fukuda T, Yokoyama J, Nakayama H, Kameya T, Kanno A (2011).Production and characterization of interspecific hybrids between Asparagus kiusianus Makino and A. officinalis L. Euphytica 182 (2): 285-294.
- Knaflewsky M (1996). Genealogy of asparagus cultivars. In: Nichols, M. and Swain, D. (eds), Proc VIIIth Int. Asparagus Symp. pp. 87-91.
- Mc Collum GD (1988). Asp 8271 and Asp 8284 asparagus germoplasm. Hortscience 23: 641
- Marcellan ON, Camadro EL (1999) Formation and development of embryo and endosperm in intra and inter specific crosses of Asparagus officinalis and A. densiflorus\1CV\2‘Sprengeri’. Scientia Horticulturae 81:1-11
- Moreno R, Espejo JA, Cabrera A, Millan T, Gil J (2006). Ploidic and molecular analysis of ‘Morado de Huétor’ asparagus (Asparagus officinalis L.) population; a Spanish tetraploid landrace. Genet Resour Crop Ev 53: 729-736.
- Moreno R, Espejo JA, Cabrera A, Gil J (2008). Origin of tetraploid cultivated asparagus landraces inferred from nrDNA ITS polymorphisms. Ann Appl Biol. 153 (2): 233-241.
- Moreno R, Espejo JA, Gil J (2010a). Development of triploid hybrids in asparagus breeding employing a tetraploid landrace. Euphytica 173 (3): 369-375.
- Moreno R, Carmona E, López-Encina C, Rubio J, Gil J (2010b). Aplicación de marcadores microsatélites en la mejora del espárrago. Actas de Horticultura 55: 221-222.
- Moreno R, Castro P, Rubio J, Rodríguez-Arcos R, Gil J (2012). Desarrollo de una nueva variedad de espárrago octoploide ‘HT801’. Actas de Horticultura 60: 105-108.
- Ozaki Y, Narikiyo K, Fujita C, Okubo H (2004). Ploidy variation of progenies from intra- and inter-ploidy crosses with regard to trisomic production in asparagus (Asparagus officinalis L.) Sex Plant Reprod 17: 157–164.
- Randall TE, Rick CM (1945). A cytogenetic study of polyembryony in Asparagus officinalis L. Am J Bot 32: 560-569.
- Thévenin L (1968). Les Problèmes d’ amélioration chez Asparagus officinalis L.II. Haploïdie et amélioration. Ann Amélior Plantes. 18: 327-365.
- Uno Y, Li Y, Kanechi M, Inagaki N (2002). Haploid production from polyembryonic seeds of Asparagus officinalis L. Acta Hort. (ISHS) 589:217-224.
- Valdes BC (1975). Notas sobre algunas especies europeas de Asparagus (Liliaceae). An Inst Bot Cavanilles 32: 1079–1092.
