La mejora genética del almendro

(1)

Rafel Socias i Company Unidad de Hortofruticultura CITA de Aragón Zaragoza

LA MEJORA GENÉTICA

DEL ALMENDRO

(2)

OBTENCIÓN DE PLANTONES

COLECCIÓN

ENSAYOS EXTERIORES

SELECCIÓN FINAL Y DISTRIBUCIÓN DEFINICIÓN DE OBJETIVOS Centr o de In vestiga ción y Tecno logía A groalim entaria de Ar agón

(3)

Estudios previos Problemas existentes Material vegetal DEFINICIÓN DE OBJETIVOS ELECCIÓN DE PARENTALES Centr o de In vestiga ción y Tecno logía A groalim entaria de Ar agón

(4)

Selección

de parentales

• Caracteres

morfológicos

• Caracteres

fisiológicos

(5)

Obtención

del material vegetal

• Estudio

de la compatibilidad

floral

• Cruzamientos

• Recolección

y germinación

– Estratificación

– Cultivo de óvulos y embriones

(6)

PLANTONES ORIGINALES Campo Invernadero _OBJETIVOS Criterios de selección Criterios de selección Injerto en vivero ENSAYOS DE CAMPO Centr o de In vestiga ción y Tecno logía A groalim entaria de Ar agón

(7)

ENSAYOS DE CAMPO ENSAYOS EXTERIORES SELECCIÓN FINAL DISTRIBUCIÓN Comportamiento agronómico Comportamiento agronómico OBJETIVOS Criterios de selección Criterios de selección Centr o de In vestiga ción y Tecno logía A groalim entaria de Ar agón

(8)

Programas de mejora

• California (1923, USDA-Univ. de California,

obtentores privados)

• Unión Soviética (años 1930, Rikhter, en Yalta,

Crimea)

• Francia (años 1950, Grasselly)

• España (1974 en Zaragoza, 1975 en Reus, años

(9)

(10)

Problemas de la producción del

almendro

• Heladas

• Mala polinización

(11)

Producción española de almendra (2001-2013) 0 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013* Centr o de In vestiga ción y Tecno logía A groalim entaria de Ar agón

(12)

Objetivos

principales

• Autocompatibilidad

• Floración

tardía

(13)

Pocos caracteres cualitativos

• Autocompatibilidad

• Gusto dulce/amargo

• Floración tardía (parcial)

(14)

La mayoría de los caracteres

agronómicos son cuantitativos

• La mejora debe basarse en la

heredabilidad

de estos caracteres

• No suficientemente conocida

(15)

Autoincompatibilidad

• California • España • Alemania • Unión Soviética • Sudáfrica • Australia • Argentina • 1919 Tufts • 1922 Salom • 1928 Zimmermann • 1930 Ryabov • 1930 Reinecke • 1939 Bowman • 1954 Welkerling

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

S1 S2 _S₂ S1 S1S2 S1S2 Incompatible S3 _S₄ S2 S1 S3S4 S1S2 Compatible S1 S4 _S₂ S1 S1S4 S1S2 Semi-compatible

(21)

S1 S3 _S₁ S_f

S

1

S

3

_S

₁

_S

_f

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

Plantaciones monovarietales

• Facilidad de manejo

• Independencia de los insectos

(27)

Facilidad de manejo

• Coincidencia de floración

• Distribución de las variedades

• Recolección

• Técnicas de cultivo (poda,...)

• Riego

(28)

Problemas de polinización

• Distribución y sincronización de variedades

• Presencia de abejas

(29)

(30)

(31)

Independencia de los insectos

• Poblaciones silvestres

• Introducción de colmenas

(32)

En California

• El alquiler de las colmenas de abejas

es el segundo coste del cultivo

• Harían falta la mitad de las colmenas

(33)

Independencia del clima

• Lluvia

• Viento (< 24 Km/hora)

• Temperatura (> 10-12 ºC)

(34)

Exigencia de la

autocompatibilidad

• Presencia genética

• Crecimiento de los tubos polínicos

• Capacidad de cuajado

(35)

(36)

(37)

Autocompatibilidad

1945 Almeida en Portugal

1974 Grasselly en Francia Kester en California Cambra en España

(38)

Autocompatibilidad

• Transmisión

(1977)

• Heredabilidad

(1988)

• Perspectivas

de mejora

(1990)

• Consanguinidad

(2005)

• Identidad

alélica

(2009)

• Epigenética

(2014)

(39)

Centr o de In vestiga ción y Tecno logía A groalim entaria de Ar agón

(40)

(41)

Selección Cuajado (%)

Autopolinización Cruzamiento Embolsado

F-3-34 55,3 44,0 22,2 F-3-35 31,0 55,8 27,0 F-4-9 33,8 34,6 5,7 F-4-10 22,4 34,8 11,4 F-4-12 38,4 48,1 10,9 F-4-25 1,8 11,5 0,0 F-4-35 54,3 53,7 5,0 F-4-43 0,3 29,7 0,5 Centr o de In vestiga ción y Tecno logía A groalim entaria de Ar agón

(42)

Cruzamientos intraespecíficos

• Variedades de la Apulia

(Italia)

• Confirmación de la transmisión

(Socias i Company

y Felipe, 1977)

• Confirmación de la heredabilidad

(43)

Análisis

del alelo

S

_f

• Activación/inactivación

• Secuenciado

• S

-RNasas

(44)

Actividad

S

-RNasa

• Los alelos

S

codifican para una RNasa

(45)

Confusión de los alelos

S

• Coincidencia de pI

• Descendencias de parentales

con

(46)

Detección de los alelos

S

por PCR

• Cebadores de consenso

• Cebadores específicos

• Coincidencia de bandas

• Detección de un alelo

S

enmascarada

(47)

Tuono a Ma y Oliveira, 2001 Tuono b Barckley et al. 2006 Tuono c Bošković et al. 2007 Ponç Kodad et al. 2009 Cambra Kodad et al. 2009 Fra Giulio Grande Bošković et al. 2007

Lauranne Channuntapipat et al. 2001

Secuenciación del alelo S_f

(48)

Alelo Genotipo Código Coincidencia con el

ale-lo S_fde consenso (%)

Referencia

S_f ‘Tuono’ a AF157009 98 Ma y Oliveira (2001)

S_f ‘Tuono’ b DQ156217 64 Barckley et al. (2006)

S_f ‘Tuono’ c AM690356 99 Bošković et al. (2007)

S_fa ‘Ponç’ EU293146 100 Kodad et al. (2009a)

S_f ‘Cambra’ EU684318 100 Kodad et al. (2009a)

S₃₀ ‘Fra Giulio Grande’ AM690361 100 Bošković et al. (2007)

S_f

consenso

Lauranne’

Selección IRTA12-2

AY291117 100 Channuntapipat et al. (2001)

S_fi ‘Blanquerna’ AB467371 100 Fernández i Martí et al.

(2010a)

S_fa ‘Alzina’ FJ887784 100 Kodad et al. (2010)

S_fa ‘Garondès’ FJ887783 100 Kodad et al. (2010)

S_fa ‘Vivot’ AB467370 100 Fernández i Martí et al.

(2010a) Centr o de In vestiga ción y Tecno logía A groalim entaria de Ar agón

(49)

Dos QTLs afectan la expresión de la autocompatibilidad Centr o de In vestiga ción y Tecno logía A groalim entaria de Ar agón

(50)

El almendro es una especie auto-incompatible con un fondo genético de pseudo-auto-compatibilidad como se comprueba por los bajos cuajados en algunos cultivares autopolinizados.

Sobre este fondo, la presencia del alelo Sf puede romper

el sistema de auto-incompatibilidad, pero probablemente interactuando con este fondo de

pseudo-auto-compatibilidad.

La identificación de estos dos QTLs sostiene la

naturaleza cuantitativa de la auto-compatibilidad en el almendro. El efecto conjunto del alelo Sf y de otros

genes puede explicar el amplio rango de varaición del

crecimiento de los tubos polínicos y de los cuajados en el almendro.

(51)

Caracteres fisiológicos y morfológicos

• Época de floración

0,80

• Época de foliación

0,83

• Duración de la floración

0,20

• Intensidad de la floración

0,54

• Época de maduración

0,69

• Intensidad de producción

0,45

• Densidad de yemas

0,30

• Tipo de ramificación

0,19

(52)

Época

de floración

• Alelo

Lb

para

la floración

tardía

(53)

(54)

(55)

Desmayo Largueta 7 Abril 2004

(56)

Marcona

(57)

Guara

(58)

Felisia

(59)

Mardía

(60)

P-4-57

(61)

(62)

Calidad

de la almendra

• Caracteres físicos

– Los únicos considerados hasta ahora

• Caracteres químicos – Sabor de la pepita

(63)

(64)

Caracteres

físicos

• No afectan a la composición • Aspectos industriales y comerciales • Tamaño • Forma • Tegumento • Pepitas dobles

(65)

Caracteres

de la cáscara

• Dureza

de la cáscara

(66)

Dureza

de la cáscara

• Insectos

• Pájaros

• Hormigas, hongos y polvo – Aflatoxinas

– Enranciamiento

• Descascarado

– Moteado del tegumento

– Rotura de pepitas Ce ntr o d e I nv es tig ac ión y T ec no log ía A gro alim en tari a d e A rag ón

(67)

Doble

capa

• Repetición del descascarado • Rotura de pepitas Centr o de In vestiga ción y Tecno logía A groalim entaria de Ar agón

(68)

Tamaño

Condiciones de cultivo

Grandes: láminas

Pequeñas: tabletas de chocolateCentr

o de In vestiga ción y Tecno logía A groalim entaria de Ar agón

(69)

Forma

• Forma constante • Peladillas • Turrón y tabletas Centr o de In vestiga ción y Tecno logía A groalim entaria de Ar agón

(70)

Tegumento

• Color

– Atractivo comercial

• Grosor

(71)

Pepitas

dobles

Alta variabilidad estacional Centr o de In vestiga ción y Tecno logía A groalim entaria de Ar agón

(72)

Caracteres físicos del fruto y la

cáscara

• Peso 0,81 • Longitud (L) 0,50 • Anchura (A) 0,37 • Espesor (E) 0,28 • Relación A/L 0,46 • Relación E/L 0,53 • Relación E/A 0,30 • Dureza de la cáscara 0,55 • Espesor de la cáscara 0,51

(73)

Caracteres físicos de la pepita

• Peso 0,64 • Longitud (L) 0,77 • Anchura (A) 0,62 • Espesor (E) 0,71 • Relación A/L 0,46 • Relación E/L 0,43 • Relación E/A 0,21 • Pepitas dobles 0,51

(74)

Calidad de la pepita

• Criterios químicos

• - Grasas • - Proteína • - Sales minerales • - Carbohidratos y fibra • - Vitaminas

(75)

Sabor

de la pepita

• Pepitas

ligeramente

amargas

• Contenido

en amigdalina

del 0,33 al 1,95 %

(76)

Grasas

• Ácidos grasos

• - Oleico (62 al 78 %) • - Linoleico • - Esteárico • - Palmítico • - Palmitoleico

• Tocoferoles

(77)

Contenido

en aceite

• Del 35 al 68 %

– 36 al 53 en California

– 35 al 61 en Australia

– 40 al 68 en Europa

• Composición

similar al aceite

de oliva

– 95 % de los 5 ácidos grasos mayoritarios

• Alto: turrón

y aceite

de almendra

(78)

Oxidación

de la grasa

(enranciamiento)

• % de ácidos

grasos

insaturados

– (más del 90 % del total)

• Oxígeno

• Temperatura

• Luz

(79)

Composición de la pepita

• Proteína 0,12 • Aceite 0,57 • Ácido oleico 0,11 • Ácido linoleico 0,25 • Ácido palmítico 0,15 • Ácido palmitoleico 0,12 • Ácido esteárico 0,11 • α-tocoferol 0,21 • γ-tocoferol 0,60 • δ-tocoferol 0,11

(80)

(81)

(82)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 95/9 6 96/9 7 97/9 8 98/9 9 99/0 0 01/0 2 02/0 3 03/0 4 04/0 5 05/ 06 06/0 7 07/0 8 08/0 9 09/1 0 10/1 1 11/1 2 Season % of pl a n ts _{Total bred} Spanish French Centr o de In vestiga ción y Tecno logía A groalim entaria de Ar agón