PROYECTO: MEJORA GENETICA

DEL MELOCOTONERO

MIRAFLORES PARA LA

RESISTENCIA A MONILINIA SPP

EN EL VALLE DEL EBRO

INTEGRANTES: CARLOS GUZMAN CABALLERO CARLOS GIL GARCIA JUAN CARLOS BARROSO APOLINAR SALDAÑA TAFUR

Master Internacional en: MEJORA GENETICA VEGETAL

Zaragoza (España), 4 Octubre 2010 - 10 Junio 2011

La Almunia (Zaragoza)

1. IDENTIFICACIÓN DE LOS

SOLICITANTES Y SOCIOS

Solicitantes y responsables científicos:

GRUPO CONSULTOR ACCC

Coordinador científico: Carlos Gil García

SOCIOS (ALIANZAS ESTRATEGICAS)

Participantes Dirección y datos de contacto Aporte

Departamento de

Protección Vegetal,

INIA

Carretera de La Coruña km 7,

28040 Madrid

Caracterización la

estructura genética

de la población de

Monilinia spp.

Università degli

studi di milano

PhD candidate: Igor

A. Pacheco Cruz.

Via Celoria, 2 - 20133 Milano

tel. 02.503.16500/01/02/03, fax

02.503.16508, e-

mail: preside.agraria@unimi.it

Desarrollo de QTL para

identificación de

resistencia

1. Juan Carlos Barroso 2. Carlos Gil García

3. Carlos Guzmán Caballero 4. Apolinar Saldaña Tafur

SOCIOS

(ALIANZAS ESTRATEGICAS)

SOCIOS

Participantes Dirección y datos de contacto Aporte

AEAMDE Avenida Laviaga Castillo No 4

(La Almunia)

Grupo de interés,

aporte de cepas locales

CSIC, Aula Dei Avda Montañana 930, 50059

(Zaragoza)

Servicio de biología

molecular (SBM) y

fitopatología

SAT ARA EIBI

Cra Nº II (Madrid-Barcelona)

km 272

50100 La Almunia de Doña

Godina (Zaragoza)

Campos de

observación y

experimentación

Unidad de

Tecnología de los

Alimentos

(Universidad de

Zaragoza)

Facultad de Veterinaria,

Carretera Castellon Km 4, 300

(Zaragoza)

Estudio microbiológico

de susceptibilidad de

parentales

2. ESTADO DE LA

CUESTION

IMPORTANCIA ECONOMICA DEL MELOCOTON EN ESPAÑA

El melocotonero y el nectarino ocupan unas 92.700 ha de superficie cultivada en España (CE, 2010a), de las cuales se suele extraer un producción media anual superior a 1 millón de toneladas (MARM, 2010).

Esta producción tiene además un valor muy importante en el mercado y puede verse afectada de forma muy significativa por la podredumbre parda del fruto (Monilinia spp.) que sucede en el tramo final de la maduración, bien en la parcela o en el momento de la comercialización. De hecho, se citan pérdidas de cosecha de alrededor del 50% (Byrde y Willets, 1977) las cuales incluso podrían llegar hasta el 100% en situaciones puntuales muy favorables a la enfermedad.

España es el cuarto productor mundial de melocotón, con 1.298.700 t, por detrás de China (8.329.329 t) y a corta distancia de Italia (1.589.118 t) y Estados Unidos (1.304.350 t).

Asimismo, es el primer exportador mundial, por delante de Italia, Estados Unidos, Chile y Grecia (Faostat, 2008).

La podredumbre parda del fruto (Monilinia spp.) es una enfermedad peligrosa tanto en pre como en post cosecha especialmente durante periodos humedos.

DISTRIBUCIÓN DE LA

PRODUCCIÓN

3. SITUACIÓN DEL PROBLEMA A

NIVEL TÉCNICO Y ECONÓMICO

La podredumbre parda causada por Monilinia spp. es la enfermedad más importante del melocotonero y nectarino en el Valle del Ebro. Para controlar la enfermedad se aplican tratamientos fungicidas a lo largo de todo el período de cultivo. Sin embargo, en años con condiciones climáticas favorables para el desarrollo de la enfermedad, en variedades susceptibles, se puede llegar a perder toda la cosecha, causando graves perdidas económicas.

PRIMER PROBLEMA: EL DIAGNÓSTICO

Hasta fechas recientes, la podredumbre parda conocida en España tenía atribuidas dos especies causantes: Monilinia laxa y Monilinia fructigena. , ultimamente M. fruticola esta causando daños.

De hecho, la restricción cada vez más acuciante de materias activas y grupos químicos disponibles para su control, hace que esta enfermedad sea cada vez de más difícil solución y un peligro muy real por la aparición de resistencias (FRAC, 2010).

PUNTOS CRÍTICOS PARA

SU MANEJO

El control de la podredumbre parda es complejo, por no decir bastante difícil. Hay que tener en cuenta que las infecciones se producen en campo, pero que sus efectos más devastadores se constatan después de la recolección, ya sea en el almacén o en el mercado de destino.

Para más desazón, aunque se conoce que la enfermedad se desarrolla mayoritariamente en postcosecha, la normativa española actual no presenta productos comerciales autorizados para tratamientos en esta fase, lo cual agrava más la situación.

En zonas húmedas se llegan a aplicar entre 10-15 tratamientos contra Monilia

CICLO DE VIDA DE MONILINIA spp.

JUSTIFICACIÓN (VATM) VALOR AGRONÓMICO, TECNOLÓGICO Y MEDIOAMBIENTAL

Valor Agronómico:

Cultivo de importancia económica y social local

Grandes perdidas económicas debido al patógeno

Tecnológico:

Aplicación de enfoque genómico para la introducción de la resistencia

Modelización de la infección del patógeno desde una perspectiva integrada.

Medio Ambiental:

Disminuir la aplicación de productos químicos durante el cultivo

Desarrollo de practicas de cultivo mas respetuosas con el medio ambiente

Es importante recordar que no existen en España registros de fungicidas para usos en frutales de hueso en post-cosecha y que la única solución es la protección en pre- cosecha

POSIBLES

RESISTENCIAS

La Monilinia spp es un hongo necrotrófico oportunista

No existe interacción gen x gen entre patógeno y planta.

Un posible 1er mecanismo de defensa en frutales contra necrótrofos, pueden ser las barreras naturales como la cutícula, exocarpio o componentes fenolicos.

Procesos posiblemente involucrados en la Resistencia de Monilia en Prunus:

Suceptibilidad a Monilia a lo largo del proceso de maduración de fruto.

PR con la patogénesis. Independientes de la maduración del fruto.

Tejido específico de resistencia de la fruta. Que involucra al mecanismo desconocido de resistencia del exocarpio y endocarpio.

RESISTENCIA

La Resistencia a Monilia es de tipo Cuantitativa.

Resistencia completa Monilia nunca ha sido reportada en Melocotón cultivado.

Alta Variabilidad en la susceptibilidad si se ha reportado

Caso de “Bolinha” con la mas baja susceptibilidad conocida hasta ahora:

Compactamiento celular de la epidermis

Cutícula rígida

Pocos tricomas

Altos contenidos fenólicos

Ha sido usada como donante (cosechas lluviosas)

FUENTES DE

RESISTENCIA

Peach Cultivar Brown Rot

CITADOS (Source) Resistance Rating

1. Babygold No. 5 R Dr. Don Peterson (ret.) - Penn State University

2. Elberta R Dr. Don Peterson (ret.) - Penn State University

3. Glohaven R Dr. Don Peterson (ret.) - Penn State University

4. Contender R Feliciano et al. (1987)

5. Bolinha R Feliciano et al. (1987)

R = resistant. Control only needed under high disease pressure.

4. PROGRAMA

PROPUESTO

ACTIVIDAD Revisíón del estado actual Caracterización de la estructura genética de las poblaciones de Monilinia spp. Propias y exóticas Busquedas y adquisición de fuentes de resistencia (Variedades) polen, plantas y frutos. Establecimiento en campo de parentales potencialmente resistentes Cruzamientos de parentales potencialmente resistentes con variedad Miraflores Validación de marcadores asociados a QTL'S detectados por Università Degli Studi di Milano Afinado de marcadores asociados (SNPs) a los QTL'S detectados por Università Degli Studi di Milano. Obtención de semilla F1 de Miraflores x resistentes potenciales, siembra y plantación Verificación de la resistencia (Fenotipado) con cepas locales y exóticas, estudio de suceptibilidad en Laboratorio con parentales y F1 Análisis de QTL's de las F1 y sus parentales

GENOTIPADO Y FENOTIPADO

DE RESISTENCIA

Primer estudio en año 2010 con M. fructigena para susceptibilidad de Melocotón en Europa.

Evaluación de resistencia en piel y pulpa de fruto.

Correlación alta entre Madurez de fruto y suceptibilidad: mecanismo de resistencia de compuestos fenólicos es la hipótesis más acertada

78 SSR. Interval mapping, 2 QTLs identificados con Resistencia.

DISECCIÓN Y VALIDACIÓN DE

QTL’S

Secuenciación de Parentales (Contender(R) x Miraflores(S)):

Micro-haplotyping de QTLs

Extracción ADN

PCR

TAQ polimerasa platinum gold

Clonación

Transformación

Secuencia

DISECCIÓN Y VALIDACIÓN DE

QTL’S

Desarrollo de SNPs en 2 regiones secuenciadas de QTLs de resistencia: Diseño SNPs vía Bioinformática.

QTL de piel. Resistencia a la penetración del hongo.

LG-2: Entre marcadores M1a- UDP96-013

20% varianza fenotípica.

QTL de Pulpa: Resistencia a la diseminación del hongo en la pulpa.

LG-4: Entre marcadores EPPCU9268-EPPISF032

32.5% varianza fenotípica

Correlación 93% con MD --> marcador UDAp-439

Fenotipado F1

Evaluación de SNPs de resistencia en progenie.

Genotipado F1

Evaluación de 100 F1 para localización de SNPs de resistencia.

ILUMINA

Identificación de SNPs en materiales con valor agronómico y resistencia a Monilia.

Validación y resolución de QTLs de Resistencia a Monilia.

DISECCIÓN Y VALIDACIÓN DE

QTL’S

CARACTERIZACIÓN DE LA

ESTRUCTURA GENÉTICA

DE LA POBLACIÓN DE MONILINIA SPP

El estudio poblacional con marcadores moleculares (SSR) y morfológicos con aislados españoles y exóticos.

Se construirá un dendrograma mediante el método de agrupamiento UPGMA para su posterior análisis, con el objetivo de ver si existen diferencias en los aislados y poder comparar la evolución de las razas españolas .

Objetivos:

El potencial evolutivo de las razas de Monilinia

programas de control encaminados a reducir la diversidad genética de Monilinia

ESTUDIO DE SUSCEPTIBILIDAD

A LA PODREDUMBRE PARDA

CAUSADA POR MONILINIA.

En cada muestreo, se pulverizarán frutos

con agua destilada estéril (ADE) como control y otros frutos con una suspensión de conidias (106 conidias/ml) de Monilinia con cada una de las razas a evaluar, para evaluar la incidencia de la enfermedad.

Buscamos determinar la susceptibilidad de los cultivares en diferentes momentos antes de cosecha y el efecto sobre el desarrollo del patógeno.

1. MEDIDAS PARA LA

PRODUCCIÓN INTEGRADA

Mantener el estado sanitario de la parcela, eliminando toda la materia muerta de la parcelas (eliminar restos de frutos y poda) que pueda servir de refugio al hongo.

Apropiado manejo del aclareo y el riego (como regla general no regar dos semanas después de aclareo).

Evitar la humedad elevada que como consecuencias de lluvias y riego se agrava con la presencia de malas hierbas en la parcela, incrementando la posibilidad de esporulación de los frutos infectados del aclareo.

Manejo de la densidad de copas mediante poda en verde

Tratamientos con micro-elementos en forma de tratamiento de calcio foliar y reducción del aporte de nitrogeno.

CONTROL QUÍMICO

Aplicación de fungicidas, aunque existen problemas con aislados resistentes a algunos productos.

En producción ecológica: Azufre y Cobre.

CONTROL BIOLÓGICO

Aplicaciones de formulaciones de conidias de Epicoccum nigrum aplicado en la mismos momentos que los fungicidas.

CULTIVARES RESISTENTES

Existen cultivares moderadamente resistentes al patógeno (Bolinha y demás)

VIGILANCIA DEL PATÓGENO

Estudios específicos de supervisión para la detección, delimitación y monitoreo del patógeno.

2. MEDIDAS PARA LA

PRODUCCIÓN INTEGRADA

CONTROL POSTCOSECHA

Inspección de frutos

Tratamientos durante el almacenaje

1. Desinfección

2. Fungicidas

3. Tratamientos con calor

4. Control biológico

Desinfección de envases y medios de transporte

Manejo de residuos

3. MEDIDAS PARA LA

PRODUCCIÓN INTEGRADA

5. CALENDARIO DE TRABAJO

Y DISTRIBUCIÓN DE TAREAS

Laboratorio INIA Madrid

Laboratorio biologia

molecular (BM) Aula Dei

Unidad de Tecnologia de los

Alimentos (Universidad de

Zaragoza)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Revisíón del estado actual X X

Caracterización de la estructura genetica de las poblaciones de

Monilinia spp. Propias y exoticas X X X X X

Busquedas y adquisición de fuentes de resistencia (Variedades) polen,

plantas y frutos. X X X

Establecimiento en campo de parentales potencialmente resistentes X X

Modelización del patron de infección de Monilinia en el Valle del Ebro X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

Cruzamientos de parentales potencialmente resistentes por variedad

Miraflores X X

Validación de marcadores asociados a QTL'S detectados por Università

Degli Studi di Milano X X X

Afinado de marcadores asociados (SNPs) a los QTL'S detectados por

Università Degli Studi di Milano. X X X

Obtención de semilla F1 de Miraflores x resistentes potenciales, siembra

y plantación X X X X X X

CRONOGRAMA

ACTIVIDAD MESES

5. CALENDARIO DE TRABAJO

Y DISTRIBUCIÓN DE TAREAS

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

Modelización del patron de infección de Monilinia en el Valle del Ebro X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

Verificación de la resistencia (Fenotipado) con cepas locales y exoticas,

estudio de suceptibilidad en Laboratorio con parentales y F1 X X X X

Análisis de QTL's de las F1 y sus parentales X X X X

Verificación de la resistencia (Fenotipado) con cepas locales y exoticas,

estudio de suceptibilidad en Laboratorio con parentales y F1 X X X X

Análisis de QTL's de las F1 y sus parentales X X X X

Cruzamiento dialelico de parentales resistentes X X

Obtención de semilla de cruces dialelicos entre parentales resistentes,

siembra y plantación X X X X

Confirmación de QTL's en cruces dialelicos entre parentales resistentes X X X X

Obtención y divulgación de resultados y publicaciones X X X

CRONOGRAMA

ACTIVIDAD MESES

Laboratorio INIA Madrid

Laboratorio biologia

molecular (BM) Aula Dei

Unidad de Tecnologia de los

Alimentos (Universidad de

Zaragoza)

6. PERSONAS IMPLICADAS

EN EL PROYECTO

1 2 3 4 5 6 7 8

Investigador 1 (Coordinador Cientifico) Ejecutor X X X X

Investigador 2 (Juan Carlos Barroso) Ejecutor X X

Investigador 3 (Carlos Guzman Caballero) Ejecutor X X

Investigador 4 (Apolinar Saldaña Tafur) Ejecutor X X X X

Departamento de Protección Vegetal, INIACaracterización la estructura genética de la

población de Monilinia spp.X X

Università degli studi di milano PhD candidate:

Igor A. Pacheco Cruz.Desarrollo de QTL para identificación de resistencia X X

AEAMDE Grupo de interés, aporte de cepas locales X X

CSIC, Aula Dei Servicio de biología molecular (SBM) y fitopatología X X

SAT ARA EIBI Campos de observación y experimentación X X X X X X X X

Unidad de Tecnología de los Alimentos

(Universidad de Zaragoza)

Estudio microbiológico de susceptibilidad de

parentalesX X

PARTICIPACIÓN PERSONAL IMPLICADO

Participantes AporteSEMESTRES

7. RESULTADOS

ESPERADOS

Caracterización molecular de la población de Monilinia spp. en el Valle del Ebro.

Identificación y validación dentro de la especie Prunus spp. de donante/s de la resistencia.

Validación de QTL’s de resistencia de la variedad Contender en parentales candidatos .

Introgresión de la resistencia a Monilinia spp. en la variedad Miraflores.

Modelización del patrón de infección (Factores)

Identificación de QTL’s asociados a la resistencia

8. LOGROS PREVISTOS

Validación de los QTL’s asociados a la resistencia a Monilinia

Manual de manejo integrado, aportando directrices sobre practicas en el cultivo de melocotón (Prunus persica L.) que eviten el ataque del patógeno.

Reducción de la utilización de productos químicos en el control pre y post-cosecha

Modelo de factores implicados en patrón de infección

Generación de artículos científicos y publicaciones

Jornadas técnicas para la divulgación de los resultados obtenidos dentro del programa.

9. RECURSOS

CONCEPTO AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 TOTAL

Investigador Principal 1 12.000,00€ 12.000,00€ 12.000,00€ 12.000,00€ 48.000,00€

Investigador 2 9.600,00€ 9.600,00€ 9.600,00€ 9.600,00€ 38.400,00€

Investigador 3 9.600,00€ 9.600,00€ 9.600,00€ 9.600,00€ 38.400,00€

Investigador 4 9.600,00€ 9.600,00€ 9.600,00€ 9.600,00€ 38.400,00€

Personal de apoyo 7.200,00€ 7.200,00€ 7.200,00€ 7.200,00€ 28.800,00€

Personal cientifico 12.000,00€ 12.000,00€ 12.000,00€ 12.000,00€ 48.000,00€

TOTAL 60.000,00€ 60.000,00€ 60.000,00€ 60.000,00€ 240.000,00€

PERSONAL

Concepto AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 TOTAL POR CONCEPTO

Invernaderos con control de temperatura e iluminación y

riego automatizado. 1.000,00€ 1.000,00€ 1.000,00€ 1.000,00€ 4.000,00€

Cámaras de cultivo de plantas. 500,00€ 500,00€ 500,00€ 500,00€ 2.000,00€

TOTAL 1.500,00€ 1.500,00€ 1.500,00€ 1.500,00€ 6.000,00€

FUNCIONAMIENTO

Concepto AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 TOTAL POR CONCEPTO

Laboratorio de Biología Molecular 20.000,00€ 10.000,00€ 10.000,00€ 10.000,00€ 50.000,00€

Laboratorio de Fitopatología (Servicio de microscopia) 5.000,00€ 5.000,00€ 10.000,00€

Alquiler de campo para ensayos (1 ha) 2.000,00€ 6.000,00€ 6.000,00€ 6.000,00€ 20.000,00€

Aislamiento y vallado perimetral del campo experimental 5.000,00€ 5.000,00€

Gastos de representación 10.000,00€ 10.000,00€ 20.000,00€

Gastos de envio 500,00€ 500,00€ 500,00€ 500,00€ 2.000,00€

Gastos de transporte aereo y terrestre 10.000,00€ 5.000,00€ 5.000,00€ 5.000,00€ 25.000,00€

TOTAL 52.500,00€ 26.500,00€ 21.500,00€ 31.500,00€ 132.000,00€

SERVICIOS

CONCEPTO AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 TOTAL

Licencias software especializado mapeo y análisis de QTL's 1.500,00€ 1.500,00€ 1.500,00€ 1.500,00€ 6.000,00€

Reactivos 1.000,00€ 1.000,00€ 1.000,00€ 1.000,00€ 4.000,00€

Insumos de oficina 500,00€ 500,00€ 500,00€ 500,00€ 2.000,00€

Varios 2.000,00€ 2.000,00€ 2.000,00€ 2.000,00€ 8.000,00€

TOTAL 5.000,00€ 5.000,00€ 5.000,00€ 5.000,00€ 20.000,00€

MATERIALES Y EQUIPAMIENTO

10. COSTO TOTAL DEL

PROYECTO

Rubros Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Total

PERSONAL 60.000,00€ 60.000,00€ 60.000,00€ 60.000,00€ 240.000,00€

SERVICIOS 53.950,00€ 27.950,00€ 22.950,00€ 52.950,00€ 157.800,00€

FUNCIONAMIENTO 1.500,00€ 1.500,00€ 1.500,00€ 1.500,00€ 6.000,00€

MATERIALES Y EQUIPAMIENTO 5.000,00€ 5.000,00€ 5.000,00€ 5.000,00€ 20.000,00€

TOTAL PRESUPUESTO 120.450,00€ 94.450,00€ 89.450,00€ 119.450,00€ 423.800,00€

PRESUPUESTO GLOBAL

El costo total del proyecto es de 423,800 euros.

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

MERCI DE VOTRE ATTENTION