Evaluación de líneas de cucurbita maxima con mejores aptitudes para la producción de semilla híbrida en cruzamientos con c. moschata

Abstract

El género Cucurbita incluye algunas de las especies más antiguamente cultivadas por la humanidad, de las que se aprovechan sus frutos comestibles. El mejoramiento apunta hacia la generación de híbridos con mejor calidad de frutos tanto para el consumo en fresco como para el deshidratado. El éxito del cruzamiento para la producción de híbridos (F1) enfrenta distintos problemas a medida que los individuos se encuentran menos emparentados entre sí. En la Estación Experimental Agropecuaria La Consulta INTA (Mendoza, Argentina) se han seleccionado líneas que actúan como madre y padre en los cruzamientos para la producción de híbridos de zapallo. El híbrido Aconcagua INTA, obtenido del cruzamiento de líneas de C. maxima x C. moschata es un zapallo muy apreciado por su excelente aptitud para el deshidratado y su alto rendimiento agronómico e industrial. Sin embargo, se presentan varios inconvenientes en su producción, como el escaso prendimiento de los frutos, la reducida cantidad de semillas, semillas sin embrión o “vanas” y anormalidad de las plántulas. Resulta necesaria una selección de las líneas parentales para mejorar la obtención de la semilla híbrida. Este trabajo busca identificar las líneas con mejores aptitudes combinatorias y encontrar las posibles causas que afectan la producción de la semilla híbrida. Se estudió la polinización utilizando una sola flor directamente en contraste con el uso de una mezcla de polen de varias flores, y no se encontraron diferencias entre ambas técnicas. El análisis de la viabilidad de polen confirmó a C. moschata como fuente de polen de buena calidad. La cantidad de polen germinado encontrado en el estigma y los tubos polínicos en el estilo de Cucurbita maxima, demostraron que la polinización no presenta barreras a este nivel. En los cortes longitudinales de los óvulos se observó que la fecundación ocurre antes del tercer día después de la polinización, y que la formación de la ampolla lítica en el pico nucelar sucedió tanto en las autopolinizaciones de Cucurbita maxima como en los cruzamientos híbridos. Esta ampolla lítica indica que el tubo polínico ha llegado al tejido nucelar, aunque no garantiza una fecundación viable ya que no se pudieron observar embriones normales vivos. Este hecho sugiere que podrían estar operando barreras reproductivas postcigóticas tempranas. Se analizaron y midieron variables morfológicas en semillas de 27 días luego de la polinización y semillas maduras, según los grupos de líneas maternas, donde resultan superiores los grupos 1 y 5. Se observaron y midieron las frecuencias de aparición de embriones deformes y los tipos de malformación más frecuentes, según los grupos de líneas y los ciclos de cultivo, donde resultaron superiores los grupos 5 y 3. Se discute el posible efecto de las condiciones ambientales en la aparición de malformaciones de los embriones.

The genus Cucurbita includes some of the oldest species cultivated for their edible fruits by humankind. Nowadays, breeding strategies points to the generation of hybrids to improve fruit quality for both fresh and dehydrated products consumption. The success of breeding techniques to produce hybrids (F1) faces different challenges as parental individuals are less related to each other. In the breeding program developed at the Agricultural Experimental Station La Consulta INTA (Mendoza, Argentina) several lines have been selected to act as mother and father in crosses to produce hybrid squash. The hybrid Aconcagua INTA is obtained by crossing lines of C. maxima x C. moschata squash, and it is prized for the excellent suitability for dehydration of its fruits, high agronomic production and industry processing performance. However, there are several drawbacks in its production, such as poor fruit development, small amount of seeds, seeds without embryo or "vain" and abnormal seedlings. It is necessary to select parental lines that give the best crosses combinations to improve hybrid seed production. This research seeks to identify the best combining ability of parental lines, and find possible causes that affect the production of hybrid seeds in Aconcagua hybrid production. Pollination techniques using single flowers were compare with the use of a pollen mixture from different flowers; no differences were found between both techniques. The test of pollen viability of C. moschata confirmed good pollen quality of the father line. The pollen grains found on the stigma and the pollen tubes growing in the style of Cucurbita maxima showed that the process of pollination has no crossing barriers at this level. In the longitudinal cut of ovules the fertilization occurred before the third day after pollination, and the formation of the “litic blister” (the ampuliform phase of the pollen tube) in the nucellar beak occurred both in selfpollination of Cucurbita maxima as in the hybrid crosses. The ampuliform phase of the pollen tube in the nucellar beak does not guarantee a viable fertilization, as no live normal embryos were observed in ovule sections. This fact suggests the action of the postzygotic barriers. Morphological variables in the formation of seed were analyzed and measured after 27 days and after 60 days of pollination. These variables were compared among mathernal lines groups; where the most efficient were groups 1 and 5. The frequency of deformed embryos and most frequent types of malformations were observed and measured in the mathernal lines groups and considering the crop cycles; of these, the best were groups of lines 5 and 3. The possible effect of environmental conditions on the appearance of embryos malformations is discussed.