Resistencia genética del maní frente a sclerotium rolfsii y sclorotinia sclorotium: variabilidad, heredabilidad y correlaciones en germoplasma con y sin mejora genética

Abstract

Sclerotium rolfsii y Sclerotinia sclerotiorum son importantes hongos fitopatógenos del maní (Arachis hypogaea). Para reducir su incidencia se utilizan cultivares con resistencia genética. Sin embargo, el desarrollo de estos cultivares es difícil por la poca confiabilidad de los métodos de evaluación de la resistencia de los genotipos de maní y por la inexistencia de fuentes de resistencia notorias. Los objetivos del presente trabajo fueron: 1) Evaluar la variabilidad de caracteres morfológicos y la tasa de crecimiento de aislamientos de S. sclerotiorum y S. rolfsii. 2) Ensayar técnicas de evaluación “in-vitro” que permitan estimar el grado de resistencia de germoplasma de maní frente a S. sclerotiorum y S. rolfsii. 3) Determinar si existe relación entre clasificación taxonómica y/o morfología de las estacas y respuesta a los patógenos mencionados. 4) Comparar la resistencia de cultivares de maní actuales y antiguos y visualizar el comportamiento de líneas de genealogía frente a ambos patógenos. 5) Estimar la “heredabilidad en sentido amplio” de los caracteres “resistencia frente a S. sclerotiorum” y “resistencia frente a S. rolfsii” y sus correlaciones fenotípica, ambiental y genotípica. La tasa de crecimiento registrada por ambos patógenos (a partir de las 24 hs. post-siembra) se ajustó a un modelo lineal. Los aislamientos ensayados de S. sclerotiorum exhiberon una inusual uniformidad en todos los caracteres excepto compatibilidad micelial. Entre aislamientos de S. rolfsii pudieron observarse diferencias en la morfología, producción de esclerocios y grupos de compatibilidad micelial. Las modificaciones aplicadas a un método preexistente de evaluación de resistencia simplificaron la metodología y aumentaron su confiabilidad. En los ensayos para cumplimentar el objetivo 3, se halló asociación entre variables que describen a las estacas y en menor medida con variedades botánicas y subespecies. La pertenencia a una subespecie fue determinante en el comportamiento frente a S. sclerotiorum y S. rolfsii,. mientras que la “variedad botánica” no influyó significativamente. El factor “población” fue el más importante en la determinación de la extensión de la lesión. La asociación entre tipos de estacas, tamaño de lesión y subespecie (y variedades botánicas en menor medida) sugieren que la morfología afectó el comportamiento frente a ambos patógenos, particularmente frente a S. sclerotiorum. En los ensayos para cumplir el objetivo 4 se detectó variabilidad dentro de los cultivares para la resistencia frente a S. sclerotiorum, pero no para S. rolfsii. La causa de esto es desconocida. La antigüedad de los cultivares no tuvo influencia sobre el comportamiento frente a los patógenos 11 utilizados. Se evaluaron líneas de parentesco (de cultivares) con distinto número de generaciones, no observándose relación entre resistencia a ambos patógenos y antigüedad de los cultivares. Se obtuvieron altos valores de heredabilidad, superiores a los de la bibliografía. Estos podrían deberse a una reducción de la varianza ambiental debida al método empleado. La magnitud de la correlación genética obtenida, sumada a las evidencias bibliográficas sustentan la presunción de que los mecanismos de resistencia a S. sclerotiorum y S. rolfsii en maní, poseen rutas biosintéticas comunes.

Sclerotium rolfsii and Sclerotinia sclerotiorum are important phytopathogenic fungi of peanut (Arachis hypogaea L.). Its incidence can be reduced by using genetic resistant cultivars. However the development of such cultivars is hindered by the lacking of noticeable sources of genetic resistance and also by the low reliability of the screening methods. The objectives of this work were 1) To evaluate the morphological traits variability and the growth rate of S. sclerotiorum and S. rolfsii isolates. 2) To test “in-vitro” screening techniques that enable the assessment of genetic resistance to S. sclerotiorum and S. rolfsii in peanut germplasm. 3) To determine if a relationship exists between taxonomic classification and/or cutting morphology of peanut landraces and its reaction to both fungi. 4) To compare the resistance of old and new cultivars while visualizing the reaction of ancestry lines to both pathogens. 5) To estimate “broad sense heritability” of the traits “resistance to S. sclerotiorum” and “resistance to S. rolfsii” and its phenotypic, environmental and genotypic correlations. The growth rate for both pathogens (from 24 hours after sowing) fitted a linear model as has been cited for many fungi. Tested S. sclerotiorum isolates showed unusual uniformity in all traits but micelial compatibility. Differences were found between S. rolfsii isolates in morphology sclerotia production and micelial compatibility group. The applied modifications to a preexistent resistance screening method simplified the methodology while increased the reliability. In the trials done to accomplish the objective number 3 an association between cutting-describing variables were found and also to a lower extent with botanical varieties and subspecies. The subspecies of a given genotype was determinant in its reaction to S. sclerotiorum and S. rolfsii but the botanical variety was not. The “landrace” factor was the most important in determining the lesion length caused by both fungi. The association between cutting type lesion length and subspecies (and botanical variety to a lower extent) suggests that morphology affected the reaction to both pathogens (specially S. sclerotiorum). In the trials done to accomplish the objective number 4 within cultivar variability was detected for resistance to S. sclerotiorum but not to S. rolfsii. The causes of this finding are unknown. The cultivar age had no influence on the reaction to both pathogens. In this work ancestry lines with different generation number were tested. No pattern relating resistance and ancestry was observed. The high heritability values obtained here exceeds those cited in the literature. This could be due to a reduction in the environmental variance as a result of to the screening technique. The genetic correlation obtained in this work added to bibliographic evidences support the hypothesis of common biosynthetic paths in the mechanisms of resistance to S. sclerotiorum and S. rolfsii in peanut.