Estudios genéticos y de biología reproductiva en Orobanche cumana Wallr.

Abstract

El girasol (Helianthus annuus L.) es uno de los cultivos oleaginosos anuales más importantes a nivel mundial. El jopo de girasol (Orobanche cumana Wallr.) es una planta angiosperma holoparásita que penetra en los tejidos vasculares de las raíces del girasol y obtiene de ellos tanto el agua como los nutrientes necesarios para completar su ciclo vital, constituyendo una importante limitación fitopatológica del rendimiento del girasol en España y en la mayor parte de los países del sur y este de Europa y Oriente Medio. Dentro del sistema girasol-jopo de girasol, la mayoría de los estudios se han centrado en el huésped, en concreto en la identificación de fuentes de resistencia genética y el estudio del modo de herencia de dichas fuentes, siendo los estudios acerca del parásito muy escasos. Esta es la razón fundamental que motiva la realización del estudio que planteamos, la de arrojar luz en lo que se refiera a la biología y genética del parásito, para así poder ampliar conocimientos acerca de la interacción huésped-parásito con el objetivo final de desarrollar de manera más eficiente sistemas de control integral y sostenible de esta planta parásita.

El jopo de girasol es una planta parásita que puede producir grandes pérdidas de rendimiento en girasol. El jopo se ha controlado tradicionalmente mediante el uso cultivares de girasol resistentes. La resistencia a jopo en girasol sigue en general el modelo gen a gen y está controlada por alelos dominantes en un locus (Pérez-Vich et al., 2013). Esto determina la existencia de razas fisiológicas en jopo frente a las que proporcionan resistencia a genes mayores del girasol. El uso recurrente de un reducido número de fuentes de resistencia vertical ha dado lugar a la continua aparición de nuevas razas de jopo y en consecuencia, a la necesidad de identificar e introgresar nuevos genes de resistencia en girasol. Esto ha centrado la mejora de girasol en resistencia a jopo en detrimento de caracteres agronómicos o de calidad. Alternativamente, las empresas de semillas están apostando por el uso de tolerancia no transgénica a herbicidas para el control de jopo. El uso de resistencia genética es preferible desde un punto de vista de sostenibilidad agrícola, pero requiere de nuevas estrategias para asegurar su eficacia y durabilidad. Entre las mismas se precisa un conocimiento profundo de la biología y los mecanismos y genética de la virulencia en el parásito.

El sistema reproductivo de una planta parásita determina su grado de diversidad genética y la distribución de la misma (Satovic et al. 2009). La mayoría de especies de Orobanche son polinizadas por insectos, si bien algunas otras especies son autógamas (Musselman et al. 1981, Kreutz 1995). El jopo del girasol es considerado una especie predominantemente autógama si consideramos la morfología de la flor (Satovic et al. 2009), aunque no existen hasta la fecha estudios más concretos acerca de su tasa de polinización cruzada.

La virulencia de poblaciones de O. cumana relacionada con las fuentes de resistencia disponibles en girasol fue estudiada en Rumanía a finales de la década de 1970. Vrânceanu et al. (1980) identificaron cinco razas de la planta parásita, A a E, de virulencia progresivamente mayor en girasol y controladas, respectivamente, por cinco genes mayores de resistencia, Or1 a Or5, responsables de resistencia acumulativa y dominante. Las razas B y C fueron identificadas en aquel momento en España (González-Torres et al., 1982) además de poblaciones de O. cumana de virulencia mayor respecto a las descritas en Rumanía (Melero-Vara et al., 1989, 2000). Además, la raza F, que supera el gen de resistencia Or5, fue identificada en España a mediados de la década de 1990 (Alonso et al., 1996; Domínguez et al., 1996), encontrándose resistencia a esta raza tanto en girasol silvestre como cultivado (Sukno et al., 1999; Fernández-Martínez et al., 2000). La presencia de nuevas razas de jopo de girasol plantea la posibilidad de estudiar la herencia de la virulencia / avirulencia del jopo ya que se puede contar con poblaciones de jopo perfectamente identificables mediante su interacción con plantas de girasol de reacción diferencial debido a la presencia de diferentes genes de resistencia.