RESISTENCIA AL TIZÓN TARDÍO (Phytophthora infestans) EN CLONES PROMISORIOS DE PAPA EN COSTA RICA1/ Miguel Barquero, Luis Gómez*, Arturo Brenes2/* Palabras clave: Solanum tuberosum, Resistencia, Phytophthora infestans, especies silvestres, S. bulbocastanum, S. circaeifolium, S. okadae, S. laxissimum, S. berthaultii, S. pinnatisectum, S. commersonii, tizón tardío. Keywords: Solanum tuberosum, Resistance, Phytophthora infestans, wild species, S. bulbocastanum, S. circaeifolium, S. okadae, S. laxissimum, S. berthaultii, S. pinnatisectum, S. commersonii, late blight. Recibido: 30/09/05 Aceptado: 13/03/06 RESUMEN Se determinó la resistencia al tizón tardío presente en 83 genotipos de papa, provenientes de diferentes cruces y fusión de protoplastos de líneas de mejoramiento con las especies silves- tres Solanum bulbocastanum, S. circaeifolium, S. okadae, S. laxissimum, S. berthaultii, S. pinnatisectum y S. commersonii. Los materiales fueron evaluados en el campo, y en el labora- torio se realizó pruebas de foliolos separados, utilizando como inóculo una raza compleja (1- 11) de P. infestans. Los genotipos provenientes de las hibridaciones somáticas o cruces con las especies silvestres S. bulbocastanum, S. circaei- folium y S. okadae fueron los que presentaron los valores más bajos del área bajo la curva de desarrollo de la enfermedad: 60, 80 y 79, res- pectivamente. Las variedades Alpha, Waych’a, Pimpernell y Granola, utilizadas como testigos, presentaron los valores más altos del área bajo la curva 477, 474, 466 y 427, respectivamente. ABSTRACT Resistance to late blight (Phytophthora infestans) in promising potato clones in Costa Rica. Resistance to late blight was determined in 83 potato clones arising from different crosses and protoplast fusion between breeding lines and the wild species Solanum bulbocastanum, S. circaeifolium, S. okadae, S. laxissimum, S. berthaultii, S. pinnatisectum, and S. commersonii. Resistance to late blight was evaluated in the field, as well as under laboratory conditions, using detached leaflets and a complex race (1-11) of P. infestans as inoculum. The clones arising from crosses or somatic hybridization with the wild species S. bulbocastanum, S. circaeifolium and S. okadae displayed the lowest values of the area under disease progress curve (AUDPC): 60, 80 and 79, respectively. The standard varieties Alpha, Waych’a, Pimpernell and Granola, used as controls, showed the highest values of the area under the curve 477, 474, 466 and, 427, respectively. 1/ Este trabajo es parte de la tesis de M.Sc. del primer autor. Programa de Estudios de Posgrado en Ciencias Agrícolas y Recursos Naturales. Facultad de Ciencias Agroalimentarias, Universidad de Costa Rica. 2/ Autor para correspondencia. Correo electrónico: jabrenes@cariari.ucr.ac.cr * Centro de Investigaciones Agronómicas, Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica. Agronomía Costarricense 29(3): 31-45. ISSN:0377-9424 / 2005 www.mag.go.cr/rev agr/inicio.htm www.cia.ucr.ac.cr INTRODUCCIÓN La papa (Solanum tuberosum L.) se ubica entre los 10 cultivos más importantes en los paí- ses en desarrollo (Scott et al. 2000) y el cuarto alimento más importante del mundo, superado únicamente por el arroz, la avena y el maíz en términos de producción total de alimento. Por sus excelentes cualidades nutritivas y por las muchas formas en que se puede preparar, ocupa el tercer AGRONOMÍA COSTARRICENSE32 Agronomía Costarricense 29(3): 31-45. ISSN:0377-9424 / 2005 lugar en la dieta de los costarricenses en cuanto a consumo por persona por año (16,5-21,0 kg) (Jiménez et al. 1998). En la escala de rendimiento, Costa Rica ocupa el tercer lugar en Latinoamérica con 23 t ha-1, en un área de siembra aproximada a las 3000 ha (Scott et al. 2000). A pesar de la importancia alimentaria y socio-económica de la papa, en Costa Rica no se tiene estimaciones de las pérdidas debidas al tizón tardío (Phytophthora infestans). No obs- tante, si las condiciones climáticas son favorables para el desarrollo de la enfermedad, y las varie- dades empleadas son susceptibles, las pérdidas pueden alcanzar el 100% si no se realiza ningún tipo de protección. Al ser el tizón tardío el factor limitante más importante en la producción de papa, se hace necesaria la investigación en el campo del manejo integrado de la enfermedad, utilizando combate genético, químico y cultural en la búsqueda de una integración de estrategias que minimicen sus daños. La búsqueda de la resistencia genética al tizón tardío, se ha intensificado ya que es un método práctico y económico para combatir la enfermedad. Inicialmente, la búsqueda enfatizó en la resistencia específica (genes mayores o resistencia vertical), con la cual se obtuvo buenos resultados. Sin embargo, las variedades de papa liberadas con este tipo de resistencia, resultaron susceptibles al ataque de P. infestans luego de algunos años. Actualmente, se hace énfasis en la resistencia no específica (genes menores o resistencia horizontal), por ser considerada como una opción de mayor durabilidad contra las diversas variantes o razas de este patógeno. El desarrollo, en las últimas décadas, de tecnologías como la fusión de protoplastos, ha permitido incorporar genes de resistencia más rápidamente que con los métodos convencionales de mejora- miento genético. Empleando esta técnica, se ha logrado introducir resistencia en variedades de papa (S. tuberosum) utilizando especies silves- tres como, S. pinnatisectum, S. circaeifolium, S. berthaultii, S. commersonii, S. laxissimum, S. bulbocastanum y otras (Schilde-Rentschler et al. 1988, Serraf et al. 1991, Mattheij y Puite 1992, Austin et al. 1993, Cardi et al. 1993, Colon 1994, Darsow et al. 1994, Menke et al. 1996, Thieme et al. 1997, Oberwalder et al. 2000, Brenes 2000, Barone et al. 2002), superando las barreas pre y poscigóticas presentes en la hibridación sexual entre diferentes especies de Solanum. El potencial de recombinación sexual y la aparición de razas nuevas y más agresivas de P. infestans ha orientado la investigación en papa hacia la búsqueda de nuevas fuentes de resisten- cia en las especies silvestres de Solanum. La gran variabilidad genética de las especies silvestres de papa ha sido bien documentada, hay más de 228 especies (Harris 1978, Colon y Budding 1988). Algunas de las especies silvestres más utilizadas recientemente son: S. commersonii (cmm, 2n=2x=24) que procede de América del Sur y que se caracteriza por su tolerancia al frío y su resistencia a enfermedades bacteriales pro- vocadas por Ralstonia solanacearum y Erwinia caratovora (Laferriere et al. 1999, Barone et al. 2001). Otra fuente es S. bulbocastanum (blb, 2n=2x=24) originaria de México e importante por presentar una alta resistencia al tizón tardío (Helgeson et al. 1998). S. pinnatisectum es tam- bién una especie silvestre Mexicana que muestra resistencia a P. infestans y Erwinia caratovora en el campo (Menke et al. 1996). S. berthaultii (ber, 2n=2x=24) originaria del sur de Bolivia, sobre- sale por los exudados de sus tricomas en tallos y hojas que le proporcionan resistencia a áfidos, además de mostrar alta resistencia a P. infestans (Ross 1986, Ewing et al. 2000). S. circaeifolium (crc, 2n=2x=24) originaria de América del Sur es utilizada en programas de mejoramiento por su alta resistencia al tizón tardío (Zlesak et al. 2004). S. laxissimum (lxs, 2n=2x=24) originaria de Bolivia y Perú con una alta resistencia a P. infestans (Brenes 2000). El propósito del presente trabajo fue eva- luar la resistencia de 83 clones de Solanum, provenientes de hibridaciones somáticas, cruces o retrocruces involucrando las especies silvestres S. bulbocastanum, S. circaeifolium, S. okadae, S. laxissimum, S. berthaultii, S. pinnatisectum y S. commersonii bajo las condiciones agroclimáticas BARQUERO et al.: Resistencia al Tizón Tardío en papa 33 Agronomía Costarricense 29(3): 31-45. ISSN:0377-9424 / 2005 de Costa Rica, a las razas de P. infestans existen- tes en la zona norte de Cartago y en las faldas del volcán Poás, Alajuela. MATERIALES Y MÉTODOS Material vegetal Se utilizó 83 genotipos del programa de mejoramiento en papa de la Universidad de Tuebingen, Alemania (Cuadro 1). Se utilizó las variedades Monserrate, Alpha, Waych’a, Pimpernell, Floresta y Granola, como con- troles para las evaluaciones en el campo. Los genotipos se multiplicaron in vitro en el Laboratorio de Biotecnología de Plantas del Centro de Investigaciones Agronómicas de la Universidad de Costa Rica, utilizando el medio de cultivo de Murashige y Skoog (MS) (1962), suplementado con 2 mg l-1 de pantote- nato de calcio y 8 g l-1 de agar. Las plántulas crecieron en un fotoperíodo de 12 h y tem- peratura 23±2°C. Después de 3 semanas, las vitroplantas fueron trasladadas al invernadero en la subestación Experimental de Fraijanes, situada a 2000 msnm. Las plántulas fueron sembradas en potes plásticos de 1,5 litros con una mezcla esterilizada de fibra de coco molida y suelo en proporción 2:1. La tempe- ratura del invernadero fue de 15-22°C y 12 h de luz natural. Las plantas fueron fertilizadas con 2,0 g de la fórmula 10-30-10, diluidos en 1 litro de agua y aplicado al suelo 15 días después de la siembra. El sistema de riego fue manual y se realizó 3 veces por semana. Una vez que las plantas alcanzaron la madurez fisiológica, los tubérculos fueron cosechados y almacenados en un lugar fresco y ventilado para ser sembrados luego de su brotación. Cuadro 1. Genotipos utilizados y su genealogía Código de genotipo Tipo de cruce Madre Padre Nivel de ploidía crc3-(4,5,36,45,72,80,84) CR tbr (Irmgard) tbr x tbr x (tbr+crc) TE crc+0 SH tbr S. circaeifolium TE crc1-4 CR tbr tbr x (tbr + crc) TE crc2-P(2,8,9,13) CR tbr (Pamir) tbr x (tbr + crc) TE oka+(2,3,10) SH tbr S. okade TE blb+(4,16,22) SH tbr S. bulbucastanum TE pnt79adg (3,8) CR tbr+S.pinnatisectum andigena TE pnt81x82 2 CR tbr+S.pinnatisectum 82.704.6 (CIP) TE Hua+comxpac (2,3,4,5,7,8,9) CR Huayro+S.commersonii Huaycha Pacena TE Bblb SH tbr S. bulbocastanum TE BBblb (2,3,8) CR tbr tbr+S.bulbocastanum TE UBblb (3,4,6,9,11,13,14,15,16,17,18,19) CR tbr tbr+S.bulbocastanum TE 14okagran (1,2,3,4,6,7,8,10,11,13,14,17,19,20) CR tbr+S.okade tbr (Granola) TE B1xBb20-(2,5) CR tbrxS.berthaultii-20 tbr TE (ber+B15) x Pamir-(1,2,4,5,6,7,8,9,14,15) CR tbr+S.berthaultii tbr (Pamir) TE Lxs+B1-(1,2,3,6,8,9,10,11,12,16,17) SH tbr S. laxissimum TE CR: Cruce sexual SH: Híbrido somático TE: Tetraploide tbr = Solanum tuberosum AGRONOMÍA COSTARRICENSE34 Agronomía Costarricense 29(3): 31-45. ISSN:0377-9424 / 2005 Grado Porcentaje tejido afectado Síntomas 1 0 No se observa tizón 2 0 - 5 Máximo 10 lesiones / planta. 3 5 - 15 Plantas sanas, área foliar afectada (20 foliolos). 4 15 - 35 Mayoría plantas afectadas, 25% follaje destruido (fd). 5 45 - 65 Parcela se ve verde, hojas inferiores muertas, 50% fd. 6 65 - 85 Parcela se ve verde, con manchas pardas, 75% fd. 7 85 - 95 Solo hojas superiores están verdes, tallos con lesiones. 8 95 - 100 Parcela se ve parda, mayoría tallos afectados o muertos. 9 100 Tallos y hojas muertos. Evaluación de la resistencia a tizón tardío en condiciones de campo Ubicación El ensayo de campo se sembró en 2 loca- lidades: la Estación Experimental Carlos Durán, del Ministerio del Agricultura y Ganadería, en Tierra Blanca de Cartago, situada a 2100 msnm, con una temperatura promedio de 15,5°C y humedad relativa de 80% y en la Sub-estación Experimental de la Universidad de Costa Rica en Fraijanes de Alajuela, situada a 2000 msnm con una temperatura promedio de 15°C y humedad relativa de 90%. El experimento se realizó en el año 2000 y se repitió en el 2001. Siembra Los 83 materiales fueron distribuidos en el campo en surcos de 3 m, con plantas de la varie- dad Granola cada 2 surcos entre las hileras de los genotipos, como una fuente de inóculo en el área experimental. Se utilizó un diseño irrestricto al azar, donde la parcela experimental estaba consti- tuida por 10 plantas por genotipo, sembradas a 30 cm entre plantas y 70 cm entre surcos. La unidad experimental estuvo formada por cada una de las plantas. Cuando el 80% de las plantas había emergido, se realizó una aplicación del fungicida clorotalonil® en una dosis de 2,5 g l-1 del producto comercial. Esto con el fin de proteger las plantas emergidas del ataque de P. infestans, y en espera de uniformar el tamaño de las mismas. La fertili- zación se realizó al momento de la siembra y 30 días después de la siembra, aplicándo 207-346-280 kg ha-1 de N, P2O5 y K2O, respectivamente. Para el combate del hongo Rhizoctonia solani, gusanos cortadores y Phyllophaga spp, se aplicó al suelo PCNB® y mocap®, respectivamente, al momento de la siembra. Los ensayos se cosecharon en el mes de noviembre de los años 2000 y 2001. Evaluación y análisis La reacción de los genotipos, se evaluó siguiendo la metodología descrita por Henfling (1982), cuya escala se detalla en el cuadro 2. Con el fin de comparar el comportamiento de cada material se calculó el área bajo la curva de desarrollo de la enfermedad (ABCDE o AUPDC por sus siglas en inglés) (Jeger et al. 2001). Las evaluaciones se iniciaron 3 semanas después de la siembra y fueron realizadas por una misma per- sona, una vez cada 7 días durante 11 semanas. Cuadro 2. Escala de severidad de tizón tardío de la papa. BARQUERO et al.: Resistencia al Tizón Tardío en papa 35 Agronomía Costarricense 29(3): 31-45. ISSN:0377-9424 / 2005 Área necrosada Grado de esporulación Nota Criterio Nota Criterio 1 Sin síntomas 0 Sin esporulación 2 Puntos necróticos en el lugar de aplicación de la gota de inóculo 1 Algunos esporangios en el área necrosada 3 Puntos necróticos de aprox. 2 mm 2 50% del área necrosada con esporangios 4 Aprox. 1 cm2 del área del foliolo necrosada 3 100% del área necrosada con esporangios 5 aproximadamente 50% del área del foliolo necrosada 6 51-65% del área del foliolo necrosada 7 66-75% del área del foliolo necrosada 8 76-85% del área del foliolo necrosada 9 > 85% del área del foliolo necrosada Los 83 genotipos evaluados fueron distribui- dos en 13 grupos, considerando para esto la especie silvestre involucrada en el genotipo, con el fin de determinar el grado de resistencia conferida a la población de P. infestans presente en Costa Rica. Con los datos tomados semanalmente se calculó el área bajo la curva de desarrollo de la enferme- dad (ABCDE) en todos los materiales en estudio y posteriormente fueron sujetos de un análisis de sus varianzas, usando un modelo lineal general del paquete estadístico SAS (Statistical Analysis System). Para la interpretación de los resultados los componentes de la varianza fueron separados por año, localidad y la interacción entre ambos. Evaluación de la resistencia utilizando foliolos separados La resistencia de 76 genotipos se evaluó, en condiciones de laboratorio, inoculando una raza compleja de P. infestans que contiene 11 factores de virulencia, en los foliolos separa- dos de los genotipos. Tanto en las evaluaciones de campo como de laboratorio se incluyó las variedades Monserrate y Pimpernell (alta resis- tencia), y Alpha, Granola y Waych a´ (baja resis- tencia) como testigos. La var. Floresta, que es la que más se siembra en Costa Rica, solamente se incluyó en las pruebas de campo. De plantas de 6 a 8 semanas de edad se tomó foliolos de la 5ª y 6ª hoja subterminal completamen- te desarrollados. Posteriormente, fueron colocados en cajas plásticas transparentes de 20×20×6,5 cm, en posición abaxial y sobre un papel filtro o toalla de papel estéril colocado sobre un soporte de ceda- zo metálico. A cada caja se le agregó previamente 100 ml de agua estéril. Cada foliolo fue inoculado con 25 μl de suspensión de esporangios, a una concentración de 40000 esporangios ml-1. Las cajas con los foliolos inoculados se colocaron en una cámara a 18±1°C y con un fotoperíodo de 16 h luz. La prueba se hizo por duplicado y para cada genotipo se utilizó 10 foliolos. El grado de resistencia de los genotipos se determinó calculando el índice de la enfermedad descrito por Brenes (2000), Jeger et al. (2001) y Peréz et al. (2001), el cual considera el grado de esporulación y el porcentaje de área foliar necro- sada en el foliolo (Cuadro 3). Cuadro 3. Criterios utilizados para evaluar el porcentaje de área necrosada y el grado de esporulación en foliolos desprendidos e inoculados con P. infestans. AGRONOMÍA COSTARRICENSE36 Agronomía Costarricense 29(3): 31-45. ISSN:0377-9424 / 2005 Variables gl Suma Cuadrados Cuadrado Medio Pr>F Genotipos (Grupos) 12 4317418,166 359784,847 0,0001 ** Años 1 59397,567 59397,567 0,0343 Localidad 1 214850,095 214850,095 0,0001 ** Años x Localidad 1 16250,201 16250,201 0,2666 Genotipos x Localidad 12 524163,606 43680,300 0,0002 ** Genotipos x Años 12 189769,942 15814,162 0,2789 Error 248 3251059,879 13109,112 Total 287 9673267,111 **: p≤0,05 Cada foliolo recibió un valor de índice de enfermedad correspondiente al producto del área necrosada y el grado de esporulación. El nivel de resistencia es alto con un índice de enfermedad entre 1-9, medianamente resistente o mediana- mente susceptible entre 10-18 y altamente suscep- tible entre 19-27. RESULTADOS Evaluación de la resistencia al tizón tardío bajo condiciones de campo De acuerdo con el análisis estadístico (Cuadro 4), existen diferencias altamente sig- nificativas entre grupos de genotipos (grupo), localidad y la interacción (genotipo x localidad). El análisis indica además que también hubo dife- rencias significativas en la variable años en cuan- to al desarrollo de la enfermedad. Sin embargo, no se observó diferencias estadísticas cuando se interpretó la interacción genotipo x año, indican- do que la enfermedad desarrollada en los dife- rentes genotipos fue similar durante los periodos evaluados, bajo la influencia de las condiciones ambientales de una misma localidad. Los datos del ABCDE en cada uno de los 13 grupos de genotipos se observa en el cuadro 5. Los genotipos cuyo origen es el cruce sexual entre un cultivar (tbr) con un genotipo que tiene herencia de la especie silvestre S. bulbocastanum sobre- salen por presentar una menor severidad de la enfermedad, separándose estadísticamente del resto de los grupos que tienen como fuente de resistencia la herencia de las especies silvestres S. commersonii, S. berthaulti, S. okadae y S. pinnatisectum. Por otra parte, los genotipos obte- nidos por fusión de protoplastos cuyo origen es la fusión de las especies silvestres: S. circaeifolium, S. okadae, S. bulbocastanum y S. laxissimum con un cultivar (tbr) no difieren estadísticamente entre sí, salvo la fusión que contiene la especie S. laxissimun. Los genotipos producto de la fusión de S. circaeifolium con un cultivar (tbr) son los más resistentes y los de S. laxissimum con (tbr) los más susceptibles al tizón tardío. Los genotipos de los diferentes retrocruces de S. circaeifolium con las variedades Irmgard y Parir, que tienen una resistencia de media a alta a P. infestans, son similares estadísticamente entre ellos en cuanto al desarrollo de la enfermedad. En general los promedios del ABCDE en los 13 grupos de genotipos refleja que el mayor nivel de resistencia se presenta en los genotipos con genes Cuadro 4. Análisis de varianza del área bajo la curva de desarrollo de la enfermedad (ABCDE) de 13 grupos de genotipos evaluados en 2 localidades de Costa Rica durante el 2000 y 2001. BARQUERO et al.: Resistencia al Tizón Tardío en papa 37 Agronomía Costarricense 29(3): 31-45. ISSN:0377-9424 / 2005 Especie silvestre en el híbrido somático Cruce ABCDE Tierra Blanca Fraijanes Promedio S. bulbocastanum (CR) tbr 67 92 80 A1/ S. bulbocastanum 88 74 81 A S. berthaultii 189 387 288 B S. okadae 225 382 304 B S. commersonii 242 398 320 BC S. pinnatisectum 257 459 358 BC S. circaeifolium (HS) tbr 56 63 60 A S. okadae 105 53 79 A S. bulbocastanum 56 167 112 A S. laxissimum 293 530 410 C crc1 (CR) tbr 175 67 121 A S. circaeifolium crc2 85 175 130 A crc3 83 206 145 A HS: Híbrido somático, CR: Cruce sexual, tbr = Solanum tuberosum 1/ Medias con letras iguales, no difieren según prueba de Duncan (p=0,05) de las especies silvestres: S. circaeifolium, S. bul- bocastanum y S. okadae. Sin embargo, el nivel de resistencia dentro de los grupos de genotipos varía de acuerdo con la localidad. El área bajo la curva de desarrollo de la enfermedad, promedio en cada uno de los 83 genotipos evaluados durante 2 años y según su ubicación geográfica, se presenta en la figura 1. En general se observó una mayor severidad del ataque del tizón tardío en la localidad de Fraijanes. Las diferencias en la reacción de los diferentes genotipos ante el ataque de P. infestans varió desde los alta- mente resistentes hasta los completamente susceptibles (Figura 2). El promedio del ABCDE de las 6 varie- dades testigo de papa se muestra en el cuadro 6. Es posible observar diferencias entre variedades y localidad con respecto al comportamiento del tizón tardío. Las diferencias separan las varieda- des en 2 grupos, donde Monserrate y Floresta son significativamente más tolerantes que las varie- dades Granola, Pimpernell, Waych’a y Alpha. Evaluación de la resistencia al tizón tardío en foliolos desprendidos Al inocular los foliolos de 76 genotipos con una raza compleja de P. infestans (1-11), se observó diferencias en el desarrollo de la enfer- medad. Algunos genotipos se caracterizaron por presentar lesiones con un desarrollo de la lesión ≤ 50% del área del foliolo, pero con un nivel de esporulación muy bajo (<50%) o sin síntomas. A estos genotipos se les clasificó como de alta resis- tencia. Otros genotipos se caracterizaron por pre- sentar un mayor desarrollo de la lesión en el folio- lo (65-75%) y >50% de esporulación, a estos se Cuadro 5. Comparación de medias del área bajo la curva de desarrollo de la enfermedad (ABCDE) de genotipos de papa eva- luados en 2 localidades de Costa Rica. AGRONOMÍA COSTARRICENSE38 Agronomía Costarricense 29(3): 31-45. ISSN:0377-9424 / 2005 Fig. 1. Promedio del ABCDE de los genotipos de Solanum evaluados por su reacción al tizón tardío en las localidades de Tierra Blanca y Fraijanes durante los años 2000 y 2001. BARQUERO et al.: Resistencia al Tizón Tardío en papa 39 Agronomía Costarricense 29(3): 31-45. ISSN:0377-9424 / 2005 Fig. 2. Reacción al tizón tardío observada en los genotipos evaluados. (A) Tallos infectados con tizón tardío en el clon Lxs+B1-11. (B) Puntos necróticos en el clon BBblb 2 y (C) Granola severamente afectada y clon UBblb 6 sin síntomas. Variedad ABCDE Tierra Blanca Fraijanes Promedio Monserrate 301 nd 301 A1/ Floresta 250 371 311 A Granola 293 561 427 B Pimpernell 356 576 466 B Waych’a 367 581 474 B Alpha 357 596 477 B Cuadro 6. Promedios para el área bajo la curva de desarrollo de la enfermedad (ABCDE) de 5 variedades de papa evaluadas por su reacción al tizón tardío en las localidades de Tierra Blanca y Fraijanes durante el 2000 y el 2001. 1/ Medias con letras iguales, no difieren según prueba de Duncan (p=0,05) AGRONOMÍA COSTARRICENSE40 Agronomía Costarricense 29(3): 31-45. ISSN:0377-9424 / 2005 les clasificó como moderadamente resistentes. Los genotipos que presentaron un tamaño de la lesión >75% del área del foliolo y un 100% de esporu- lación, fueron clasificados como susceptibles. El índice de la enfermedad (IE), determinado en los foliolos separados de los genotipos evaluados, se presenta en el cuadro 7. Se consideró genotipos altamente resistentes los que presentaron índices entre 1-9, moderadamente resistentes aquellos con un índice entre 10-18 y susceptible los que presen- taron un índice entre 19-27. Las variedades empleadas como testigo mantuvieron un comportamiento muy cercano al esperado con base en el nivel de resistencia al tizón tardío. Las variedades Monserrate y Pimpernel son catalogadas como de alta resistencia, en este experimento, la variedad Monserrate mostró un índice de resistencia moderado y la variedad Pimpernel un nivel susceptible. También las variedades Waych’a Pacena, Granola y Alpha, consideradas de baja resistencia al tizón tardío, mostraron un índice de enfermedad del tipo susceptible. La frecuencia de la resistencia alta, mode- rada y baja en los genotipos evaluados, consi- derando la especie silvestre involucrada en el cruce o en el híbrido somático, se observa en el cuadro 8. De un total de 76 genotipos, 46 pre- sentaron una alta resistencia, sobresaliendo en este grupo los genotipos que tienen como fuente Cuadro 7. Índice de enfermedad (IE) en foliolos desprendidos de genotipos de Solanum inoculados con una raza compleja (1-11) de P. infestans. Genotipo IE Genotipo IE crc3-(4, 5, 36, 72) 0 ± 0,0 14okagran3 12 ± 2,8 crc2-P(2, 13) 0 ± 0,0 pnt81x82 2 12 ± 2,8 oka+(2, 10) 0 ± 0,0 Hua+comxpac3 12 ± 2,8 Bblb 0 ± 0,0 14okagran6 13 ± 3,5 BBblb (2, 3, 8) 0 ± 0,0 Lxs+B1-(11, 17) 13 ± 3,5 UBblb (4, 6, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19) 0 ± 0,0 Hua+comxpac5 14 ± 5,7 14okagran (1, 4, 10, 13, 14) 0 ± 0,0 ber+B15xPamir-7 14 ± 5,7 ber+B15xPamir-(5, 6, 9) 0 ± 0,0 14okagran2 14 ± 0,0 14okagran17 2 ± 2,1 blb+16 15 ± 0,7 crc1-4 2 ± 2,8 Lxs+B1-9 15 ± 0,7 crc2-P8 2 ± 2,8 Alpha 18 ± 3,5 Lxs+B1-(2, 12) 4 ± 0,0 14okagran8 18 ± 0,0 UBblb 9 5 ± 1,4 blb+22 20 ± 0,0 Hua+comxpac2 5 ± 0,0 Lxs+B1-6 20 ± 0,0 ber+B15xPamir-15 5 ± 0,0 Waych’a Pacena 21 ± 1,4 pnt79adg3 6 ± 2,1 14okagran19 23 ± 6,4 crc3-80 6 ± 2,8 ber+B15xPamir-2 23 ± 2,1 crc+0 6 ± 2,8 Hua+comxpac9 24 ± 0,0 blb+4 6 ± 2,8 Pimpernell 24 ± 0,0 ber+B15xPamir-8 6 ± 1,4 ber+B15xPamir-14 26 ± 2,1 crc3-84 6 ± 2,8 pnt79adg8 26 ± 2,1 oka+3 6 ± 2,8 Hua+comxpac8 26 ± 2,1 14okagran11 6 ± 2,8 Granola 26 ± 1,4 Monserrate 8 ± 2,8 crc3-45 27 ± 0,0 Lxs+B1-16 9 ± 1,4 crc2-P9 27 ± 0,0 Hua+comxpac4 10 ± 2,8 ber+B15xPamir-(1, 4) 27 ± 0,0 BARQUERO et al.: Resistencia al Tizón Tardío en papa 41 Agronomía Costarricense 29(3): 31-45. ISSN:0377-9424 / 2005 de resistencia principal a S. circaeifolium, S. bulbocastanum, S. berthaultii, y S. okadae. Los genotipos con resistencia intermedia fueron 17, entre los cuales sobresalen los híbridos somáticos de S. tuberosum con S. laxissimum y los cruces de los genotipos con herencia de S. okadae y S. commersonii. Por último, en el grupo de los susceptibles sobresalen genotipos que presentan cruces con las especies S. berthaultii y S. com- mersonii. Los genotipos que comparten herencia de la especies silvestre S. pinnatisectum a través de cruzamiento sexual con S. andigena muestran un comportamiento heterogéneo, pues se observó diferentes niveles de resistencias a P. infestans. Por ultimo, al correlacionar los datos del ABCDE, obtenidos de las evaluaciones de campo tanto en Fraijanes como en Tierra Blanca, con los resultados del índice de la enfermedad (IE), obtenidos de las evaluaciones de hoja separada realizadas en el laboratorio, se obtuvo valores de correlación muy bajos. El valor de correlación r entre los datos de campo de Fraijanes con los de laboratorio es de 0,56, mientras que con los datos de Tierra Blanca es de 0,47. DISCUSIÓN Los resultados obtenidos en este estudio, tanto en las evaluaciones de campo como en las pruebas de foliolos separados, sugieren que los genotipos derivados de las especies silvestres S. bulbocastanum, S. circaeifolium y S. okadae poseen un nivel alto de resistencia contra P. infes- tans, en comparación con las variedades testigo. Estudios similares desarrollados en países como Bolivia, Colombia y Ecuador, han determinado que los materiales más resistentes provienen de híbridos somáticos con estas mismas especies (Schilde-Rentschler 2003). Este nivel de resis- tencia podría definirse bajo el concepto de 2 categorías: un nivel de resistencia parcial alto o una resistencia completa. Al analizar el área bajo la curva de desa- rrollo de la enfermedad, determinada en las evaluaciones realizadas en el campo, para el Fuente de resistencia Cruce Nivel de resistencia Alta Moderada Baja S. pinnatisectum (CR) tbr 1 1 1 S. commersonii 1 3 2 S. bulbocastanum 14 0 0 S. okadae 7 4 1 S. berthaultii (HS) tbr 5 1 4 S. circaeifolium 1 0 0 S. bulbocastanum 1 1 1 S. okadae 3 0 0 S. laxissimum (CR) tbr 3 7 2 crc3 6 0 1 S. circaeifolium crc2 3 0 1 crc1 1 0 0 Total 46 17 13 HS: Híbrido somático CR: Cruce sexual Cuadro 8. Frecuencia de la resistencia observada en diferentes genotipos evaluados con una raza compleja de P. infestans. AGRONOMÍA COSTARRICENSE42 Agronomía Costarricense 29(3): 31-45. ISSN:0377-9424 / 2005 grupo de genotipos caracterizados por compartir genes de las especies silvestres S. circaeifolium y S. okadae, se observa que existe un amplio ámbito de niveles de infección, que sugiere un tipo de resistencia incompleta no especifica de un nivel alto. Colon (1994), menciona que un ámbito amplio en la expresión de la resistencia en diferentes accesiones de un genotipo, sugiere la presencia del efecto aditivo de genes menores (resistencia horizontal). Incluso, la disminución de la resistencia en los genotipos con genes de S. circaeifolium, luego de una serie de cruces o retrocruces, es causa de la dispersión de los genes menores inherentes a la resistencia contra P. infestans (Ross 1986). En el caso de los geno- tipos que comparten los genes de la especie S. bulbocastanum, podría suceder lo contrario. La uniformidad de la resistencia evaluada podría indicar una resistencia completa o vertical debida a la presencia de genes mayores. Helgenson et al. (1998), demostraron la trasferencia de la resistencia aportada por S. bulbocastanum en genotipos provenientes de la hibridación somática, entre la especie diploide S. bulbocastanum y la especie tetraploide S. tuberosum y retrocruces posteriores, afirmando que la resistencia no es gobernada por genes R. Posteriormente, Naess et al. (2000) confirmaron la segregación del factor de resistencia de tipo especifico (Rblc) en el cromosoma 8, en los híbri- dos somáticos cuya fuente de resistencia fue con- ferida por la especie silvestre S. bulbocastanum. Esto sugiere que el alto nivel de resistencia obte- nido en los genotipos que comparten herencia de la especie silvestre S. bulbocastanum, evaluados en este estudio, podría ser también el efecto de una resistencia gobernada por genes mayores. En el caso de los genotipos que comparten herencia de las especies silvestres S. berthaultii y S. commersonii, los resultados de laboratorio y campo revelan un ámbito amplio en la expresión de la resistencia al tizón tardío; desde genoti- pos completamente susceptibles hasta genotipos totalmente resistentes (Cuadro 8). Otro punto interesante en este grupo, es la variación en la expresión de la resistencia de acuerdo a la localidad, observándose un menor daño por la enfermedad en Tierra Blanca que en Fraijanes (Figura 1). Este comportamiento coincide con lo reportado por Schilde-Rentschler (2003), donde estos mismos materiales presentan niveles bajos de daño por el tizón tardío en unas localidades, pero no así en otras. Esto sugiere la presencia de una resistencia influenciada por el efecto de genes mayores, cuya expresión es dependiente de la variación en los genes de virulencia en la población de P. infestans, presente en las locali- dades donde se desarrolló este estudio. Analizando los resultados obtenidos en la evaluación de foliolos separados (Cuadro 7), se aprecia que el grupo de genotipos provenientes del cruce de (S. tuberosum + S. berthaultii) x S. tuberosum presenta alta resistencia en el 50% de los genotipos del grupo, mientras que un 40% son genotipos susceptibles, en comparación con el grupo de genotipos con herencia de S. commerso- nii, donde el 50% de la resistencia fue de un nivel moderado y 33% fue susceptible. Estos resultados difieren de los presentados por Brenes (2000), quien determinó altos índices de resistencia en materiales que poseían genes de la especie S. ber- thaultii, tanto procedentes de híbridos somáticos como de cruces sexuales. Resultados similares a los del presen- te trabajo obtuvieron Colon y Budding (1988), quienes indican que existen genes menores con efectos aditivos en la especie S. berthaultii. Sin embargo, Ewing et al. (1999) descubrieron un nuevo gen mayor (Rber), al evaluar la segrega- ción de la resistencia en la población obtenida de retocruces entre S. tuberosum + S. berthaultii x S. tuberosum, en el cromosoma 10, región que contiene otros genes asociados con la resistencia; confirmando lo planteado por Trognitz et al. (1997), quienes relacionaron la alta resistencia de esta especie con una reacción de tipo especifica o genes mayores. En cuanto a la especie silvestre S. commersonii, los resultados de este estudio son similares a los reportados por Micheletto et al. (2000) y Pérez et al. (2001), ellos indican que la alta resistencia y la variabilidad expresada en la resistencia sugiere también la presencia BARQUERO et al.: Resistencia al Tizón Tardío en papa 43 Agronomía Costarricense 29(3): 31-45. ISSN:0377-9424 / 2005 de genes mayores en S. commersonii, como lo afirman Micheletto et al. (1999). El comporta- miento heterogéneo de la resistencia, observado en este estudio y por varios investigadores en otros países, da pie a pensar que la resistencia de los genotipos que poseen genes de las especies silvestres S. berthaultii y S. commersonii, se basa en la interacción tanto de genes mayores como de genes menores. Las especies silvestres S. laxissimum y S. pinnatisectum han mostrado resistencia de campo (Menke et al. 1996, Trognitz 1998); sin embargo, no sobresalen en este estudio. Los genotipos que comparten genes de estas especies tuvieron un comportamiento muy variable en las pruebas de hoja separada. Desde completamen- te susceptibles hasta completamente resistentes, mientras que los datos de campo reflejan un comportamiento uniforme y una alta suscepti- bilidad al ataque de P. infestans, principalmente en los genotipos derivados de las fusiones de S. laxissimum con S. tuberosum. Estos resultados difieren de los encontrados por Brenes (2000) en genotipos provenientes de la fusión con la especie S. laxissimum, y de los reportados por Kuhl et al. (2001) en el estudio de la segregación de la resistencia en híbridos provenientes de la fusión de S. pinnatisectum y la especie susceptible S. cardiophyllum. Posiblemente, la presencia de una resistencia específica en los genotipos que com- parten genes de S. laxissimum y S. pinnatisectum sea la responsable de las diferencias encontradas en otros trabajos, como lo confirma la influencia del gen Rpi1, en la resistencia de S. pinnatisectum (Kuhl et al. 2001). Finalmente, los bajos valores de correla- ción obtenidos entre el ABCDE en el campo, con el índice de enfermedad (IE) de la prueba de hoja separada en el laboratorio, sugieren la importan- cia y necesidad de realizar las pruebas de campo. La imposibilidad de contar con un individuo que ofrezca todos los factores genéticos que determi- nan la virulencia del patógeno (Al-Kherb et al. 1995), además de la influencia que ejercen los factores ambientales y genéticos que determinan la resistencia en las plantas de papa (Malcolmson y Black 1966) son posiblemente causas directas de la poca correlación. AGRADECIMIENTO Este trabajo fue financiado por la Comisión Europea a través del proyecto INCO- DC: “Exploitation of the genetic biodiversity of wild relatives for breeding potatoes with sus- tainable resistance to late blight (Phytophthora infestans)”. LITERATURA CITADA AUSTIN S., POHLMAN J.D., BROWN C.R., MOJTAHEDI H., SANTO G.S., DOUCHES D.S., HELGENSON J.P. 1993. Interspecific somatic hybridization between Solanum tuberosum L. and S. bulbocas- tanum Dun. As a means of transferring nematode resistance. Am. Potato J. 70: 485-495. AL-KHERB S.M., FININSA C., SHATTOCK R.C., SHAW D.S. 1995. 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