ES2272971T3 - Girasoles resistentes a orobanche. - Google Patents

Abstract

Una planta de girasol resistente a las variedades de Orobanche cumana además de a las variedades A-E, pudiendo obtenerse dicha planta por un método que comprende: cruzar una primera planta de girasol parental con una segunda planta de girasol parental y recolectar la semilla descendiente resultante, en el que la primera planta de girasol es una planta que ha crecido a partir de semillas de la línea U00S9LM, representada por el Nº de Acceso a la ATCC PTA-3793.

Description

Girasoles resistentes a Orobanche.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a métodos para producir plantas de girasol, partes vegetales, y semillas que produzcan plantas de girasol que tengan resistencia a Orobanche cumana.

Aplicabilidad industrial

El girasol cultivado (Helianthus annuus L.) está creciendo como un cultivo de semillas de aceite con una importancia en aumento en muchas regiones templadas, semiáridas del mundo.

El girasol cultivado es una fuente mundial principal de aceite vegetal. Los tipos de aceite de los girasoles contienen del 40 al 48 por ciento de aceite en la semilla. El aceite de girasol es valioso como un aceite comestible a causa de su alto nivel de grasas insaturadas y color suave. El aceite de girasol se usa para ensaladas, aceite para cocinar y para margarina. El contenido de proteínas de la harina de girasol preparada a partir de las semillas después de la extracción del aceite e útil como pienso para el ganado. Las semillas de las variedades tanto para el aceite como para dulces del girasol cultivado son útiles como pienso para las aves.

La planta parasitaria Orobanche spp. o colza de retama ha llegado a ser un factor limitante para los cultivos de girasoles en países infestados. La disminución en el rendimiento de los cultivos puede alcanzar el 95% en un campo afectado. Las especies de Orobanche particulares que afectan al girasol incluyen Orobanche aegyptiaca Pers., O. ramosa L., O. minor Sm., O. cumana Wallr. y O. cernua Loefl.

Orobanche cumana Wallr. y O. cernua Loefl. (nombres alternativos para la misma especie) es una peste grave en el girasol en Europa del Este y se ha propagado a través de Europa del Sur. En los pasados años se ha observado la progresión de esta planta parasitaria, su introducción en nuevos países, y el desarrollo de nuevas variedades y más virulentas. Orobanche presenta un riesgo mundial, y algunas especies tales como O. minor han aparecido como exóticas en los Estados Unidos.

Comenzando en 1996, la aparición de 3 nuevas variedades de colza de retama se observó en los campos de Turquía, España y Bulgaria. En 2000, la cantidad de campos afectados en estas áreas había aumentado bruscamente. Algunos productores tuvieron que detener sus cultivos de girasol debido a la reducción significativa de la producción de grano experimentada.

Estas malas hierbas son holoparásitos obligados de las raíces. Las especies de Orobanche son muy difíciles de eliminar porque excepto sus partes con flor, viven en la tierra; sus semillas son diminutas y se producen de forma prolífica, se dispersan fácilmente y tienen una vida muy larga. Por tanto, los herbicidas actualmente usados en el girasol generalmente proporcionan un control inadecuado.

Otro medio para controlar Orobanche incluye agentes de control biológico, aislamiento de los genes responsables de la resistencia a Orobanche en el girasol, y desarrollo de líneas de girasoles resistentes.

Se ha informado de que Fusarium oxysporum f. sp. orthoceras puede ser un agente potencial para el control biológico de Orobanche cumana (Thomas-Heiko et al., Biological., Sept., 1998; 13(1):41-48). Sin embargo, aún no se han determinado los métodos de aplicación y las dosis uniformes en condiciones de campo.

El gen Or3 confiere resistencia al ataque por Orobanche pero se sabe que es eficaz sólo contra la variedad C. Se han presentado hasta cinco variantes de variedades de Orobanche con evidencias anecdóticas de varias más. (Antonova, T.S. et al, Weed Research., 1996, 36(2):113-121).

La identificación de fuentes adicionales de resistencia a Orobanche, especialmente a nuevas variedades, es beneficiosa para tratar los cambios de variedad y la pérdida de producción.

Sumario de la invención

Esta invención se refiere a composiciones y métodos para producir plantas de girasol y líneas de girasol resistentes a nuevas variedades de Orobanche cumana, comprendiendo el método cruzar un primer girasol parental con un segundo girasol parental y recolectar la semilla resultante, donde el primer girasol parental es la línea de girasol representada por el número de depósito en la ATCC PTA-3793.

Por consiguiente, la invención proporciona lo siguiente.

Una planta de girasol resistente a variedades de Orobanche cumana además de las variedades A-E, pudiendo obtenerse dicha planta por un método que comprende:

cruzar una primera planta de girasol parental con una segunda planta de girasol parental y recolectar la semilla descendiente resultante, donde la primera planta de girasol es una planta que ha crecido a partir de semillas de la línea U00S9LM, representada por el Nº de acceso a la ATCC PTA-3793.

Una parte vegetal de una planta de la invención.

Una célula de una planta de la invención.

Un cultivo tisular de células regenerables de la invención.

Un método para regenerar una planta de girasol de la invención, que comprende hacer crecer dicho cultivo tisular en condiciones suficientes para regenerar dicha planta de girasol.

Un método para preparar aceite y/o harina de las semillas de una planta de girasol, comprendiendo el método cultivar una planta de la invención, recolectar la semilla de la misma, triturar dicha semilla y separar el aceite y/o la harina.

Descripción detallada

La presente invención pertenece a las composiciones y métodos para producir plantas de girasol y líneas de girasol que tienen rasgos de resistencia a Orobanche altamente heredables a través de su reproducción y selección. Estas líneas son útiles para desarrollar variedades cultivadas comerciales de cultivos de girasol que tienen otros rasgos agronómicos y de calidad del grano y/o de la semilla valiosos.

Salvo que se defina de otro modo, todos los términos técnicos y científicos usados en este documento tienen el mismo significado que el entendido habitualmente por los especialistas en la técnica a la que pertenece esta invención. Salvo que se mencione de otro modo, las técnicas empleadas o contempladas en este documento son metodologías convencionales bien conocidas para los especialistas en la técnica.

En el contexto de esta descripción, se usarán varios términos. Para proporcionar un entendimiento claro y coherente de la memoria descriptiva y las reivindicaciones, incluyendo el alcance dado por dichos términos, se proporcionan las siguientes definiciones.

"Colza de retama", "Orobanche cumana", "Orobanche cumana Wallr.", "O. cernua Loefl" y "O. cumana" se usan en este documento indistintamente para referirse a la mala hierba parasitaria descrita y sus variedades.

"Cruce" (o "polinización cruzada") se refiere a la transferencia de polen de una planta a una planta diferente.

"Esterilidad Masculina Citoplásmica" o "CMS": Una línea de girasol que no produce polen viable se le llama estéril masculina. La esterilidad masculina citoplásmica se hereda de forma materna, es decir, se usa la planta estéril masculina como planta parental femenina en un cruce con polen de otro girasol. Las líneas CMS se producen cruzando una línea de mantenimiento con una planta de girasol con el rasgo de esterilidad masculina citoplásmica y después retrocruzando con la línea de mantenimiento hasta que se desarrolle una línea estéril masculina que sea homóloga a la línea de mantenimiento en todos los demás aspectos. Las líneas CMS también se mencionan como líneas femeninas.

"Línea" se refiere a un grupo de plantas que presenta menos variación entre los individuos, generalmente como resultado de varias generaciones de auto-polinización. Además, una línea puede incluir un grupo de plantas vegetativamente propagadas desde una única planta parental, usando técnica de cultivo tisular o celular.

"Planta o partes vegetales" se refiere a células vegetales, protoplastos vegetales, cultivos de tejido celular vegetal de los que pueden regenerarse las plantas de girasol, callos vegetales, matas vegetales, y células vegetales que están intactas en plantas o partes de plantas tales como embriones, polen, óvulos, flores, hojas, cáscaras, tallos, raíces, puntas de las raíces, anteras, semilla y harina de semilla, y similares.

Para el propósito de esta invención, "resistencia a la colza de retama (u Orobanche)" se define como un atributo genéticamente controlado de las plantas de girasol que evita que se acople una planta de la colza de retama parasitaria a una planta de girasol y complete su ciclo vital a través de la fase reproductora (que tiene semilla). La resistencia puede estar provocada por varias respuestas a parásitos de plantas, incluyendo, aunque no necesariamente limitado a: (1) ausencia de suficiente estímulo de germinación de la semilla de la colza de retama desde la planta de girasol (que se supone que es un exudado químico de la raíz); (2) bloqueo de la penetración de los haustorios de la colza de retama de la superficie de la raíz del girasol o (3) bloqueo de la conexión de los haustorios de la colza de retama al sistema vascular de la planta de girasol.

"Nuevas" variedades de Orobanche cumana se define como variedades más allá de las variedades actualmente caracterizadas A-E.

"Línea de restauración": línea que tiene el gen o genes para restaurar la fertilidad masculina o polen viable para una línea híbrida o endogámica de girasol y progenie que tiene un citoplasma materno que condiciona la esterilidad masculina. Este término también se analiza en la bibliografía. Véase, por ejemplo, Fick, "Breeding and Genetics", en Sunflower Science and Technology 279-338 (J.F. Carter ed. 1978).

"Selección", significa la extracción de un fenotipo deseado de una combinación de reproducción genéticamente heterogénea, y amplia, habitualmente llamada una población. Las plantas individuales en la población se seleccionan para rasgos asociados con la morfología de la planta, la morfología de la flor, la resistencia a insectos y enfermedades, madurez y producción.

"Variedad" o "variedad cultivada" se refiere a un grupo de plantas en la especie (por ejemplo, Helianthus annuus) que comparte ciertas características constantes que lo separan de la forma típica y de otras posibles variedades en esa especie. Aunque tienen al menos un rasgo distintivo, una "variedad" también se caracteriza por una cantidad sustancial de variación global entre los individuos en la variedad, en base principalmente a la segregación mendeliana de los rasgos entre la progenie de las generaciones sucesoras.

Los cultivos de campo se reproducen a través de técnicas que aprovechan la ventaja del método de polinización de las plantas. Una planta se auto-poliniza si el polen de una flor se transfiere a la misma flor o a otra flor de la misma planta. Una planta se poliniza de forma cruzada si el polen viene de una flor de una planta diferente. Por tanto, los términos "auto" en un programa de reproducción se refiere a la auto-polinización y el término "cruzado" significa una planta polinizada a partir de una planta diferente.

Los girasoles tienen una inflorescencia de tipo cabeza con flores en rayos estériles y flores en disco perfectas (que tienen tanto estambre como pistilo). Es su estado silvestre, el girasol ha sido auto-estéril o auto-incompatible de modo que es un cultivo de alta polinización cruzada que depende enormemente de las abejas de la miel para la polinización. La mayoría de las áreas de producción no tienen una población de abejas suficiente para polinizar adecuadamente el cultivo. Esto ha provocado la selección del obtentor para la auto-compatibilidad o la auto-fertilidad que aumenta la producción de semillas cuando hay pocas abejas presentes.

Una población de reproducción de girasoles debe ser sustancialmente homogénea y reproducible para ser útil en la reproducción adicional o el desarrollo de una variedad cultivada comercial. Hay varios métodos analíticos disponibles para determinar la estabilidad fenotípica de una población de girasoles.

El método más antiguo y tradicional de análisis es la observación de los rasgos fenotípicos. Los datos se recogen habitualmente en experimentos de campo durante la vida de las plantas de girasol a examinar. Las características fenotípicas se observan más a menudo para los rasgos asociados con la producción de semillas, el contenido de aceite en las semillas, el contenido de proteínas en las semillas, la composición de ácidos grasos del aceite, el contenido de glucosinolato de la harina, el hábito de crecimiento, la resistencia a la caída por efecto del viento o la lluvia, la altura de la planta, la resistencia a la rotura, etc. Otras características fenotípicas habitualmente observadas incluyen resistencia a enfermedades, insectos y tolerancia a herbicidas.

Se ha descubierto que las composiciones y métodos de la presente invención pueden crear plantas de girasol a través de la combinación de determinantes genéticos del girasol que hasta ahora no se habían reconocido para hace posible la formación de nuevas líneas de girasoles resistentes a nuevas variedades de Orobanche cumana.

Se identificaron varias variedades nuevas de Orobanche en campos de producción en Turquía. Se exploró en campo un conjunto de plasma germinal de girasol en Turquía en la siguiente temporada. Se identificaron dos tipos de respuestas de resistencia en fuentes de especies silvestres cruzadas con plasma germinal Pioneer. Ambas proporcionaron resistencia a las nuevas variedades.

Una fuente de resistencia (Sistema 1) parece funcionar evitando la penetración del haustorio de Orobanche en el tejido de la raíz del hospedador. Esta forma de resistencia está representada en la línea de girasol U00S9LM y el Nº de Acceso a la ATCC PTA-3793. Esta es la fuente de resistencia de la invención reivindicada en este documento.

Una segunda fuente de resistencia (Sistema 2) parece funcionar inhibiendo el desarrollo de brotes parasitarios que se han establecido en el sistema de raíces del hospedador pero antes de surgir por encima del nivel de la tierra. Esta forma de resistencia está representada en la línea de girasol 8556UG y el Nº de Acceso a la ATCC PTA-3792.

Un tercer mecanismo combina las fuentes de resistencia de ambos sistemas para crear una resistencia más fuerte. Esta forma de resistencia está representada en la línea de girasol 01UL2365 y el Nº de Acceso de la ATCC PTA-3791.

Las composiciones y métodos de la presente invención pueden crear de forma reproducible líneas de girasol que expresen el rasgo de resistencia a O. cumana (colza de retama) frente a los antecedentes fenotípicos de alta producción de semillas, madurez más rápida, tolerancia a la sequía, tolerancia al frío, contenido aumentado de proteínas en las semillas, modificación de la composición del contenido de aminoácidos en las semillas, enanismo, resistencia a la caída por efecto del viento o la lluvia, resistencia a insectos o enfermedades causadas por bacterias, hongos, o virus, o tolerancia al tratamiento con herbicidas que es suficientemente uniforme para aplicaciones comerciales. Por el contrario, las variedades cultivadas originales presentaron una amplia variabilidad en la expresión de dichas característi-
cas.

Para incorporarse fácilmente en los programas de reproducción que combinan rasgos deseables, el rasgo para la resistencia a Orobanche debe ser altamente heredable, es decir, dominante o semidominante. Se descubrió que esto era cierto en las composiciones y métodos actualmente reivindicados (véase Ejemplo 3).

Desarrollo de híbridos en girasoles

Típicamente se produce una semilla de girasol híbrida por un sistema de esterilidad masculina que incorpora miembros endogámicos con esterilidad masculina genética o citoplásmica (CMS). Las plantas de una estirpe endogámica CMS tienen esterilidad masculina como resultado de factores provocados por un genoma citoplásmico, en oposición al nuclear. Por tanto, esta característica se hereda exclusivamente a través de la planta parental femenina en plantas de girasol, ya que sólo la planta femenina proporciona citoplasma a la semilla fertilizada. Las plantas CMS se fertilizan con polen de otro miembro endogámico que no tiene esterilidad masculina. El polen del segundo miembro endogámico puede contribuir o no con genes que hagan que las plantas híbridas tengan esterilidad masculina.

Las líneas con esterilidad masculina citoplásmica se desarrollan tradicionalmente por el método de retrocruzamiento en el que las líneas deseables que han experimentado endogamia y selección durante varias generaciones se cruzan inicialmente con una planta con esterilidad masculina citoplásmica. A partir de ahora la línea endogámica a convertir se usa como planta parental recurrente en el procedimiento de retrocruzamiento. La descendencia final será genéticamente similar a la planta parental recurrente excepto en que tendrá esterilidad masculina.

El material de partida obtenido, de la presente invención, puede convertirse para que tenga esterilidad masculina citoplásmica (CMS) cruzando las semillas depositadas con una línea de girasol bien conocida en la técnica y disponible públicamente tal como CMS HA89 (USDA), que incorpora un determinante citoplásmico para la esterilidad masculina. La fuente de CMS HA89 es del material de Leclercq, "Cytoplasmic Sterility in the Sunflower", Ann. Amelior Plant 19:99-106 (1969).

Las líneas de restauración de la fertilidad se desarrollan transfiriendo un gen restaurador dominante a una línea endogámica establecida con citoplasma normal por retrocruzamiento. Si se usa este procedimiento, las plantas seleccionadas deben cruzarse con una línea con esterilidad masculina citoplásmica después de cada generación para determinar si están presentes los genes restauradores de la fertilidad. Un procedimiento más común es la auto-polinización y la selección de plantas fértiles masculinas de híbridos comerciales o cruces programados de plantas parentales que tienen genes restauradores en el citoplasma estéril masculino. Este procedimiento no requiere el cruce de ensayo con una línea con esterilidad masculina durante la selección porque las plantas serán completamente fértiles masculinas si están presentes los genes de restauración necesarios.

Puede producirse una línea restauradora adecuada cruzando el plasma germinal de la presente invención con cualquiera de las líneas restauradoras habitualmente disponibles, tales como RHA274, RHA271, y RHA273 (USDA) u otras líneas que tengan genes para la restauración de la fertilidad masculina. Las líneas y variedades obtenidas de este modo que producen semillas que tienen resistencia a la colza de retama y que se engendran por verdadera endogamia para al menos los genes restauradores de la fertilidad, después pueden aislarse por auto-polinización continua y cruzarse con las líneas CMS resistentes a la colza de retama previamente descritas.

Esta invención también se refiere a métodos para producir una semilla híbrida F1 cruzando una primera planta de girasol parental con una segunda planta de girasol parental, donde la primera planta parental se cultiva a partir de las semillas de la línea U00S9LM, representada por el Nº de Acceso a la ATCC PTA-3793.

Esta invención también se refiere a las células y otras partes de esas plantas.

Desarrollo de miembros endogámicos en girasoles

El uso de miembros endogámicos con esterilidad masculina es solamente un factor en la producción de híbridos de girasol. El desarrollo de híbridos de girasol requiere, en general, el desarrollo de líneas endogámicas homocigóticas, el cruce de estas líneas, y la evaluación de los cruces. Los métodos de reproducción de linajes y reproducción por selección recurrente se usan para desarrollar líneas endogámicas a partir de poblaciones reproductoras. Los programas de reproducción combinan los antecedentes genéticos de dos o más líneas endogámicas o diversas fuentes de amplia base diferentes en combinaciones reproductoras de las que se desarrollan nuevas líneas endogámicas por auto-reproducción y selección de los fenotipos deseados. Los nuevos miembros endogámicos se cruzan con otras líneas endogámicas y los híbridos de estos cruces se evalúan para determinar cuál de ellos tiene potencial comercial.

La reproducción de linajes se usa habitualmente para la mejora de cultivos. La reproducción de linajes comienza con el cruce de dos genotipos, cada uno de los cuales puede tener una o más características deseables de las que carece el otro o que complementa al otro. Si las dos plantas parentales originales no proporcionan todas las características deseadas, pueden incluirse plantas parentales adicionales en el esquema de cruces.

Estas plantas parentales se cruzan de un modo simple o complejo para producir una F1. Se produce una población F2 por auto-reproducción de uno o varios de la F1 o entrecruzando dos de la F1 (es decir, acoplamiento sib). La selección de los mejores individuos puede comenzar en la población F2, y comenzando en la F3, se seleccionan las mejores familias, y los mejores individuos de las mejores familias. El ensayo duplicado de las familias (líneas) puede comenzar en la generación F4 para mejorar la eficacia de la selección para los rasgos con baja herencia. En una fase avanzada de la endogamia (es decir, F6 y F7), habitualmente se ensayan las mejores líneas o mezclas de líneas fenotípicamente similares para su liberación potencial como nuevas variedades cultivadas.

También pueden desarrollarse variedades mejoras a través de la selección recurrente. Se identifica o crea una población genéticamente variable de individuos heterocigóticos entrecruzando varias plantas parentales diferentes. Las mejores plantas se seleccionan en base a la superioridad individual, la descendencia destacada, o excelente capacidad de combinación. Las plantas seleccionadas se entrecruzan para producir una nueva población en la que se continúen ciclos adicionales de selección.

El objetivo de los programas de desarrollo de líneas híbridas de girasoles comerciales es desarrollar nuevas líneas endogámicas para producir híbridos que se combinen para producir altas producciones y un rendimiento agronómico superior. El rasgo principal que buscan los obtentores es la producción. Sin embargo, muchos otros rasgos agronómicos principales son de importancia en la combinación de híbridos y tienen un impacto sobre la producción o proporcionan de otro modo un rendimiento superior en combinaciones de híbridos. Los objetivos principales en la reproducción de girasoles incluyen la producción mejorada de semillas, un porcentaje de aceite o calidad del aceite mejorado en la semilla, madurez anterior, altura más corta de la planta, uniformidad del tipo de planta, o resistencia a enfermedades o insectos. Además, las líneas per se tienen preferiblemente un rendimiento aceptable para rasgos parentales tales como producción de semillas y producción de polen, que afectan todos ellos a la capacidad de proporcionar líneas parentales en cantidad y calidad suficiente para la hibridación. Estos rasgos han demostrado estar bajo control genético y muchos, sino todos los rasgos, están afectados por múltiples genes.

Aunque las técnicas de esterilidad, incluyendo el uso de determinantes de CMS, pueden aplicarse de forma ventajosa para producir líneas parentales y variedades así como híbridos resistentes a la colza de retama en la presente invención, la aplicación de dichas técnicas no es una condición previa para la práctica de la invención. Las líneas parentales y las variedades usando los métodos de la invención pueden producirse por manipulación de los materiales de girasol existentes, usando otros métodos convenciones, en base a selecciones sucesivas y endogamia, o enfoques moleculares recién desarrollados para alterar el contenido genético de las plantas. En cualquier caso, la producción de líneas parentales y variedades adecuadas de acuerdo con la presente invención implica la eliminación de una cierta cantidad de variabilidad, al menos al grado de que una cantidad apreciable de la descendencia derivada de la auto-polinización de al menos una de las plantas parentales produzca semillas que tengan rasgos resistentes a la colza de retama.

A través de las técnicas de reproducción, puede combinarse la resistencia mejorada a Orobanche cumana o "acumulada" con cualquier otro rasgo de la semilla, agronómico, o de resistencia a insectos o enfermedades deseable. Los ejemplos de otros rasgos deseables incluyen, aunque sin limitación, un perfil o contenido alterado de aceite en la semilla, alta producción de semillas, madurez más rápida, tolerancia a la sequía, tolerancia al frío, contenido aumentado de proteínas en la semilla, modificación de la composición del contenido de aminoácidos en las semillas, enanismo, resistencia a la caída por efecto del viento o la lluvia, resistencia a insectos o enfermedades causadas por bacterias, hongos, o virus, o tolerancia al tratamiento con herbicidas.

Los métodos de la presente invención encuentran uso particular en los programas de reproducción con líneas de girasol tolerantes al herbicida de sulfonilurea. Se ha descubierto que los herbicidas de sulfonilurea son eficaces contra malas hierbas parasitarias del girasol tales como cuscuta y especies de Orobanche (L. García-Torres et al. Weed Research, 1994, 34:395-402).

Regeneración de plantas

Esta invención también se refiere a las partes de las plantas de la invención, incluyendo células vegetales, protoplastos vegetales, cultivos tisulares de células vegetales de los que pueden regenerarse las plantas de girasol, callos vegetales, matas vegetales y células vegetales que están intactos en plantas o partes de plantas tales como embriones, polen, óvulos, flores, hojas, cáscaras, tallos, raíces, puntas de las raíces, anteras, semilla y harina de semilla, y similares.

Las plantas producidas de acuerdo con la presente invención pueden regenerarse a partir de partes vegetales usando técnicas conocidas. Por ejemplo, las semillas de las plantas de la presente invención pueden plantarse de acuerdo con procedimientos de cultivo de girasoles convencionales. Estas plantas generarán adicionalmente semillas después de la auto-polinización.

Las plantas de girasol también pueden regenerarse usando cultivo tisular y regeneración. El cultivo de diversas células y tejidos de girasol y la regeneración de las plantas a partir de los mismos es conocido para los especialistas en la técnica. Por ejemplo, la propagación de girasoles por cultivos tisulares se describe en las siguientes referencias: Henderson et al, "The culture of normal sunflower stem callus". (1952), Am. J. Bot. 39:444-451; Levine, M., "Response of fibrous roots of sunflower and tobacco tissue cultures to plant growth substances" (1951), Bot. Gaz. 112:281-289; Henrickson, C.E., "The flowering of sunflower explants in aseptic culture" (1954), Plant Physiol. 29:536-538; y Sadhu, M. K., "Effect of different auxins on growth and differentiation in callus tissue from sunflower stem pith" (1974), Indian J. Exp. Biol. 12:110-111.

Aceite y Harina Vegetal

La semilla de las plantas de esta invención puede usarse para producir aceite y harina vegetal. La semilla de estas variedades, la planta producida de dicha semilla, la planta de girasol híbrida producida a partir del cruce de estas variedades con otras variedades, la semilla híbrida resultante, y diversas partes de la planta de girasol híbrida pueden utilizarse en la producción de un aceite vegetal comestible u otros productos alimenticios de acuerdo con técnicas conocidas.

Las pipas del girasol están revestidas en una cáscara protectora que crea la necesidad de descascararlas antes de la extracción del aceite y el procesamiento adicional. Las plantas más modernas diseñadas específicamente para triturar los girasoles tiene un equipo de descascarado aunque las semillas pueden triturarse de forma menos eficaz en su totalidad con sus cáscaras sobre ellas. La mayoría de las plantas de procesamiento de girasoles de los Estados Unidos usan una combinación de prensas de tornillo y extracción con disolventes para extraer el aceite. Se ha informado de que es un método muy eficaz de retirar el aceite de la semilla, dejando todo salvo el 1% del aceite en el material de la planta restante.

El aceite de girasol bruto se procesa adicionalmente para su uso en productos alimenticios. El refinado reduce el contenido de ácidos grasos libres y retira las impurezas. El proceso de blanqueo asegura que se retiren los pigmentos que causan problemas. La protección contra los agentes invernales implica el enfriamiento gradual del aceite de modo que como aceite de ensalada pueda soportar el almacenamiento en refrigeración sin enturbiarse. La desodorización retira las impurezas restantes para mejorar el sabor y el olor del aceite. Cuando se describe un aceite comestible como RBD, ha experimentado las fases de procesamiento de refinado, blanqueado y desodorización.

El componente sólido de harina restante obtenido de las semillas puede usarse como pienso nutritivo para el ganado. La harina de girasol es un subproducto con alto contenido en proteínas del procesamiento del aceite del girasol. Se usa principalmente como aditivo del pienso del ganado para suplementar los niveles de proteínas y sustituye fácilmente la harina de soja. No hay factores tóxicos y niveles muy bajos de factores anti-nutrientes (tales como inhibidores de tripsina) que requieran un procesamiento adicional. Es la cuarta mayor fuente de harina de semilla de aceite. La calidad de las proteínas de la harina de la semilla del girasol es alta: tiene un índice de aminoácidos esenciales de 68, que se puede comprar favorablemente con la harina de soja y es limitante sólo en lisina.

Ejemplos

Notas

1) La localización del vivero de verano fue Ahmetbey, Luleburgaz, Kirklarli, Turquía. Los ensayos en este vivero fueron en condiciones de infestación artificial, en gran medida, con semillas de la nueva o nuevas variedades de Orobanche cumana recogidas de campos de granja infestados de forma natural y en gran medida.

2) "Infestación en gran medida" o "infestado en gran medida" se define como una infestación de la nueva o nuevas variedades de O. cumana suficiente para reducir la producción en el 80-100% en líneas de girasol susceptibles.

3) La localización del vivero de invierno estaba en Kaha, Kalyobia, Egipto, en campos completamente libres de infestación por O. cumana.

4) Los campos infestados de forma natural y en gran medida se localizaban en Tekke koy, Malkara, Tekirdag, Turquía.

5) Se evaluó la resistencia a la colza de retama (en exploraciones de campo) justo antes de la recolección contando la cantidad de plantas de girasol que estaban libres de infección con colza de retama en un radio de 50 cm alrededor de cada planta.

6) Los individuos susceptibles tenían muchos brotes surgidos y/o acoplados de colza de retama. No se encontraron tipos intermedios de resistencia. Las plantas susceptibles mostraron diferentes grados de intensidad de ataque.

Ejemplo 1 Exploración para resistencia del Sistema 1 en las cámaras de crecimiento

Se reunieron 165 muestras de semillas de girasol (165 cabezas individuales) con sospecha de resistencia a las nuevas variedades de O. cumana (colza de retama) a partir de campos infestados de Thrace, Turquía. Las semillas eran cruces externos del plasma germinal propiedad de Pioneer desarrollado en Woodland, CA.

Las semillas de girasol se plantaron en macetas de 12,70 cm (5'') en una mezcla de arena y tierra (1:1) que estaba infestada con semillas de las nuevas variedades de O. cumana en la proporción de 100 gramos/1 kg. Las semillas de girasol se plantaron a una proporción de diez semillas de girasol/maceta. Las plantas se cultivaron en una cámara de crecimiento a 25ºC en condiciones de luz continua. Se añadió fertilizante que contenía NPK una vez durante el periodo de crecimiento. Después de 75 días de siembra, las plantas se retiraron de las macetas, se lavaron los sistemas de raíces, y se registró la cantidad de plantas resistentes por maceta. Las semillas restantes de esas muestras que demostraron que segregaban en los ensayos de maceta, se usaron en ensayos de exploración de campo.

Ejemplo 2 Selección de plantas con resistencia del Sistema 1

Como resultado de la exploración en la cámara de crecimiento, se plantaron las semillas de las cabezas que mostraron segregación para la resistencia como semilla F1 en el siguiente vivero de verano. Las semillas de las nuevas variedades de O. cumana que se recogieron de los campos de girasol infestados de forma natural se usaron para infestar de forma artificial las macetas de ensayo. Las plantas F1 resistentes se recolectaron y se plantaron sus semillas como F2 en el vivero de invierno.

a) Combinaciones de híbridos

A partir de estas descendencias F2, se seleccionaron 20 cabezas para supuesta resistencia y se hicieron cruces individuales cabeza con cabeza con 4 diferentes líneas endogámicas femeninas para crear híbridos de cruce de ensayo:

La exploración de los cruces de ensayo y los nuevos híbridos para la resistencia a las nuevas variedades de colza de retama se realizaron durante varios años en Tekke koy, Malkara, Tekirdag, Turquía, en campos infestados de forma natural y en gran medida, con las variedades recién observadas de colza de retama. Estos eran campos en los que la producción previa de cultivos de girasol se redujo en aproximadamente el 80-100% debido al ataque de las nuevas variedades de colza de retama. Se realizaron exploraciones usando un diseño de bloque aleatorio con 2 replicaciones por cada cruce híbrido. La resistencia a la colza de retama se evaluó justo antes de la recolección contando la cantidad de plantas de girasol que estaban libres de infección con colza de retama en un radio de 50 cm alrededor de cada planta. Las plantas resistentes se retiraron del suelo para confirmar la ausencia de cualquier brote de colza de retama que pudiera estar unido al sistema de raíces por debajo de la superficie de la tierra.

La selección para la resistencia y el cruce de ensayo continuó en campos infestados de forma natural, en gran medida, hasta la generación F7. En este punto, se determinó que las líneas F7 estaban fijadas para la resistencia, fertilidad, contenido uniforme de aceite, y ausencia de rotura de las semillas.

b) Líneas endogámicas y plasma germinal de reproducción

A partir de las selecciones de cabezas F2, se plantaron las semillas F3 en el vivero de verano.

La exploración de la nueva fuente de plasma germinal de reproducción y las líneas endogámicas para la resistencia a las nuevas variedades de colza de retama se realizaron durante varios años en Ahmetbey, Luleburgaz-Kirklarli, Turquía. El vivero de exploración de verano se infestó de forma artificial con semillas de las nuevas variedades de O. cumana que se recogieron de los campos de girasoles infestados de forma natural y en gran medida. La infestación de la tierra del vivero se repitió cada año. Las exploraciones se realizaron plantando 15 plantas en extensiones de hileras de 4 metros para cada selección del plasma germinal de reproducción y líneas endogámicas. La resistencia a la colza de retama se evaluó justo antes de la recolección contando la cantidad de plantas de girasol que estaban libres de infección con colza de retama en un radio de 50 cm alrededor de cada planta. Las supuestas plantas resistentes se retiraron del suelo para confirmar la ausencia de cualquier brote de colza de retama que pudiera esta acoplado al sistema de raíces por debajo de la superficie de la tierra.

Esta línea está representada por el número de depósito en la ATCC PTA-3793.

Ejemplo 3 Estudio de herencia del Sistema 1

Se hicieron cruces entre líneas endogámicas Pioneer resistentes y susceptibles para crear dos poblaciones para este estudio de herencia. Estas dos poblaciones eran las siguientes:

a)

U9605LF (susceptible)/U00T3LM (resistente).

b)

U9612LM (susceptible)/U00Z0LM (resistente).

La población F2 de U9606LF/U00T3LM y sus retrocruces F1 se plantaron en un campo infestado de forma natural y en gran medida, con las semillas de las nuevas variedades de colza de retama. Se plantaron cinco replicaciones de 250 plantas cada una en Tekke koy, Malkara, Tekirdag, Turquía.

La población F2 de U9612LM/U00Z0LM se plantó en el mismo campo en Turquía en 4 replicaciones (250 plantas cada una) y otras 526 plantas de la misma población se plantaron en un campo infestado de forma natural en La Carlota, Córdoba, España.

Como se muestra en la siguiente tabla, las plantas F2 de las dos poblaciones segregaron 3:1 resistente-a-susceptible, mientras que las plantas de los retrocruces F1 segregaron 1:1 resistente-a-susceptible, demostrando que la resistencia a las nuevas variedades mediante el Sistema 1 se controlaba por un único gen dominante.

Datos recogidos del estudio de herencia I. Población F2 de U9505LF/U00T3LM y su F1BC1

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II. Población de mapeo F2 de U9612LM/U00Z0LM

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Ejemplo 4 Selección y Exploración de Campo para Plantas con resistencia del Sistema 2

Se descubrió resistencia del Sistema 2 en el plasma germinal de la colección de Freeman Johnson (adquirida por Pioneer). Esta fuente se utilizó para reproducir las líneas endogámicas de mantenimiento clave de Pioneer.

Los materiales se recibieron de Woodland, CA. Se plantaron como semillas F3 en el vivero de verano (Ahmetbey, Luleburgaz, Kirklareli, Turquía). Las plantas resistentes se seleccionaron, se recolectaron, y se plantaron sus semillas en el vivero de invierno. De las plantas F4, se seleccionaron aproximadamente 20 cabezas y se cruzaron cabeza con cabeza con U9605LF (una línea endogámica femenina susceptible) para preparar híbridos de cruce de ensayo.

a) Combinaciones de híbridos

La exploración de los cruces de ensayo y los nuevos híbridos para la resistencia del Sistema 2 a las nuevas variedades de colza de retama se realizaron durante varios años en Tekke koy, Malkara, Tekirdag, Turquía en campos infestados de forma natural y en gran medida, con las variedades de colza de retama recién observadas. Estos eran campos en los que la producción previa de los cultivos de girasol se redujo en aproximadamente el 80-100% debido al ataque grave de las nuevas variedades de colza de retama. Las exploraciones se realizaron usando un diseño de bloque aleatorizado con 2 replicaciones para cada cruce híbrido. La resistencia a la colza de retama se evaluó justo antes de la recolección extrayendo las plantas y contando la cantidad de plantas de girasol que tenían brotes de colza de retama muertos acoplados en su sistema de raíces bajo el suelo.

Los individuos susceptibles tenían muchos brotes de colza de retama surgidos y mostraron diferentes grados de intensidad de ataque.

b) Líneas endogámicas y plasma germinal de reproducción

La exploración de la nueva fuente de plasma germinal y líneas endogámicas para la resistencia a las nuevas variedades de colza de retama se realizaron durante varios años en el vivero de verano en Ahmetbey, Luleburgaz-Kirklarli, Turquía. El vivero se infestó de forma artificial con semillas de las nuevas variedades de O. cumana. La infestación de la tierra del vivero se repitió cada año. La exploración se realizó plantando 15 plantas en una extensión de hileras de 4 metros para cada selección del plasma germinal de reproducción y líneas endogámicas. La resistencia a la colza de retama se evaluó justo antes de la recolección retirando las plantas del suelo y contando la cantidad de plantas de girasol que tenían brotes de colza de retama muertos acoplados en su sistema de raíces por debajo de la superficie de la tierra.

Los individuos susceptibles tenían muchas raíces de colza de retama surgidos. Las plantas susceptibles estaban mostrando diferentes grados de intensidad de ataque de colza de retama.

Ejemplo 5 Exploración de Campo y Selección de Plantas Híbridas con la combinación de la resistencia del Sistema 1 y el Sistema 2

Se preparó una combinación híbrida del Sistema 1 y el Sistema 2 para potencia la resistencia contra cualquier variedad de colza de retama que surja en el futuro. El cruce (01UI2365, representado por el número de depósito en la ATCC PTA-3791) se hizo entre U0170LF (Sistema 2, femenino) y U00S9LM (Sistema 1, masculino). El cruce híbrido se exploró en Tekke koy, Malkara, Tekirdag, Turquía en campos infestados de forma natural y en gran medida, con las variedades de colza de retama recién observadas. Estos eran campos en los que la producción previa de cultivos de girasol se redujo en aproximadamente el 80-100% debido al ataque grave de las nuevas variedades de colza de retama. Las exploraciones se realizaron usando un diseño de bloque aleatorizado con 4 replicaciones. Se evaluó la resistencia a la colza de retama justo antes de la recolección contando la cantidad de plantas de girasol que estaban libres de infección con colza de retama en un radio de 50 cm alrededor de cada planta y también extrayendo la plantas y contando la cantidad de plantas de girasol que tenían brotes de colza de retama muertos acoplados a su sistema de raíces bajo el suelo. No se observaron plantas susceptibles de esta combinación híbrida. Aproximadamente del 1 al 3% de estas plantas resistentes tenían acoplados brotes de colza de retama muertos bajo el suelo, confirmando la expresión de resistencia del Sistema 2. Las plantas de los controles susceptibles murieron antes de la fase de floración debido al ataque grave por las nuevas variedades de colza de retama.

Claims (10)

1. Una planta de girasol resistente a las variedades de Orobanche cumana además de a las variedades A-E, pudiendo obtenerse dicha planta por un método que comprende:

cruzar una primera planta de girasol parental con una segunda planta de girasol parental y recolectar la semilla descendiente resultante, en el que la primera planta de girasol es una planta que ha crecido a partir de semillas de la línea U00S9LM, representada por el Nº de Acceso a la ATCC PTA-3793.

2. Una parte vegetal de la planta de la reivindicación 1.

3. Una célula de una planta de la reivindicación 1.

4. Un cultivo tisular de las células regenerables de la reivindicación 3.

5. Un método para regenerar una planta de girasol de la reivindicación 1, que comprende hacer crecer el cultivo tisular de la reivindicación 4 en condiciones suficientes para regenerar dicha planta de girasol.

6. Un método para preparar aceite y/o harina de semilla de una planta de girasol, comprendiendo el método cultivar una planta de la reivindicación 1, recolectar la semilla de la misma, triturar dicha semilla y separar el aceite y/o la harina.

7. Un método de la reivindicación 6 que comprende adicionalmente procesar dicho aceite para su uso en productos alimenticios.

8. Un método de la reivindicación 7, en el que dicho procesamiento adicional comprende refinar, blanquear, proteger contra los agentes invernales o desodorizar.

9. Un método de la reivindicación 8, en el que dicho procesamiento adicional implica refinar, blanquear y desodorizar.

10. Un método de la reivindicación 9 que comprende adicionalmente suministrar dicha harina al ganado.