Selección asistida por marcadores (MAS) un ejemplo de su integración a un esquema clásico de mejoramiento en yuca (Manihot esculenta Crantz), en el desarrollo de materiales resistentes al virus del mosaico africano de yuca (CMD)

摘要

La yuca (Manihot esculenta Crantz) es una de las principales fuente de alimento en África. Sin embargo, las producciones en el continente son bajas debido a que las variedades locales con excelentes características cualitativas para los consumidores, son susceptibles a plagas y enfermedades. La enfermedad del mosaico africano de la yuca (CMD, Cassava Mosaic Disease) es endémica y de gran impacto en el continente, ocasionando pérdidas de hasta el 90%. A pesar de los esfuerzos por introducir variedades resistentes a la enfermedad, la adopción de estos materiales ha sido lenta, con unas pocas excepciones donde hay oportunidades de mercado para el producto transformado, como ha ocurrido Nigeria. En Tanzania se ha implementado un esquema de mejoramiento con la contribución de los agricultores y el uso de herramientas biotecnológicas disponibles como Selección Asistida por Marcadores (MAS). La tecnología de MAS para CMD ha incluido estudios genéticos de la resistencia a CMD, seguido por la localización de genes de resistencia y el desarrollo de marcadores asociados al gen CMD2. Con el uso de esta herramienta (MAS) se espera acelerar el proceso de desarrollo de variedades y la eficiencia en la selección para cumplir el objetivo de brindarle a los agricultores variedades con buenas características culinarias, alto rendimiento y resistencia a CMD. Éste trabajo muestra una opción metodológica-práctica en la implementación de MAS para CMD en dos etapas claves dentro de un esquema general entre programas de Mejoramiento de Tanzania (ARI Mikocheni) y Colombia (CIAT), el cual ha combinado Genética molecular y Mejoramiento. En la primera etapa, MAS se implemento en la selección de 526 genotipos resistentes a CMD resultado de cruzamientos entre materiales elite de América latina y genotipos resistentes a CMD en CIAT. Estos genotipos se introdujeron en Tanzania para ser evaluados por mejoradores y agricultores; así se seleccionaron 44 genotipos para hacer cruzamientos con 35 variedades locales altamente valoradas (por sus características agronómicas y culinarias), generando 300 familias por polinización controlada y abierta. En la segunda etapa se empleo MAS en 3 pasos usando cuatro marcadores moleculares asociados al gen CMD2 (RME1, RME4, NS158 y NS169) para la selección de genotipos resistentes sobre las familias generadas. Primero los parentales de las familias fueron valorados como R (resistentes a CMD) o S (susceptibles a CMD). En segundo lugar, de acuerdo al polimorfismo entre los parentales (genotipos “introducidos” desde CIAT valorados R llevando el gen CMD2 y genotipos “variedades locales” evaluados como S) se seleccionaron las familias para implementar MAS. Por último, cerca de 1500 individuos de 68 familias de cruzamientos controlados y 71 de polinización abierta fueron evaluadas con MAS. En las familias de cruzamientos controlados entre el 69.8% y el 89.5% de los individuos fueron resistentes basados en 2 marcadores que flanquean el gen CMD, y en familias de 11 polinización abierta entre el 69.1% y el 83.8% La evaluación usando MAS indico que un 80% de todos los individuos fueron resistentes, esto coincidió con los resultados de la evaluación fenotípica (basada en el segundo ciclo). Los resultados sugieren que la heredabilidad de la resistencia a CMD en la estación de Chambezi, Tanzania, donde se hizo el fenotipificado, estuvo alrededor de 0.8 En Chambezi hay una alta presión natural de CMD por lo tanto los escapes pueden considerarse bajos, MAS incremento todavía la eficiencia en la selección en un 20% en comparación con solo el uso de selección fenotípica. Una coincidencia de 90% entre los resultados de MAS y el segundo año de evaluación fenotípica, sugiere por un lado, que el proceso de colecta, recogida de muestras y envío a CIAT para el genotipificado, y por otro lado, la cosecha, selección, y vuelta a sembrar en campo para el siguiente ciclo se llevo a cabo con muy bajas tasas de error experimental.