DOI: 10.35407/bag.2021.32.02.02

RESEARCH

Mejoramiento de arveja (Pisum sativum L): avances del programa de mejoramiento genético de la Universidad Nacional de Rosario

Pea (Pisum sativum L.) breeding: advances of the breeding program at Universidad Nacional de Rosario

 

Gatti I.¹

Cazzola F.²

Bermejo C.J.²

Guindón M.F.²

Espósito M.A.^2,3

Cointry E.L.² *

 

¹ CIUNR, Consejo de Investigadores de la Universidad Nacional de Rosario, Rosario, Argentina;

² Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (IICAR-CONICET), Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Rosario (UNR), Zavalla, Argentina;

³ Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, EEA INTA Oliveros, Ruta Nacional 11 km 353, Oliveros, Santa Fe.

 

* Corresponding author: Cointry, E.L. ecointry@unr.edu.ar ORCID 0000-0001-5906-7291

 

General Editor: Elsa Camadro

 

RESUMEN

En 2005 se inició un programa de mejoramiento de arveja para aumentar la producción en cantidad y calidad en la Facultad de Ciencias Agrarias (FCA), Universidad Nacional de Rosario (UNR). Los primeros pasos fueron reunir una colección activa de germoplasma de todo el mundo y analizar la variabilidad genética a través de rasgos morfo-agronómicos y moleculares. En 2014, el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) y la FCAUNR unieron esfuerzos para promover el desarrollo local de genotipos de arveja adaptados a la región. Este programa, utilizando metodologías convencionales, ha obtenido hasta el momento una nueva variedad comercial (Primogénita FCA-INTA) de color de cotiledón verde, semi-áfila, con alta adaptación a las condiciones agroecológicas locales y alto potencial de rendimiento. El mejoramiento genético, sin embargo, es un proceso lento. El desarrollo de nuevas variedades requiere una década o más utilizando metodologías tradicionales, por lo que se propusieron diferentes alternativas para la reducción de este período. Los haploides duplicados y el cultivo in vitro han sido algunas de las metodologías desarrolladas, sin embargo, en legumbres no se han podido implementar de manera eficiente en los programas de mejoramiento. En este contexto, Speed Breeding surge como una tecnología que permite incrementar la eficiencia de los programas, reduciendo los costos y el trabajo requerido.

Palabras clave: Arveja, Metodologías convencionales, Speed Breeding, Haploides duplicados.

 

ABSTRACT

A pea breeding program to increase production in quantity and quality was started in 2005 in the College of Agrarian Sciences (FCA), National University of Rosario (UNR). The first steps were to gather an active collection of germplasm from around the world and to analyze genetic variability through morpho-agronomic and molecular traits in order to set objectives. In 2014, the National Institute of Agropecuarian Technology (INTA) and the FCAUNR, joined forces to unite inter-institutional efforts for promoting the local development of pea genotypes adapted to the region. This program, using conventional methodologies, has so far obtained a new commercial line (Primogénita FCA-INTA) of green cotyledons, semileafless, with high adaptation to local agro ecological conditions and high yield potential. Breeding, nevertheless, is a slow process. Developing new pea varieties usually takes a decade or more when using traditional methodologies; thus, different alternatives were proposed for the reduction of this period. Doubled haploids and in vitro culture have been some of the methodologies developed; in pulses, however, they have not been efficiently implemented in breeding programs. In this context, Speed Breeding emerges as a technology that allows increasing the efficiency of the programs, while reducing costs and the required labor.

Key words: Peas, Conventional methodologies, Speed Breeding, Doubled haploids.

 

Received: 10/09/2020

Accepted: 10/24/2020

 

 

INTRODUCCIÓN

 

 

Sistemática y origen geográfico

 

 

La arveja (Pisum sativum L.) es una especie diploide 2n=14, anual y autógama perteneciente a la familia de las leguminosas (subfamilia: Faboideae, tribu: Fabeae). Presenta una importante ventaja ecológica al contribuir al desarrollo de una agricultura de bajos insumos debido a la fijación de nitrógeno atmosférico, y minimiza la necesidad de insumos externos (Smýkal et al., 2012; Guindon et al., 2018). Esta leguminosa es considerada la fuente más económica de proteínas (23-33%) tanto para la nutrición humana como animal (Cousin et al., 1985; Gupta et al., 2015). A su vez es uno de los cultivos más antiguos domesticados en el mundo (Zohary y Hopf, 2000). El género Pisum incluye especies silvestres como P. fulvum originarias del Medio Oriente (Smýkal et al.,2017) y especies cultivadas como P. abyssinicum provenientes de Yemen y Etiopía, y que probablemente, fue domesticada independientemente de P. sativum, y un conjunto de formas silvestres (P. sativum subsp. elatius) y formas cultivadas que comprenden la especie P. sativum en un sentido amplio (Trněný et al., 2018) que son nativas de la región mediterránea de Europa y del centro y noroeste de Asia (Smýkal et al., 2017). Dos acervos genéticos fueron encontrados en este género. El acervo genético primario incluye P. sativum con sus diferentes subespecies, variedades botánicas y comerciales, mientras que el acervo genético secundario está compuesto por P. fulvum y P. abyssinicum (Coyne et al., 2020). Nuestro equipo de trabajo adoptó el sistema taxonómico de Pisum esbozado por Maxted y Ambrose (2001) y Bogdanova et al. (2020).

Según este sistema generalizado, el género abarca tres especies, a saber, P. sativum L., subsp. sativum (incluye var. sativum y var. arvense); subsp. elatius (Bieb.) Aschers. & Graebn (incluye var. elatius, var. brevipedunculatum y var. pumilio), P. fulvum Sibth. & Sm. y P. abyssinicum A. Br.

 

 

Importancia económica

 

 

Es la segunda leguminosa más cultivada a nivel mundial con una producción de 16.205 x 106tn en 2017 (FAO, 2019). La demanda de arveja es alta y sostenida dado el alto consumo en países asiáticos como India, China y Bangladesh, que son los principales consumidores del mundo. A nivel mundial, el mayor exportador es Canadá, seguido de Rusia y Estados Unidos y, en menor escala, Francia y Australia. En América del Sur, el principal productor y exportador de arveja es Argentina (Janzen et al., 2014) estando en el noveno puesto entre los exportadores mundiales (Calzada y Treboux, 2019).

 

 

Producción en Argentina

 

 

En la Argentina el cultivo en secano se realiza en forma extensiva cuando el objetivo es cosechar grano seco y en forma intensiva para obtener granos o vainas para consumo en fresco. La arveja para grano seco se cultiva tradicionalmente en la zona norte de la provincia de Buenos Aires y sudeste de Santa Fe. Entre ambas provincias suman más del 90% de la superficie sembrada en el país (Prieto y Vita, 2010). En los últimos años se ha extendido la propuesta productiva a la zona oeste y centro de Buenos Aires y Santa Fe, sur de Córdoba y oeste de Entre Ríos (De Bernardi, 2016). Del total de arvejas producidas, el 88-90% se destina a grano seco, el 7-8% a grano verde fresco para enlatado y/o congelado y el resto para chaucha fresca (SAGPyA, 2010). El cultivo en nuestro país está siendo considerado cada vez más como una alternativa viable, tanto por su rentabilidad como por sus beneficios como antecesor de los cultivos de verano. Se han realizado estudios que demuestran que el cultivo de soja rinde un 25% más cuando el cultivo anterior fue la arveja, y en el caso del maíz los rendimientos aumentan entre 2.000 y 2.500 kg/ ha (Prieto, 2018). La arveja como antecesora posee dos ventajas importantes: la primera, que consume menos agua que el trigo (el 60% de lo que utiliza el cereal) y deja el segundo metro del perfil de suelo con toda el agua disponible. La otra ventaja es que el balance de nitrógeno que queda luego del cultivo, en comparación con el trigo, es menos negativo (Prieto, 2018).

 

 

Calidad de la arveja

 

 

Son alimentos concentrados con un alto porcentaje de materia seca y proteína, carbohidratos solubles, bajo contenido en grasas, fibras que varían en torno al 8 % y sustancias minerales (Grusak, 2002). El contenido de proteína en las semillas varía del 17% al 40%, en contraste con los cereales (7-13%) e igual al contenido de proteína que se encuentra en la carne (18-25%) (Pandey et al., 2016). En comparación con los cereales, son ricas en lisina y pobres en aminoácidos azufrados como la metionina y la cisteína. También son ricas en vitamina C y hay un aumento en el contenido de riboflavina y niacina después de la germinación (Swaminathan, 1988).

En nutrición humana, son utilizadas en una amplia variedad de platos y se consumen como semillas secas enteras o molidas. Se extraen aislados de almidón y proteínas de alta calidad y se han evaluado las características estructurales y funcionales de las semillas enteras para mejorar la alimentación (Brummer et al., 2015). Debido a que las semillas secas contienen pocos factores antinutricionales, también se utilizan como fuente de proteínas principalmente en dietas monogástricas (Dotas et al., 2014), y trabajos recientes han demostrado el valor de la arveja como reemplazo de la soja en las raciones para cerdos, aves, pescado y rumiantes (Anthony, 2017). Asimismo, el heno de arveja se utiliza como forraje en la dieta de los rumiantes (Bastida García et al., 2011). Al mismo tiempo, tienen una fuerte presencia en el mercado de alimentos procesados, con una gran diversidad de productos. La arveja enlatada rehidratada es uno de los productos con mayor volumen de exportación del sector de las verduras enlatadas en Argentina (después de las preparaciones de tomate) y tiene una participación de mercado mundial cercana al 1%, abasteciendo principalmente a países vecinos. Además, se utilizan en sopas instantáneas, snacks, productos de cereales congelados, hamburguesas y empanadas, barritas energéticas, harinas ricas en proteínas y fibra (20% y 17% respectivamente) y almidones, fibras y aislados o concentrados de proteínas que se utilizan para agregar en productos cárnicos cocidos, frescos y embutidos. La posibilidad de alimentar ganado vacuno, lechero, porcino y aves de corral con granos de arveja permite diversificar la producción e incorporar la ganancia en origen especialmente en las pequeñas explotaciones.

 

 

Planes de Mejoramiento

 

 

Los esfuerzos de mejoramiento para desarrollar nuevos cultivares han dado lugar en gran medida a la división del germoplasma de arveja en diferentes grupos, diferenciados principalmente por el uso final y el tipo de mercado (Zong et al., 2009; Burstin et al., 2015). En resumen, según la morfología del grano y el momento de su cosecha, las arvejas se pueden clasificar en:

• Dried peas (lisas o field pea), son las arvejas recolectados en plena madurez, en parte para consumo humano, pero principalmente para alimentación animal.

• Green peas (arrugadas o garden pea), las vainas se cosechan en la etapa R4 (vaina llena) para consumo humano como hortalizas frescas y los granos inmaduros para consumo directo, enlatado o congelado.

 

Los objetivos de mejoramiento dependen del tipo de arveja a producir. Nuestro grupo de trabajo se ha enfocado principalmente en el mejoramiento de arvejas secas estando, sin embargo, iniciando un programa para Green peas. Para el caso de las arvejas secas manejamos tanto germoplasma correspondiente a arvejas con color de cotiledón amarillo como verde siendo, este último, el de cultivo más común en nuestro país.

En este tipo de materiales se busca la obtención de variedades semi-áfilas, que por tener reemplazado los folíolos por zarcillos, permiten una mayor incidencia de la radiación solar en las plantas permitiendo que maduren correctamente las vainas inferiores. Por otro lado, los zarcillos de las diferentes plantas en el cultivo se unen evitando así el vuelco de las mismas en la madurez que puede ser provocado por el peso de las vainas. Por el contrario, las plantas foliosas tienden a ser más susceptibles a las enfermedades foliares, pero presentan un mayor rendimiento. En nuestro país, las variedades de mayor difusión son Facón que es de grano verde liso, foliosa, y semi-rastrera y Viper que presenta un grano verde liso, es semi-áfila y erecta; pero si se desea afianzar nuestro protagonismo en el mundo será necesario ofrecer otros tipos varietales, tales como arvejas de cotiledones amarillos, variedades con resistencia al blanqueado de la semilla, mejor estructura de planta (semiáfilas) y comportamiento sanitario superador, de tal manera de ir satisfaciendo las necesidades de otros mercados no tradicionales. Se busca, asimismo, reducir los días a floración como la altura de la planta con el fin de obtener materiales precoces (con fechas a floración cercanas a 70 días) que permitan liberar más tempranamente el lote, a fin de poder realizar cultivos de segunda y plantas de 60-65 cm, ya que plantas de mayor altura son más susceptibles al vuelco, mientras que, las de menor altura resultan ser pobres competidoras con las malezas. Por otro lado, también se busca, como en todos los cultivos, un incremento de todas las variables productivas, estabilidad de la producción y la resistencia a factores bióticos y abióticos (Guindon et al., 2018).

Nuestro programa de mejora comenzó con una etapa de pre-breeding mediante la construcción de una colección activa de arveja con la importación de materiales de los bancos de germoplasma del USDA (EEUU) y del John Innes Pisum Collection (UK) y materiales derivados de nuestro programa de mejora, contando actualmente con más de 300 entradas del género Pisum (ssp. fulvum, abyssinicum y sativum) como así también de las subespecies asiaticum, elatius, jomardi, sativum y transcaucasicum y diferentes cultivares dentro de cada subespecie, con materiales de grano liso (arveja seca) y de tipo rugoso (arveja hortícola para consumo fresco). Dicha colección se multiplica periódicamente y es evaluada a través de diferentes tipos de marcadores: morfológicos, agronómicos, ecogeográficos, moleculares y bioquímicos. Con el objetivo de contribuir a una mejor utilización de las accesiones en los programas de mejoramiento, Espósito et al. (2019) construyeron una colección núcleo (core collection). Para ello se evaluó la colección de germoplasma mediante rasgos morfológicos, caracterización molecular a través de marcadores SSR y SRAP y validando la misma, demostrando que la estrategia logarítmica con datos sobre valores genotípicos fue la estrategia superior.

Mediante siglos de selección empírica y mejoramiento se han desarrollado miles de variedades que se mantienen en colecciones de germoplasma en todo el mundo (Smýkal et al., 2011). En Argentina, a pesar de haber inscriptas en el Registro Nacional de Cultivares más de 70 variedades correspondientes a diferentes empresas semilleras internacionales, solo se cultivan mayoritariamente, como se dijo con anterioridad, dos variedades. Esta situación hace necesaria la creación de nuevas variedades de origen nacional que se encuentren adaptadas a nuestras condiciones de cultivo.

 

 

Métodos de mejoramiento

 

 

El sistema más comúnmente utilizado para desarrollar cultivares de línea pura consiste en hibridar artificialmente dos o más líneas parentales seleccionadas, permitiendo que la primera generación filial (F1) se autofecunde para obtener semilla F2 y continuar avanzando hacia la homocigosis práctica, aproximadamente en las generaciones F5 o F6, donde se inicia la evaluación de los productos obtenidos para determinar su potencial comercial. Durante el avance generacional se puede aplicar selección para reducir gradualmente la cantidad de productos obtenidos (método Genealógico o Pedigree) o llegar al final del proceso conservando la mayor variabilidad genética posible y, luego de la multiplicación de semillas, realizar la selección por el método de descendiente de semilla única o SSD (Single Seed Descent). En cualquier caso, los productos finales son líneas puras. Estos son los métodos que se utilizan en la mayor parte del mundo y en nuestro programa de leguminosas de grano. Nuestro programa convencional de mejora Se comenzó un trabajo de hibridación entre materiales de diferentes orígenes, pero con características sobresaliente, a fin de lograr la creación de poblaciones F2 que pudiesen someterse a procesos de selección. El INTA inició, a través de sus proyectos nacionales INTA PNHFA1123 (2006-09) y PNHFA1231 (2009- 12) un programa de mejora de legumbres en general, denominado “Desarrollo de bases tecnológicas para el aumento de la competitividad con sostenibilidad de las Legumbres en Argentina”, estableciéndose un convenio específico entre la Facultad de Ciencias Agrarias de la UNR y la EEA INTA Oliveros con el objeto de obtener nuevas variedades de arveja y lenteja.

Como resultado de este esfuerzo conjunto nos encontramos en las etapas de licenciamiento de la primera variedad nacional y de origen estatal Primogénita FCA-INTA. Esta variedad surge del cruzamiento de la variedad Viper semi-áfila con color de cotiledón verde por la variedad DDR 14 creada por The Indian Council of Agriculture Research, foliosa, con color de cotiledón amarillo y vainas y grano grande. La variedad DDR 14 fue utilizada como progenitor masculino debido a los marcadores fenotípico dominantes presentes que facilitaron la seguridad de la obtención de semillas provenientes del cruzamiento. Este fue una de los cientos de cruzamientos efectuados en el año 2009, en la Sección Horticultura de la Facultad de Ciencias Agrarias, con materiales de la colección activa.

En el año 2010 se sembraron las semillas F1 y se cosecharon las semillas F2. Desde el año 2012 al 2015 se realizó un esquema SSD. Una vez alcanzada la homocigosis práctica se sembraron todas las semillas de las diferentes líneas obtenidas que fueron multiplicadas y sometidas a ensayos preliminares de rendimiento teniendo en cuenta también el porte de la planta. De esta selección surge la variedad PRIMOGÉNITA FCA INTA (Figura 1). En 2017 se consideró que la variedad estaba estabilizada y a partir de ese año se comenzaron las multiplicaciones en la EEA INTA Oliveros y se realizaron ensayos comparativos de rendimiento en diferentes localidades. Esta nueva variedad se caracteriza por presentar un rendimiento superior a las variedades de uso corriente, con seis granos en promedio por vaina de un color verde, buen porte a cosecha, y resistencia parcial a oídio. En ensayos de cuatro años (2016 al 2019) mostró un rendimiento de 2360,58 kg/ha frente a 1874,94 kg/ha de la variedad Viper.

 

Figura 1. Primogénita FCA-INTA. a: Planta en floración, b: etapa de formación de vainas.

 

La obtención de esta variedad requirió 10 años de trabajo y la evaluación de cientos de cruzas. En general, nos encontramos con dos pasos clave en la mejora de esta especie y de otras leguminosas de grano:(a) la elección de progenitores a ser utilizados en los bloques de cruzamientos para la creación de variabilidad genética y b) la necesidad de incrementar la ganancia genética o eficiencia del proceso. El desarrollo exitoso de nuevas variedades depende fundamentalmente de la selección de las líneas a hibridar a fin de lograr generaciones segregantes que muestren individuos superiores capaces de convertirse en nuevas variedades de cultivo. En los programas de mejoramiento genético de cultivos autógamos, se efectúa una gran cantidad de hibridaciones cada año para posteriormente disponer de un gran número de líneas recombinantes en las generaciones posteriores, a fin de poder efectuar el proceso selectivo. No todas ellas podrán convertirse en variedades superiores, sino que sólo un número muy bajo de las mismas podrán cumplir con los requisitos del programa. Sería por lo tanto muy conveniente determinar qué materiales deben ser hibridados a fin de obtener variedades superiores.

 

 

Materiales a hibridar

 

 

La aparición de variantes transgresivas que puedan ser seleccionadas es sumamente importante ya que está conectada con la posibilidad de obtención de variedades superiores. Si bien los individuos transgresivos observados en la generación F2 pueden ser altamente heterocigóticos podrá fijarse o mantenerse la heterosis si el vigor resulta de la acumulación de alelos dominantes (Jones, 1957; Sarawat et al., 1994). Guindon et al. (2018) hallaron segregantes transgresivos favorables para diferentes caracteres cuantitativos y Cazzola et al. (2020) evaluaron la frecuencia de segregantes transgresivos en dos poblaciones F2 y sus respectivas familias F2:3, obteniendo un 45% para todas las características estudiadas en las generaciones F2 y, posteriormente, un 42% de estos segregantes transgresivos se manifestaron en la generación F2:3, lo que sugiere que podrían producirse líneas superiores. La predicción de segregantes transgresivos puede realizarse a partir de diferentes metodologías. Sin embargo, Cattáneo et al. (2020) demostraron mediante la utilización de cruzamientos dialélicos de media matriz, entre 11 variedades de nuestra colección activa correspondientes a germoplasma de origen diferentes (Europa, Asia, América del Norte y América del Sur), que la evaluación de la aptitud combinatoria general de los parentales resultó ser eficiente como metodología para estimar a priori cruzas heteróticas y segregantes transgresivos. Aceleración de generaciones Con respecto al segundo punto, el fitomejoramiento es un proceso lento. El desarrollo de nuevas variedades requiere una década o más, utilizando metodologías tradicionales. Es una operación logística a gran escala que involucra de miles a cientos de miles de plantas en la etapa inicial de fijación de la línea, pero el número se reduce en gran medida a un pequeño número seleccionado de líneas de mejoramiento avanzadas al final del proceso de mejoramiento (Lenaerts et al., 2019). En la ecuación del mejorador, el tiempo de cada ciclo de cultivo es el más fácil de entender, el más barato de manipular y el parámetro más poderoso para aumentar la ganancia genética (Cobb et al., 2019). Dentro de los métodos convencionales de mejoramiento, el método SSD (Goulden, 1941; Saxena et al., 2019) nació de la necesidad de acelerar los programas mediante la endogamia rápida de una población antes de comenzar la selección y evaluación de plantas individuales, mientras se reduce la pérdida de genotipos durante las generaciones segregantes. Este método puede realizarse en contra-estación ya que no se efectúa selección en las primeras etapas. Brummer et al. (2011) y Atlin et al. (2017) sugirieron la siembra fuera de estación. Sin embargo, en un cultivo como la arveja, Ochatt y Sangwan (2010) determinaron que sólo se podrían obtener dos generaciones por año cambiando el hemisferio o tres con el uso de invernadero. Por otro lado, Sita et al. (2017) sugirieron que los viveros fuera de estación (siembra primavera-verano) en el mismo hemisferio no es una alternativa confiable debido a la pérdida significativa de material segregante por efecto de las altas temperaturas. Provoca el aborto de flores, vainas y granos. Teniendo en cuenta estos inconvenientes nuestro grupo de trabajo comenzó a trabajar, a la par de los métodos estrictamente convencionales, con dos metodologías de aceleración:

· Cultivo de anteras

· Speed Breeding.

 

 

Cultivo de anteras

 

 

La inducción de haploides por cultivo in vitro de células gametofíticas, particularmente gametofitos masculinos, es de enorme importancia en los programas de mejoramiento de cultivos (Pratap et al., 2018). La producción de doble haploides (DH) o haploides duplicados, permite desarrollar genotipos completamente homocigotos a partir de padres heterocigóticos en una sola generación y permite fijar los gametos recombinantes directamente como líneas homocigóticas fértiles (Pratap et al., 2006; Forster et al., 2007). Sin embargo, las leguminosas han sido descritas como recalcitrantes a este enfoque (Germana et al., 2011; Gatti et al., 2016) por lo que su implementación no es factible además de ser costosa por el equipo requerido reduciendo también las posibilidades de recombinación (Liu et al., 2016). Sin embargo, Bermejo et al. (2020) estudió la competencia androgénica de diferentes especies de arveja (tanto silvestres como cultivadas). Se realizó un estudio comparativo de la respuesta androgénica entre diferentes taxones del género Pisum, tanto del acervo genético primario como secundario. Se encontraron diferencias significativas en el porcentaje de producción de callos y plantas entre las diferentes especies y subespecies. Las dos formas silvestres, Pisum fulvum Sibth. & Sm. y Pisum sativum subsp. elatius (Bieb.) Aschers. & Graebn., regeneraron vástagos a partir del cultivo de anteras con una elevada eficiencia (67% y 38%, respectivamente), convirtiéndose en fuentes potenciales de competencia androgénica (Figura 2). Entre los genotipos cultivados de P. sativum, la variedad botánica arvense regeneró vástagos en un porcentaje del 40% siendo también un buen candidato para el estudio de la androgénesis. P. fulvum, P. sativum subsp. elatius y P. sativum ssp. sativum var. arvense se identificaron como altamente sensibles al cultivo de anteras, útiles para transferir la competencia androgenética a variedades comerciales.

 

 

Speed Breeding

 

 

El concepto de Speed Breeding se inspiró en los esfuerzos de la NASA para cultivar en el espacio, utilizando cámaras cerradas y fotoperíodo extendido. Al observarse la obtención de plantas adultas de trigo y cebada, más rápidamente se convirtió en la norma en las actividades de investigación de cereales en la Universidad de Queensland (UQ), Australia (Hickey et al., 2019). Incluye el crecimiento de plantas en cámaras o invernaderos. Esta aceleración rápida de generaciones fue desarrollada en diferentes cultivos con el fin de acortar el ciclo del mismo y aumentar la eficiencia de los programas de mejora. Se desarrollaron diferentes protocolos para distintas especies tales como maní (O’Connor et al., 2013), arroz (Collard et al., 2017), cebada y trigo (Watson et al., 2018), soja (Nagatoshi et al., 2018) y garbanzo (Samineni et al., 2019).

Cazzola et al. (2020) desarrollaron un protocolo para el cultivo de arveja trabajando en cámaras de cría, utilizando luz artificial con fotoperíodos inductivos (22 hs luz), temperatura y humedad controladas y cosecha anticipada de granos (24 días post-antesis) (Figura 3). Se utilizó un sistema hidropónico con el agregado de la antigiberelina Flurprimidol para reducir el tamaño de las plantas y una metodología SSD que es la más aconsejada ya que sólo requiere una semilla por planta F2. La ventaja del sistema radica en el hecho de poderse iniciar en cualquier momento del año e independizarse de las condiciones bióticas y abióticas, aumentar la eficiencia de los programas significativamente ya que se reduce el espacio necesario (266 pl/m²), reduciendo considerablemente los costos y labores necesarias, pero la gran ventaja es que pueden obtenerse cinco generaciones por año. En la actualidad se encuentran en evaluación en el Campo Experimental de la Facultad de Ciencias Agrarias de la UNR 150 nuevas Ril´s provenientes de hibridaciones dirigidas y obtenidas por el sistema de Speed Breeding.

 

Figura 2. a) Botones florales de P. fulvum en el estado uninucleado; b) formación de callo embriogénico verde; c) callo en diferentes etapas de embriogénesis somática en el medio de maduración del embrión; d, e y f) embriones en estado globular (d); corazón (e); cotiledonal (f); g) plántulas desarrollada en medio de regeneración.

 

Figura 3. a) Plántulas de arveja en el sistema de Speed Breeding; b) plantas con flores y vainas.

 

Estos últimos avances en los sistemas de cultivos controlados resultan en una gran oportunidad para incorporarlos a los diferentes programas de mejora. Esquemáticamente un programa de mejora con SB y un programa convencional se presentan a continuación:

 

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