Selección de genotipos de algodón para la resistencia de los nematodos reniformes

Rotylenchulus reniformis (Linford y Oliveira), comúnmente conocido como el nematodo reniforme, es una de las principales especies de nematodos parásitos presentes en los suelos del sureste de los Estados Unidos^1,2,3. El nematodo es un semiendoparásito obligatorio y sedentario que requiere que unaplanta anfitriona complete su ciclo de vida 2,^4. Los nematodos hembras preadultos vermiformes penetran en elsistema radicular del huésped para establecer un sitio de alimentación en la estela 2,^3. A medida que el nematodo se alimenta y madura, la porción posterior que queda fuera de la raíz del huésped se hinchará tras la producción de óvulos, formando una forma renal característica (Figura1). Rotylenchulus reniformis es capaz de alimentarse del sistema radicular demás de 300 especies de plantas, incluyendo algodón 4. Algodón americano(Gossypium hirsutum L.) es ampliamente cultivado en el sureste de los Estados Unidos, pero la falta de R. las variedades resistentes a reniformis dificultan la gestión de nematodos^2,3. Se han utilizado estrategias de gestión como el tratamiento y rotación de nematicidas con especies de cultivos no albergadores para reducir el suelo R. densidades de población de reniformis ^5,6, pero las pérdidas de rendimiento de algodón de semilla pueden variar comúnmente de 1 a 5%². Síntomas de R. infección por reniformis puede incluir retraso en las plantas, crecimiento de la raíz suprimido, deficiencias nutricionales, aborto de frutas, y retraso en la madurez². Sin embargo, los síntomas pueden no ser evidentes debido a la uniformidad de los síntomas en todo el campo; por lo tanto, enfoques para evaluar R. se necesitan reniformis para identificar y desarrollar variedades resistentes de algodón americano (upland). Evaluación de R. resistencia a los reniformis en el algodón se considera difícil⁷, porque el sistema radicular infectado puede parecer normal a pesar de que la planta puede mostrar síntomas de infección⁸.

Se requiere un protocolo eficaz de detección de nematodos para la identificación de R. adhesiones resistentes a los reniformis de la colección de germoplasma de algodón y para la determinación de la genética de resistencia para estas adhesiones. Este protocolo ayudará en la transferencia de genes de resistencia al algodón americano (upland). Se han utilizado varios métodos de bioensayo para evaluar R. infección por reniformis en algodón^{8,9,10,11,12,13,14,15}. En general, se han utilizado dos enfoques principales para la identificación de R. genotipos de algodón resistentes a los reniformis. El enfoque más utilizado consiste en extraer huevos y/o nematodos vermiformes de plantas infectadas o suelo^{8,11,12,14,15}. La metodología general para este enfoque consiste en plantar semillas para los genotipos individuales del algodón en macetas separadas, permitiendo que las plántulas se desarrollen durante 7 a 14 días, inoculando las plántulas añadiendo una mezcla de etapas vermiformes de R. reniformis al suelo, y permitiendo que los nematodos infecten el sistema radicular durante 30 a 60 días. A continuación, los nematodos vermiformes y/o los huevos se extraen del sistema radicular infectado de cada planta o del suelo de maceta. A continuación, se determina el número de nematodos o huevos extraídos para estimar la densidad de población y la tasa de reproducción, que se comparan con los genotipos de control para identificar genotipos resistentes.

Un enfoque alternativo, como se describe aquí, implica examinar microscópicamente el sistema radicular de algodón que ha sido infectado con nematodos para determinar el número de nematodos femeninos parasitando las raíces^10,16. Al igual que otros enfoques, los genotipos de algodón se plantan en macetas separadas y se inoculan con nematodos vermiformes aproximadamente 7 días después de la siembra. Dentro de los 30 días después de la inoculación, el sistema radicular se elimina de plantas individuales y el suelo se enjuaga de las raíces. A continuación, los nematodos unidos al sistema radicular están teñidos con colorante alimentario rojo^17,y las raíces se examinan microscópicamente para determinar el número de sitios de infección con genotipos de algodón resistentes (identificados en función del número de nematodos por gramo de raíz) en comparación con un control susceptible¹⁶. Este segundo enfoque tiene la ventaja de aumentar el rendimiento al reducir el número de días necesarios para la evaluación y aumentar el número de genotipos individuales evaluados en un solo experimento. Las metodologías de cribado que evalúan la densidad de población o la tasa de reproducción suelen llevar más tiempo que las basadas en observaciones visuales de los signos de infección⁷. Sin embargo, una limitación de este enfoque es que no se evalúa la resistencia huésped-planta que dificulta la reproducción de nematodos determinada por la producción de óvulos¹³.

Protocolos de cribado para R. resistencia a los reniformis a menudo destruyen el sistema radicular durante la evaluación⁷ e implican el brote vegetativo que se desecha. Para superar esta limitación, se ha desarrollado un método de propagación vegetativa que permite la recuperación de plantas para la producción de semillas^18. Después de la eliminación del sistema radicular para la evaluación de nematodos, el brote vegetativo se planta en el suelo de maceta para permitir que el sistema radicular vuelva a crecer. Este método tiene amplias aplicaciones para la mayoría de R. protocolos de cribado de reniformis. Un método simple y rápido de propagación vegetativa es de importancia crítica para la cría R. reniformis variedades de algodón americano (upland) resistentes, donde la recuperación de la progenie es necesaria para avanzar genotipos resistentes a la próxima generación.

Se presenta un protocolo para el cribado a gran escala de genotipos de algodón para la resistencia al nematodos reniforme. El objetivo es desarrollar un método de cribado no destructivo simple y rápido para evaluar las poblaciones de cría de algodón en busca de resistencia a los nematodos con el fin de ayudar en la cría de variedades resistentes de algodón americano (upland). Con este protocolo, los datos se obtienen normalmente en un plazo de 35 días, con más de 300 genotipos evaluados en un solo experimento. Se presentan datos para genotipos resistentes y susceptibles para ilustrar la variación comúnmente observada utilizando estos métodos.