'Dalia', nueva variedad de frijol de grano tipo Flor de Junio para la región centro de México*

'Dalia', a new variety of bean grain, Flor de Junio type for the central region of Mexico

Jorge Alberto Acosta-Gallegos^1§, Víctor Montero-Tavera², Yanet Jiménez-Hernández¹, José Luis Anaya-López² y Mario Martín Gonzalez-Chavira²

¹ Campo Experimental Bajío- INIFAP. Carretera Celaya-San Miguel de Allende, km 6.5. Celaya, Guanajuato, México. C. P. 38110.

² Campo Experimental Bajío. INIFAP. Carretera Celaya-San Miguel de Allende, km 6.5. Celaya, Guanajuato, México. C. P. 38110. §Autor para correspondencia: acosta.jorge@inifap.gob.mx.

* Recibido: junio de 2013
Aceptado: enero de 2014

Resumen

El frijol tipo Flor de Junio, cuyo color de grano es de fondo crema con franjas rosas, se produce y consume en la región Centro de México. Se describe el proceso de obtención y características de Dalia, una nueva variedad de frijol tipo Flor de Junio de raza Jalisco, derivada de la cruza de Flor de Junio Silvia por Flor de Mayo Anita realizada en el Campo Experimental Bajío en 2003. El proceso de selección se basó inicialmente en la sanidad y el ciclo de la planta, así como en las características comerciales del grano en siembras bajo condiciones alternas de riego y temporal. En su fase final se realizó selección asistida por marcadores moleculares (SAM) para seleccionar la progenie que tuviera simultáneamente los marcadores ROC11 y SW13, ligados a los genes I y bc3, cuya piramidación confieren resistencia a todos los patotipos de los virus BCMV y BCMNV. Dalia es de hábito de crecimiento indeterminado tipo 3, con guías de tamaño medio y ciclo de cultivo intermedio de 105 días de siembra a la madurez fisiológica, y resistente a BCMV y BCMNV. En un ensayo nacional de rendimiento y adaptación, Dalia mostró un rendimiento similar a Flor de Junio Marcela, la variedad dominante en el mercado, pero en contraste con ésta, una nula interacción genotipo por ambiente, lo que indicó amplia adaptación y estabilidad de rendimiento. Dalia se recomienda para producción bajo riego y temporal en las regiones de El Bajío y el Altiplano del centro de México.

Palabras clave: Phaseolus vulgaris L., adaptación y estabilidad, resistencia a enfermedades, SAM.

Abstract

Flor de Junio has grains of cream colored background with pink stripes; it is produced and consumed in the central region of Mexico. We describe the process for its gathering and Dalias features, a new variety of bean grain, Flor de Junio type, Jalisco race, obtained from the cross of Flor de Junio Silvia X Flor de Mayo Anita performed in the Bajío Experimental Field in 2003. The selection process was initially based on health and the cycle of the plant, as well as the commercial properties in grain crops under alternative irrigation and rainfed conditions. In its final phase, we conducted an assisted molecular marker selection (AMS) for selecting the offspring that had simultaneously the markers ROC11 and SW13, linked to genes I and bc3, whose pyramiding confers resistance to all pathotypes of BCMV and BCMNV viruses. Dalia has an indeterminate growth habit type 3, with medium size guides and intermediate growing season with 105 days from sowing for physiological maturity and is resistant to BCMV and BCMNV. In a national assessment of yield and adaptation, Dalia showed similar yielding of Flor de Junio Marcela, the dominant variety within the market, but contrasting with this, a none existent G*E interaction, which indicated a high adaptation and yield stability. Dalia is recommended for irrigated and rainfed production in the regions of El Bajío and highlands of central Mexico.

Introducción

El frijol tipo Flor de Junio de raza Jalisco (Singh et al, 1991), se produce durante el ciclo primavera-verano en las regiones del altiplano central y semiárido de México, principalmente en los estados de Guanajuato y Zacatecas. En el Bajío su producción se realiza en condiciones de riego con siembras al final de Febrero y en temporal con siembras de fines de junio a mediados de julio. En el ciclo otoño-invierno, también se produce en el estado de Nayarit bajo condiciones de riego y humedad residual.

En el tipo de frijol florjunio sólo se ha registrado una variedad mejorada: Flor de Junio Marcela (FJM) (Castellanos et al., 2003a). FJM se desarrolló para las condiciones de riego del Bajío. Sin embargo, por la alta demanda de su grano, también se produce bajo temporal en la región semiárida de Guanajuato, San Luis Potosí y Zacatecas, principalmente. Debido a las características de su grano, de tamaño mediano, forma ovalada y de fondo crema con franjas rosa, FJM es la variedad de su tipo dominante en el mercado, y es un progenitor irremplazable en el programa de mejoramiento genético del Campo Experimental Bajío (CEBAJ) del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP).

Sin embargo, FJM tiene algunas características indeseables como la susceptibilidad a roya (Uromyces appendiculatus var. appendiculatus) y a otras enfermedades que se presentan en las condiciones de temporal, por lo que su uso como progenitor es limitado debido al bajo número de progenies obtenidas con las características del grano y la resistencia a enfermedades deseadas. El uso de germoplasma de frijol con una diversidad genética reducida es un cuello de botella para el mejoramiento genético (Singh, 2001).

Origen

Dalia, se derivó de la cruza simple de Flor de Junio Silvia (FJS), línea hermana de FJM por Flor de Mayo Anita (FMA) (Castellanos et al, 2003b). La cruza se realizó en el CEBAJ en siembras en condiciones de riego en 2003 (Cuadro 1). FMA es resistente a enfermedades y posee el gen I, que confiere resistencia al Virus del Mosaico Común del Frijol (BCMV), y es probable que el progenitor femenino FJS posea los genes I y bc3 que confieren resistencia a BCMV y al Virus Necrótico del Mosaico Común del Frijol (BCMNV) ya que FJM los posee (Castellanos et al., 2003a).

La selección de Dalia se realizó en el CEBAJ en condiciones de riego y temporal en dos generaciones alternas por año. Entre la generación temprana F₂ y la intermedia F₆, la selección se hizo con base en la sanidad de las plantas, la carga de vainas y las características del grano. A partir de la generación F₃ la selección de Dalia fue entre y dentro de las familias, y en F₈ se consideró fenotípicamente uniforme, por lo que se incorporó con otras 34 líneas F₈ en un ensayo preliminar de rendimiento durante el ciclo primavera- verano 2006.

Características de la planta

La planta de Dalia es de hábito indeterminado-postrado, tipo 3, con guías de tamaño medio, follaje verde oliva y flores blancas. Cuando se siembra en suelo húmedo en febrero la emergencia ocurre a los 12 días, mientras que en el ciclo primavera- verano, requiere alrededor de siete. Dalia es de ciclo intermedio con alrededor de 50 y 105 días a la floración y madurez fisiológica, respectivamente; su planta es de menor volumen que la de FJM, por lo cual se adapta bien a las siembras a doble hilera en surcos de 0.9 a 1 m de ancho, y en triple hilera a 40 cm en camas de 1.6 m. La madurez fisiológica ocurre cinco días antes que la de FJM. Además de ser resistente al BCMV y BCMNV, Dalia tiene una resistencia similar a FMA, y mayor resistencia que FJM a enfermedades del follaje como tizón de halo, tizón común y roya.

Adaptación y rendimiento

A partir de 2007 la línea que dio origen a la variedad Dalia se codificó como FJB 08004, y se comenzó a evaluar su adaptación y rendimiento en diversas localidades de riego y temporal en el país. Las evaluaciones se realizaron entre los años 2007 y 2009 en 15 combinaciones localidad año. Con la información recabada se estimó la interacción del genotipo con el ambiente. Aunque el rendimiento promedio de FJB 08004 (1881 kg ha^-1) y FJM (1733 kg ha^-1) en los distintos ambientes fue similar, la interacción de FJB 08004 con el ambiente fue baja; es decir, que su respuesta de rendimiento fue estable a través de las combinaciones en las distintas localidades durante los años de evaluación, mientras que FJM y FJS tuvieron una alta interacción con el ambiente (Acosta et al, 2012). La respuesta mostrada por Dalia coincide con la descripción de variedad ideal como fue descrita por Rao y Prabhakaran (2005).

En el caso del frijol negro opaco producido en la región del Trópico Húmedo de México, la amplia adaptación y estabilidad del rendimiento depende en parte de la resistencia múltiple a enfermedades y la tolerancia a los suelos ácidos (López et al., 2003). Estos autores han observado una relación negativa de valor intermedio entre la incidencia de enfermedades, como la mancha angular (Phaoisariopsis griseola) y la roya, con el rendimiento. La resistencia a enfermedades es esencial para que los genotipos de frijol muestren estabilidad, una característica equivalente a la homeostasis a través del tiempo (Bruzi et al., 2007).

Selección asistida con marcadores moleculares

En 2011, después de haber comprobado la amplía adaptación y estabilidad de rendimiento de FJB 08004 (Acosta et al, 2012), se sometió a esta línea a un proceso de SAM para identificar plantas con los genes I y bc3. La ocurrencia de ambos genes proporciona resistencia universal a las cepas del BCMV y BCMNV (Kelly et al, 1995). Para ello, se seleccionaron y marcaron en campo 340 plantas de la línea FJB 08004 establecidas en condiciones de riego en el CEBAJ en febrero de 2011. De cada planta se tomó tejido de hojas jóvenes para la extracción de ADN siguiendo el procedimiento de Doyle y Doyle (1990). Para cada planta se amplificaron los fragmentos de ADN definidos por los oligonucleótidos SW13 y ROC11, ligados a la presencia de los genes I y bc3, respectivamente (Johnson et al, 1997). De las 340 plantas, 206 mostraron la presencia amplificada de los dos fragmentos de ADN asociados a los genes en cuestión (Figura 1).

La semilla proveniente de las plantas con ambos marcadores se estableció en campo bajo condiciones de riego en el ciclo primavera- verano 2011 en un surco de 6 m de longitud para su incremento. Al tiempo que se realizó el incremento, se verificaron en el campo las características agronómicas de cada progenie, principalmente la fenología y la sanidad, y después de la cosecha se comparó su grano. Para confirmar la resistencia al BCMV y BCMNV se tomaron al azar 30 de las progenies que presentaron ambos marcadores para inocularlas artificialmente en condiciones controladas en invernadero con una cepa de cada uno de los virus, BCMV y BCMNV.

Todas las progenies mostraron reacción de resistencia. Adicionalmente se tomaron al azar tres plantas de 36 progenies para verificar la presencia de ambos marcadores mediante el método descrito. Todas las plantas analizadas presentaron los dos marcadores. La semilla original de la variedad Dalia se derivó de juntar la semilla cosechada de 160 surcos individuales y la nueva versión de Dalia se incluyo en ensayos de rendimiento bajo riego y temporal en 2012 con resultados similares a los obtenidos con anterioridad.

Disponibilidad de semilla

La semilla original de Dalia se conserva en el Programa de Frijol y Garbanzo del CEBAJ, donde también se cuenta con semilla de categoría básica para su venta a compañías productoras de semilla y organizaciones de productores.

Agradecimientos

Los autores(a) agradece el financiamiento parcial para realizar la investigación que condujo a obtener la variedad de frijol Dalia a las siguientes instituciones a través de los proyectos: "Desarrollo de Variedades de frijol de los tipos Flor de Junio y Azufrados de alto rendimiento para riego y temporal" (CONCYTEG clave: 02-24-210-055); "Mejoramiento del cultivo del frijol en Guanajuato" (Fundación Guanajuato Produce, A.C. Folio FGP: 492/08, y Folio SIFP: 11-2008-0593); "Desarrollo de variedades de frijol de alto rendimiento, tolerantes a sequía, resistentes a patógenos y con la calidad que demanda el consumidor" (SAGARPA-2009-109621). A la Dra. Laura Silva R. (CINVESTAV-Irapuato) y a la M. en C. Bertha Ma. Sánchez G. (ex INIFAP) por apoyo técnico en el manejo de la inoculación con los potyvirus BCMV y BCMNV.

Literatura citada

Acosta-Gallegos, J. A.; Espinoza-Trujillo, E.; Sánchez-García, B. M.; Jiménez-Hernández, Y.; Salinas-Pérez, R. A.; Rosales-Serna, R.; Zandate-Hernández. R. and González-Rivas, C. 2012. Adaptability of the flor de junio dry bean type to different environments inMexico. Trop. Subtrop.Agroecosyst. 15:427-438.         [ Links ]

Bruzi, A. T.; Ramalho, M. A. P.; Abreu, A. F. B.; Ferreira, D. F. and Sena, M. R. 2007. Homeostasis of common bean populations with different genetic structures. Crop Breed.Appl. Biot. 7:111-116.         [ Links ]

Castellanos-Ramos, J. Z.; Guzmán-Maldonado, S. H.; Kelly, J. D. and Acosta-Gallegos, J. A. 2003a. Registration of 'Flor de Junio Marcela' common bean. Crop Sci. 43(3):1121-1122.         [ Links ]

Castellanos-Ramos, J. Z.; Guzmán-Maldonado, H.; Muñoz-Ramos, J. J. y Acosta-Gallegos, J. A. 2003b. Flor de Mayo Anita, nueva variedad de frijol para la región Central de México. Rev. Fitotec. Mex. 26(3):209-211.         [ Links ]

Doyle, J. J. and Doyle, H. L. 1990. Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus. 12:13-15.         [ Links ]

Johnson, W. C.; Guzmán, P.; Mandala, D.; Mkandawire, A. B. C.; Temple, S.; Gilbertson, R. L. and Gepts, P. 1997. Molecular tagging of the bc-3 gene for introgression into andean common bean. Crop Sci. 37(1):248-254.         [ Links ]

Kelly, J. D.; Afanador, L. and Haley, S. D. 1995. Pyramiding genes for resistance to bean common mosaic virus. Euphytica 82:207-212.         [ Links ]

López, E.; Tosquy, O. H.; Villar, B.; Becerra, E.N. and Ugalde, F. J. 2003. Adaptación, resistencia múltiple a enfermedades y tolerancia a suelos ácidos en genotipos de frijol. Agron. Mesoamer. 14(2):151-155.         [ Links ]

Rao, A. R. and Prabhakaran, V. T. 2005. Use of AMMI in simultaneous selection of genotypes for yield and stability. J. Ind. Soc. Agric. Statist. 59(1):76-82.         [ Links ]

Singh, S. P.; Gepts, P. and Debouck, D. G. 1991. Races of common bean (Phaseolus vulgaris, Fabaceae). Econ. Bot. 45:379-396.         [ Links ]

Singh, S. P. 2001. Broadening the genetic base of common bean cultivars. Crop Sci. 41(6):1659-1675.         [ Links ]