Castaneda2011 tomates silvestres

Nuestros tomates silvestres: ¿cuáles son y dónde buscarlos?

Nora Castañeda, Andy Jarvis y Julián Ramírez

Taller Internacional: El tomate silvestre en el mejoramiento genético de especies cultivadas frente al cambio climático

Chile, 12 de Mayo de 2011

Foto: Neil Palmer, CIAT

Contenido

• Parientes silvestres de los cultivos

• Cambio climático & agricultura

• Análisis de vacíos

• Caso: tomates silvestres


Parientes silvestres de los cultivos


Utilización

Fuente: Hunter, D. y Heywood, V. 2011. Crop wild relatives: a manual of in situ conservation. (p. 414). London:Earthscan

Referencias que reportan la identificación y transferencia de caracteres útiles de 185 parientessilvestres a 29 cultivos, mostrando el número de parientes silvestres usados en cada cultivo

Source: Okogbenin E (2010) The Use and Challenges of CWR in Breeding. Presentation for ‘Adapting Agriculture to Climate Change: The Need for Crop Wild Relatives’, Bellagio, 7-9 September 2010.

Musa acuminata- black sigatoga resistance

Manihot glaziovii-cassava mosaic disease (CMD)

resistance

Aegilops tauschii-hessian fly resistance

Resistencia a plagas y enfermedades

Estado de conservación• Alrededor del 18% del total de accesiones ex situ a nivel mundial son

parientes silvestres (FAO, 2010)

• Caso Cicer: De ~80.000 accesiones de especies de Cicer anual, hay 572 accesiones de especies silvestres anuales, de las cuales sólo 124 son únicas y distintas (Berger et al., 2003)

Fuentes: Berger J., Abbo S., and Turner N.C. 2003. Ecogeography of Annual Wild Cicer Species: The Poor State of the World Collection. Crop Sci. 43: 1076-1090.FAO. 2010. The Second Report on the State of the World’s Plant Genetic Resources for Food and Agriculture. Rome

wild1%

domesticated

99%

Cambio climático y agricultura


Climate change is not new…but is accelerating

Adapted from IPCC. 2001. Climate change report 2001: Synthesis report: Summary for policymakers

Escenarios

Cambios en la precipitación…

Aumento en temperaturas…

Source: IPCC. 2007. Climate change report 2007: Synthesis report: Summary for policymakers

Average change in suitability for all crops in 2050s

Recursos Genéticos: Parientes Silvestres

Fuente: Jarvis et al. 2008. The effect of climate change on crop wild relatives. Disponible en: http://www.aseanenvironment.info/Abstract/41017047.pdf

Unlimited migration scenario

Recursos Genéticos: Parientes Silvestres

Fuente: Jarvis et al. 2008. The effect of climate change on crop wild relatives. Disponible en: http://www.aseanenvironment.info/Abstract/41017047.pdf

No-migration scenario

Análisis de vacíos


Supuestos• Lo que “se ve” es lo que hay accesible al público

(caso: colecciones privadas, informacióntruncada)

• Accesiones georreferenciadas permiten conocerel ambiente del cual proceden

• Modelos de nicho permiten conocer la distribución geográfica de una especie

• Más datos disponibles, mejor identificación de vacíos

Geographic dimension

Environmental dimensionTaxonomic dimension

Supuestos

Proxy for:

• Range of traits

Proxy for:

• Diversity

• Possibly biotic traits

Proxy for:

• Abiotic traits

Metodología

Variables modelaciónBIO1 = Annual Mean TemperatureBIO2 = Mean Diurnal Range (Mean of monthly (max temp - min temp))BIO3 = Isothermality (BIO2/BIO7) (* 100)BIO4 = Temperature Seasonality (standard deviation *100)BIO5 = Max Temperature of Warmest MonthBIO6 = Min Temperature of Coldest MonthBIO7 = Temperature Annual Range (BIO5-BIO6)BIO8 = Mean Temperature of Wettest QuarterBIO9 = Mean Temperature of Driest QuarterBIO10 = Mean Temperature of Warmest QuarterBIO11 = Mean Temperature of Coldest QuarterBIO12 = Annual PrecipitationBIO13 = Precipitation of Wettest MonthBIO14 = Precipitation of Driest MonthBIO15 = Precipitation Seasonality (Coefficient of Variation)BIO16 = Precipitation of Wettest QuarterBIO17 = Precipitation of Driest QuarterBIO18 = Precipitation of Warmest QuarterBIO19 = Precipitation of Coldest QuarterElevation

Caso: Tomates Silvestres


Sección Especie (Peralta et al., 2008) Usos (Peralta y Spooner, 2007)

Juglandifolia Solanum juglandifolium Dunal

Juglandifolia Solanum ochranthum Dunal

Lycopersicon Solanum lycopersicoides Dunal

Lycopersicon Solanum sitiens I. M. Johnst.

Lycopersicoides Solanum corneliomulleri J. F. Macbr.

Lycopersicoides Solanum pennellii Correll Resistencia a sequía e insectos

Lycopersicoides Solanum habrochaites S. Knapp & D. M Spooner Tolerancia frio y heladas. Resistencia a insectos

Lycopersicoides Solanum chilense (Dunal) Reiche Resistencia sequía

Lycopersicoides Solanum huaylasense Peralta

Lycopersicoides Solanum peruvianum L. Resistencia a virus, bacterias, hongos, áfidos y nemátodos

Lycopersicoides Solanum arcanum Peralta

Lycopersicoides Solanum chmielewskii (C. M. Rick et al.) D. M. Spooner et al. Mejoramiento contenido azúcar

Lycopersicoides Solanum neorickii D. M. Spooner et al.

Lycopersicoides Solanum pimpinellifolium L. Color, calidad fruto. Resistencia a enfermedades

Lycopersicoides Solanum lycopersicum L.*

-- Solanum lycopersicum var. cerasiforme**

Lycopersicoides Solanum cheesmaniae (L. Riley) Fosberg Tolerancia salinidad, lepidopteros, resistencia virus

Lycopersicoides Solanum galapagense S. C. Darwin & Peralta Tolerancia salinidad

Peralta, I. E y D. M. Spooner. 2007. History, origin and eartly cultivation of Tomato (Solanaceae). En: M. Razdan y A. Mattoo (Eds.), Genetic improvement of solanaceous crops. Vol 2. (pp. 1-24). USA: Science publishers

Peralta, I.E., D.M. Spooner, and S. Knapp. 2008. Taxonomy of wild tomatoes and their relatives (Solanum sect. Lycopersicoides, sect. Juglandifolia, sect. Lycopersicon; Solanaceae). Syst. Bot. Monogr. 84: 1-186+3 plates

Fuentes de informaciónColección Total

Australian National Herbarium (CANB) 6

Biodiversidad de Costa Rica 2

Bishop Museum Natural History Specimen Data 2

Centre for Genetic Resources, The (CGN-PGR) 26

EURISCO, The European Genetic Resources Search Catalogue 1689

Fundación Biodiversidad, Real Jardín Botánico (CSIC): Anthos. Sistema de Información de las

plantas de España16

Herbaria of the University and ETH 3

Museo Nacional de Costa Rica 1

Herbario de la Universidad de Sevilla, SEV-Historico 1

Herbarium of The 20

Herbarium WU 1

IPK Genebank 181

Lund Botanical Museum (LD) 1

Missouri Botanical Garden 41

National vegetation diversity inventory and mapping plan - 1

National Plant Herbarium (CHR) 4

NSW herbarium collection 8

Phanerogamic Botanical Collections (S) 12

Phanerogamie 8

Plant Breeding and Acclimatization Institute (IHAR) 2

RBGE Herbarium (E) 2

Real Jardin Botanico (Madrid), Vascular Plant Herbarium (MA) 4

The AAU Herbarium Database 1

The System-wide Information Network for Genetic Resources (SINGER) 166

National Plant Germplasm System Collection 780

Universidad de Almería, HUAL 3

University and Jepson Herbaria DiGIR provider 3

Vascular Plant Herbarium, (O) 1

TOTAL 2985

Inputs

Especies Accesiones germoplasma Ejemplares de Herbario Total

Solanum arcanum 6 N/D 6

Solanum cheesmaniae N/D 1 1

Solanum chilense 82 2 84

Solanum chmielewskii 34 1 35

Solanum corneliomulleri 6 8 14

Solanum galapagense N/D 1 1

Solanum habrochaites 44 4 48

Solanum huaylasense N/D N/D N/D

Solanum juglandifolium N/D N/D N/D

Solanum lycopersicoides N/D N/D N/D

Solanum lycopersicum 2402 110 2512

Solanum neorickii N/D N/D N/D

Solanum ochranthum N/D 3 3

Solanum pennellii 1 N/D 1

Solanum peruvianum 80 1 81

Solanum pimpinellifolium 189 10 199

Solanum sitiens N/D N/D N/D

Total 2844 141 2985

Solanum arcanum

Foto: TGRC Tomato Genetic Resources Center http://tgrc.ucdavis.edu

Solanum cheesmaniae


Solanum chilense


Solanum chmielewskii


Solanum corneliomulleri


Solanum galapagense


Solanum habrochaites


Solanum huaylasense


Solanum juglandifolium


Solanum lycopersicoides


Solanum lycopersicum


Solanum neorickii


Solanum pennelli


Solanum peruvianum


Solanum pimpinellifolium


Solanum sitiens


Species

Sampling

Representativit

y score(SRS)

Geographic

representativity

score (GRS)

Environmental

representativity

score

(ERS)(PC1)

Environmental

representativity

score

(ERS)(PC2)

Average

environmental

representativity

score (ERS)

Final priority

scorePriority

Solanum arcanum 10.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 HIGH

Solanum cheesmaniae 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 HIGH

Solanum corneliomulleri 4.3 0.9 10.0 10.0 10.0 0.0 HIGH

Solanum galapagense 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 HIGH

Solanum ochranthum 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 HIGH

Solanum pennellii 10.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 HIGH

Solanum habrochaites 9.2 1.8 10.0 10.0 10.0 7.0 LOW

Solanum chilense 9.8 8.8 10.0 10.0 10.0 9.5 NOT REQUIRED

Solanum chmielewskii 9.7 4.7 10.0 10.0 10.0 8.1 NOT REQUIRED

Solanum lycopersicum 9.6 3.0 10.0 10.0 10.0 7.5 NOT REQUIRED

Solanum Peruvianum 9.9 7.0 10.0 10.0 10.0 9.0 NOT REQUIRED

Solanum pimpinellifolium 9.5 5.0 10.0 10.0 10.0 8.2 NOT REQUIRED

Resultados: prioridades

Vacíos de germoplasma

Gap Analysis - constraints

• Datos disponibles con información geográficade calidad (descripción o coordenadas)

• Cantidad de datos disponibles por taxón(ideal: >20 registros)

Próximos pasos

• Incluir registros de nuevas bases de datos a los análisis (ej.: COMAV, TGRC, INIA/JICA, INIA/U. Davis)

• Actualizar bases de datos de acuerdo a nuevomaterial colectado en campo

• Incluir S. lycopersicum var. cerasiforme en los análisis

Conclusiones

• Parientes silvestres: potencial para adaptarcultivos a cambio climático

• Parientes silvestres: poco conservados y amenazados

• Datos georreferenciados permiten construir herramientas para toma de decisiones

Gracias!

Nora Castañeda: [email protected]: dapa.ciat.cgiar.orgCIAT: www.ciat.cgiar.org


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