Mejora del pimiento de Gernika - Izenpe

Informe técnico final PIPEVARI
1
Mejora del pimiento de Gernika
Informe final de proyecto
Centro: NEIKER
Participantes:
Patrick Riga (priga@neiker.net)
Mikel Anza, Javier Elorrieta,
Leire Abaunza, Borja López.
Año 2006

1.- Introducción
Informe técnico final PIPEVARI
2
Mejora del Pimiento de Gernika
El objetivo principal del proyecto era la mejora de la variedad de pimiento de Gernika a
condiciones climáticas sub-óptimas. Para ello se marcaron una serie de objetivos
específicos que pasamos a enumerar.
- Caracterizar la diversidad genética de las diferentes variedades del pimiento de
Gernika por técnicas de biología molecular.
- Realizar cribados frente a los diferentes factores abióticos que se pretende mejorar
- Adquirir donadores resistentes de los bancos de germoplasma internacionales
- Realizar los cruzamientos y las pruebas de cribado hasta conseguir material tolerante
2.- Obtención de genitores de pimiento tolerantes
En condiciones de luz y temperatura subóptimas, se producen en el pimiento de Gernika
abortos en los órganos reproductores, con la consecuente pérdida de producción. En el
País Vasco los día nublados son bastantes frecuentes, mientras que las temperaturas
durante gran parte del año no alcanzan las óptimas para el cultivo del pimiento de
Gernika. Debido a esto, en la mayoría de las explotaciones se procede a calentar los
invernaderos, siendo el consumo energético uno de los principales gastos que deben
afrontar los productores. Es por ello que el principal objetivo de la mejora del pimiento
de Gernika frente a las condiciones climáticas desfavorables, es la de reducir los costes
de calefacción disminuyendo los requisitos en cuanto a luz y temperatura exigidos por
el cultivo del pimiento, sin ello repercutir en la producción y en la calidad.
En una primera fase se procedió a la búsqueda de genitores con una mejor aptitud en la
floración en condiciones desfavorables en los bancos de germoplasma. Posteriormente,
se multiplicaron dichas entradas para obtener semilla suficiente para los estudios
posteriores. Una vez multiplicada la semilla se realizó una caracterización de la
respuesta en cuanto a la aptitud a la floración de las entradas de pimiento en condiciones
controladas de luz y temperatura subóptimas. Los resultados pusieron de manifiesto la
gran variabilidad existente en la abscisión floral entre las distintas entradas de pimiento.
La familia Derio S143 obtuvo los porcentajes de abscisión floral más bajos, mientras
que la familia S133 resultó ser la más sensible a la caída de la flor.
De todas las familias de la variedad Derio disponibles en el banco de germoplasma de
NEIKER, se realizaron unos análisis mediante AFLPs para conocer las distancias
genéticas que hay entre ellas y obtener información precisa que se utilizó a la hora de
seleccionar adecuadamente el material genético. De esta forma, se determinó también la
variabilidad genética existente entre las distintas familias de la variedad Derio. En total
se utilizaron 22 combinaciones de cebadores con los que se obtuvieron 109 bandas
polimórficas (mínimo 3 y máximo 10 por combinación de cebadores). Se construyó una
matriz de datos que se transformó en una matriz de similitud genética mediante el
procedimiento SimQual del paquete estadístico NTSYS V2.10p y utilizando el
coeficiente de Nei y Li. Posteriormente se utilizaron dos métodos de agrupamiento de
genotipos: a) Cluster, método UPGMA. b) Coordenadas Principales dando como
resultado un dendrograma (Cluster) y una distribución puntual (Coordenadas

Principales). En los resultados se apreciaron 4 grupos diferentes. Grupo 1: Formado por
el genotipo F157. Grupo 2: Formado por los genotipos NC8, F97, F157R, NC2, NC6,
NC7, NC10. Grupo 3: Formado por los genotipos IKER, F40, S93, F169, NC3, S189,
NC4, S326, S180, F170, F171, S21, S133, S216, S40, S292, S323, S334, ORO, F19 y
S90. Grupo 4: El resto, formando un grupo muy heterogéneo sin una pauta de
agrupación definida.
3.- Búsqueda de marcadores precoces de la tolerancia
En este apartado se realizaron diversos ensayos tanto con el cultivar Derio como con
otros cultivares seleccionados a partir del screening mencionado en el apartado anterior
con el objeto de estudiar diversos parámetros relacionados con el crecimiento y
desarrollo del pimiento de Gernika: parámetros relacionados con la producción de
biomasa, efecto de la solución nitrogenada, parámetros relacionados con el aparato
fotosintético y con la eficiencia del transporte de sacarosa.
En una primera fase se optimizó el cálculo del área foliar en el pimiento. Las
metodologías para el cálculo del área foliar en el pimiento de Gernika son en la mayoría
de los casos destructivas, siendo necesario eliminar parte del cultivo. Además, estas
metodologías son costosas y requieren bastante esfuerzo. Hasta la fecha, el método que
se utilizaba consistía en eliminar las hojas del cultivo, fotocopiarlas y escanearlas.
Posteriormente se realizaban unas modificaciones en el archivo informático y se
procedía al cálculo del área, contando los píxeles negros y comparándolos con un
patrón. Actualmente, hemos ajustado el modelo de De Swart et al. (2004) mediante el
cual somos capaces de determinar el área foliar de una planta de pimiento a partir de las
medidas de longitud y anchura de las hojas. Esta determinación del área foliar es rápida
y sencilla y no se elimina parte del cultivo.
Cuando las condiciones de cultivo para el pimiento de Gernika no son óptimas, bajas
temperaturas nocturnas e intensidades lumínicas, la planta no puede proveer a las flores
de suficientes recursos de carbono, produciéndose de esta manera el aborto de los
órganos reproductores. En condiciones de luz y temperatura subóptimas, los porcentajes
de abscisión floral de la familia de pimiento de Gernika S133 son superiores con
respecto a la familia Derio S143. En diversos ensayos en invernadero hemos
confirmado los datos obtenidos en condiciones controladas en cámara de cultivo. Así,
los porcentajes de abscisión floras de la entrada S133 fueron significativamente
superiores a los de la entrada Derio S143. También hubo diferencias en la repartición de
la biomasa entre los distintos órganos en las dos familias de pimientos. Al aplicar mallas
de sombreo con el objeto de disminuir la asimilación de carbono por las plantas, se
demostró que aumentaba significativamente el riesgo de aborto de las flores, con la
consiguiente pérdida de productividad. También al aumentar la carga de frutos,
reduciendo de esta manera la disponibilidad de carbono por las plantas, aumentaron
significativamente los porcentajes de abscisión floral.
Los datos de asimilación de CO2 registrados tanto en el invernadero como en la cámara
de cultivo nos aportaron datos valiosos a la hora de comprender los parámetros que
afectan a la viabilidad de las flores. Así, el carbono sintetizado en las hojas fuente es
transportado en forma de sacarosa a través del floema a los órganos sumidero de la
planta como las flores, las hojas jóvenes en crecimiento o las raíces. La sacarosa
Informe técnico final PIPEVARI
3

sintetizada ha de ser transportada desde las hojas fuente a las flores en donde se
almacenará en forma de almidón. Un flujo suficiente de sacarosa a través del floema
asegura el correcto desarrollo de las flores y los frutos. A partir de estos datos, y debido
a su gran trascendencia, procedimos a identificar y secuenciar el gen transportador de
sacarosa denominado sut1 que ya había sido descrito en algunas solanáceas como el
tomate, patata o tabaco, pero no así en el pimiento. La expresión de este gen es de vital
importancia para el correcto desarrollo de las flores en condiciones de luz y temperatura
subóptimas.
La fluorescencia de las clorofilas ha demostrado ser un parámetro útil como herramienta
a utilizar a la hora de estudiar el estado del aparato fotosintético. Concretamente, el ratio
Fv/Fm ha sido sensible a los cambios en las condiciones de cultivo a las que hemos
sometido a las plantas de pimiento, indicando en cada momento el grado de estrés al
que estuvieron expuestas.
Por otro lado, hemos encontrado diferencias significativas en el flujo de sacarosa
dirigido a las flores a través del floema en distintas condiciones de cultivo.
Concentraciones de nitrógeno deficientes en la solución nutritiva tuvieron un efecto
negativo en el transporte de azúcares, limitando así la producción de pimientos
comerciales. Del mismo modo, temperaturas de cultivo anormalmente bajas produjeron
menor cantidad de frutos y de peor calidad. Aplicar distintas concentraciones de
nitrógeno en la solución nutritiva varió los parámetros de crecimiento de las plantas
tales como el ratio de crecimiento relativo, el área foliar, el área foliar específica, el
ratio de asimilación neta, la fracción de hojas y otros.
Los valores de fotosíntesis, los flujos de sacarosa y amino ácidos entre los distintos
tratamientos de nitrógeno variaron en función de las condiciones climáticas en las que
se realizaron las cosechas de savia. De entre todos los amino ácidos se puso especial
interés en la asparagina, por ser este la principal forma de transporte de nitrógeno a
través del floema. Nuestros datos mostraron diferencias en la concentración de
asparagina en la savia en función de la concentración de nitrógeno en la solución
nutritiva y de las condiciones climáticas. En condiciones de luz y temperatura óptimas,
los valores más altos de flujo de sacarosa fueron para los tratamientos con mayor aporte
de nitrógeno, siendo los valores significativamente inferiores cuando se aportó poco
nitrógeno
4.- Información científica generada
Publicaciones Científicas Nacionales
Mikel Anza y Patrick Riga. 2004. Influencia de la luz y temperatura subóptimas en la
floración del pimiento. Actas de Horticultura, 42: 75-80.
Informe técnico final PIPEVARI
4