SciELO - Scientific Electronic Library Online

 
vol.47 número2Uso de fosfito para la bioestimulación de la caña de azúcar (Saccharum spp. Híbrido) in vitroRelación de la eficiencia fotosintética, características estomáticas y producción forrajera en poblaciones de pasto banderita índice de autoresíndice de materiabúsqueda de artículos
Home Pagelista alfabética de revistas  

Servicios Personalizados

Revista

Articulo

Indicadores

Links relacionados

  • No hay artículos similaresSimilares en SciELO

Compartir


Revista fitotecnia mexicana

versión impresa ISSN 0187-7380

Rev. fitotec. mex vol.47 no.2 Chapingo abr./jun. 2024  Epub 08-Oct-2024

https://doi.org/10.35196/rfm.2024.2.135 

Artículos Científicos

Generación de líneas y variedades sintéticas de girasol alto oleicas mediante selección recurrente y molecular

Generation of lines and synthetic high-oleic varieties of sunflower by recurrent and molecular selection

Miguel Hernández-Martínez1 

Ana Paulina Rodríguez-Vera1 

Micaela de la O-Olán2 

Victor Montero-Tavera1  * 

1Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), Campo Experimental Bajío, Celaya, Guanajuto, México.

2INIFAP, Campo Experimental Valle de México, Coatlinchán, Texcoco, Estado de México, México.


Resumen

El girasol (Helianthus annuus) es originario del centro y norte de México, Estados Unidos y el sur de Canadá; sin embargo, la industria aceitera mexicana importa de Argentina, Estados Unidos y Canadá el 95 % del grano. El mercado demanda aceite tipo alto oleico por sus beneficios a la salud y estabilidad durante el freído, por lo que las empresas impulsan agricultura por contrato para su siembra a productores interesados; sin embargo, dado que no se han generado variedades alto oleicas mexicanas, el agricultor debe asumir un alto costo por el uso de semilla híbrida de empresas transnacionales. Por lo anterior, en el presente estudio se planteó como objetivo desarrollar variedades alto oleicas mediante la aplicación de marcadores moleculares asociados con la mutación de Pervenets que origina el genotipo Ol y el fenotipo alto oleico; para ello se aplicó el método de mejoramiento denominado selección recurrente entre progenies autofecundadas (SREPA). Con esta metodología se obtuvieron 54 líneas alto oleicas S4 y variedades sintéticas de ciclo precoz, intermedio y tardío, las que se evaluaron en cuatro municipios y cinco ambientes. Los resultados mostraron rendimiento de hasta 3.4 t ha-1 y porcentaje de aceite oleico entre 90.1 y 93.1 %, comparables con los mejores híbridos comerciales alto oleicos usados como testigos.

Palabras clave: Helianthus annuus; ácido oleico; ácido linoleico; F4/ R1; Pervenets; SREPA

Summary

Sunflower (Helianthus annuus) is native to Central and Northern Mexico, the United States and Southern Canada; however, the Mexican oil industry imports 95 % of the grain from Argentina, the United States and Canada. The market demands high-oleic type oil for its health benefits and stability during frying, thus, companies promote contract farming for planting to interested producers; however, since high-oleic Mexican varieties have not been generated, the farmer must assume a high cost for the use of hybrid seed from transnational corporations. Therefore, the objective of this study was set to develop high-oleic varieties by applying molecular markers associated to the Pervenets mutation that causes the Ol genotype and the high-oleic phenotype. For this purpose, the breeding method called recurrent selection among selffertilized progenies (SREPA) was applied. With this methodology, 54 high-oleic S4 lines and synthetic varieties of early, intermediate and late cycle were obtained, which were evaluated in four municipalities and five environments. The results showed yield of up to 3.4 t ha-1 and oleic oil percentage between 90.1 and 93.1%, comparable to the best high oleic commercial hybrids used as controls.

Index words: Helianthus annuus; F4/R1; linoleic acid; oleic acid; Pervenets; SREPA

Introducción

México es centro de origen y de diversidad del girasol, el cual está constituido por 49 especies (Bye et al., 2009), 12 anuales y 37 perennes, además de 19 subespecies (Rieseberg y Seiler, 1990), todas originarias de América. El hábitat natural del girasol es desde el centro y norte de México (Lentz et al., 2001) hasta el sur de Canadá (Harter et al., 2004). El Sistema Nacional de Recursos Fitogenéticos de México considera que solo se ha colectado el 25 % de la diversidad genética del girasol silvestre (SINAREFI, 2016), lo que demuestra que en México se le ha dado poca importancia a este género, pues debe competir con cultivos básicos e industriales como frijol, maíz y trigo (Hernández, 2011).

Actualmente, el conflicto bélico entre Ucrania y Rusia ha incrementado hasta en 60 % el costo del aceite comestible en el mundo y el costo de la semilla híbrida para siembra, ya que cada uno de esos países aporta el 30 % de la producción mundial. México es deficitario en grano de girasol, por lo que importa el 90 % de Argentina y Estados Unidos. A partir del año 2006 las empresas aceiteras promueven la siembra del cultivo de girasol alto oleico (ANIAME, 2019; Com. Pers.)1 por su alto contenido de aceite de tipo omega 9; es decir, ácido oleico (Akkaya, 2018). En México, los estados donde se siembra la mayor superficie son Sonora, Jalisco, Guanajuato, Zacatecas, Durango y Tamaulipas (SIAP, 2020) con 12,000 hectáreas sembradas bajo agricultura por contrato. En Guanajuato, durante el periodo 2016-2019, se sembraron 1200 hectáreas con una cosecha promedio anual de 3180 toneladas de girasol, con un rendimiento de 2.65 t ha-1(SIAP, 2020). El 30 % de la superficie se siembra bajo riego en el ciclo otoño invierno y el 70 % en primavera-verano bajo condiciones de temporal, en los cuales los rendimientos promedios son de 3.0 y 2.4 t ha-1 para riego y temporal, respectivamente (Hernández, 2011).

La generación de variedades de girasol alto oleicas ha tenido un amplio crecimiento a partir de la obtención por mutagénesis química de la variedad Pervenets (Soldatov, 1976), cuyo gen microsómico FAD2-1 expresado en semilla lleva un repetido en tándem separado por un espaciador intergénico de 2.67 kpb. El repetido río arriba (FAD2-1U) lleva un intrón de 1.69 kpb y el exón 1 en el extremo 5’, mientras que el repetido río abajo (FAD2-1D) pierde las primeras 1.54 kpb del extremo 5’ que incluyen el exón 1 y un fragmento del intrón 1 (Bervillé, 2010; Schuppert et al., 2006), ocasionando que la enzima oleoyl-PC desaturasa (Δ12-desaturasa), encargada de la conversión de ácido oleico (18:1) a ácido linoleico (18:2), se traduzca de manera inestable ocasionando la acumulación de ácido oleico (Martínez-Rivas et al., 2001) e incrementando su contenido de 30 a más de 70 % (Lacombe et al., 2004). De esta manera, Pervenets fue la primera variedad de girasol alto oleico estable y se tomó como fuente de la mutación por inserción para generar nuevas variedades alto oleicas. Schuppert et al. (2006) y Bilgen et al. (2018) desarrollaron marcadores de tipo SSR e INDEL para identificar la mutación de Pervenets y hacer posible la incorporación de esos genotipos en el desarrollo de variedades alto oleicas.

En este contexto, el objetivo del presente trabajo fue desarrollar las primeras variedades de girasol mexicanas alto oleicas a partir de híbridos donadores de la mutación de Pervenets, bajo la hipótesis de que la aplicación del método de mejoramiento selección recurrente entre progenies autofecundadas (SREPA), del método de selección genealógica y la selección asistida por marcadores moleculares (SAM), permite la identificación y selección de genotipos alto oleico con potencial de rendimiento y fitosanidad comparables a los híbridos progenitores.

Materiales y métodos

Material genético

El material genético se obtuvo a partir de generaciones avanzadas de un híbrido portador de la mutación de Pervenets (Syngenta 3950) mediante la aplicación de selección recurrente entre progenies autofecundadas (SREPA), propuesta por Benítez-Riquelme (2002), en el Campo Experimental Bajío del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) ubicado en Celaya, Guanajuato. También se hizo selección genealógica combinada entre y dentro de familias (Márquez, 1988) y se empleó selección asistida por marcadores moleculares (SAMM) para formar una población sintética de girasol oleica de ciclo precoz (PSGOC-P), otra de ciclo intermedio (PSGOC-I) y una más de ciclo tardío (PSGOC-T). Como testigos principales se usaron los híbridos comerciales P64H-118 y P64H-133 (precoces), Hornet (de ciclo intermedio) y Syn 3950 (tardío); además, los nuevos materiales genéticos se compararon con las variedades Bienvenido Paisano, Madero 91, Cobalto y Victoria, liberadas por el INIFAP. A continuación, se describe la metodología empleada en tres años para la generación del material genético.

Evaluación del material genético

Ciclo 1

En el ciclo primavera-verano 2020 (P-V), se sembró la F1 del híbrido alto oleico (AO). Al iniciar la floración se autofecundaron 20 plantas, cuya semilla representó la F2 que se cosechó en forma individual.

Ciclo 2

En el ciclo otoño-invierno 2020-2021 (O-I) se sembraron 20 semillas de cada autofecundación por surco, a los 25 días de germinada se aplicó selección asistida por marcadores moleculares (SAMM) tomando muestras de tejido foliar de cada planta para identificar al menos 300 plantas alto oleicas en el laboratorio, las cuales una vez identificadas se marcaron en el campo y al inicio de la floración se autofecundaron cubriendo el capítulo e identificando su ciclo de vida (precoces, intermedias y tardías), tomando los datos de días a floración, altura de planta, diámetro de capítulo, fitosanidad (en cada ciclo se seleccionaron segregantes con tolerancia a enfermedades foliares conocidas como ‘de fin de ciclo’ causadas por Verticillium dahliae y Alternaria helianthis) y el rendimiento de cada capítulo; posteriormente, en laboratorio se midió el contenido de aceite en porcentaje. Se aplicó una presión de selección del 20 % para seleccionar las 60 mejores precoces, 60 mejores intermedias y 60 mejores tardías; dicha selección fue por el mayor rendimiento, mayor contenido de aceite, sanidad, y por características agronómicas sobresalientes. De la semilla obtenida, una parte se preparó para los ensayos de rendimiento en el siguiente ciclo y otra parte se guardó como semilla remanente.

La identificación molecular de los genotipos alto oleicos se basó en el uso de iniciadores específicos de tipo INDEL que se alinean con un fragmento del espacio intergénico río arriba de la inserción y con un fragmento del repetido FAD2-1D que se encuentra río abajo del sitio de unión del repetido (Scuppert et al., 2006); por ello, los genotipos que poseen la mutación amplifican por PCR un fragmento de 653 pb; en cambio, los fragmentos sin la inserción del repetido no amplifican ningún fragmento.

Los iniciadores usados fueron FAD2-1-F4/FAD2-1-R1, cuyas secuencias son: F4 5’-GTAACGTCTGCGCGCTTGCAGACATCA-3’, R1 5’-GGTTTTGCATGAGGGACTCGATCGAGTG-3’ (Schuppert et al., 2006). El ADN genómico se extrajo por el método de Doyle y Doyle (1987) a los 25 días después de la germinación. Para las reacciones de PCR se formaron soluciones equimolares del ADN de tejido foliar de cinco plantas establecidas en campo en los primeros tres ciclos de selección (S1 a S3), y se usó el ADN genómico de plantas individuales en el último ciclo de selección (S4). La concentración del ADN se ajustó a 30 ng µL-1. La calidad del ADN se verificó por la relación espectrofotométrica 269/280 y por amplificación de un fragmento del gen constitutivo 26S siguiendo las indicaciones de Montero-Tavera et al. (2017). Las reacciones con los iniciadores F4/R1 se llevaron a cabo en volúmenes de 20 µL con las especificaciones de Bilgen (2018), con las únicas modificaciones de emplear 60 ng de ADN y 35 ciclos de reacción. Los fragmentos amplificados se visualizaron por electroforesis en geles de agarosa 1.5 % teñidos con naranja de acridina.

Ciclo 3

En el ciclo P-V 2021 se sembraron tres ensayos de rendimiento bajo riego, cada uno con las 60 mejores progenies S1 alto oleicas (precoces, intermedias y tardías), en comparación con los testigos Pioneer 64H-118, Pioneer 64H-133, Cobalto, Syngenta 3950, Madero 91 y Bienvenido Paisano, en un diseño de látice triple. En floración se autofecundó cada progenie para avanzar de S1 a S2. Una vez cosechados los capítulos, se desgranó, se pesó, se ordenó de mayor a menor y se aplicó una presión de selección del 30 % con el fin de seleccionar las de mayor rendimiento de grano y contenido de aceite; es decir, 18 progenies S2 alto oleicas (precoces, intermedios y tardías). Se verificó por marcadores moleculares que todas las progenies amplificaran el fragmento que identifica el carácter alto oleico y se guardó el remanente de semillas.

Ciclo 4

En el ciclo O-I 2021-2022 con la semilla remanente de las 18 mejores progenies S2 (precoces intermedias y tardías) seleccionadas, se establecieron tres lotes aislados diferenciados por fecha (cada 10 días); cada lote constó de tres fajas, en cada faja se sembraron seis progenies S2 con 20 plantas en surcos de 5 m de largo y 0.80 m de ancho. Para recombinar los materiales al iniciar la floración se recolectó polen de cada faja y se polinizaron las fajas complementarias. Se eliminaron plantas no deseables o atípicas y a la cosecha de cada capítulo se tomaron 50 semillas para formar tres poblaciones: población sintética de girasol oleica de ciclo precoz (PSGOC-P), de ciclo intermedio (PSGOC-I) y tardía (PSGOC-T), generando una variedad sintética precoz, una intermedia y otra tardía. En paralelo, se avanzaron las selecciones oleicas de S2 a S3 (18 de cada ciclo) por medio de un tercer ciclo de autofecundación, para posteriormente integrar tres ensayos con genotipos precoces, intermedios y tardíos, participando las líneas oleicas S3 y las tres variedades sintéticas oleicas.

Ciclo 5

En el ciclo P-V 2022 se establecieron por segundo año consecutivo tres ensayos uniformes de rendimiento: el de genotipos precoces (18 genotipos S3 precoces y la PSGOC-P), el ensayo de genotipos intermedios (18 genotipos S3 y la PSGOC-I) y el ensayo de genotipos tardíos (18 genotipos S3 y la PSGOC-T). En cada ensayo se incluyeron los testigos comerciales; el diseño fue bloques completos al azar con tres repeticiones con parcela útil de un surco de 5 m de largo por 0.80 m de ancho. Se usaron cuatro localidades de evaluación: en Celaya, Guanajuato los tres ensayos se evaluaron bajo condiciones de riego y temporal, en esta localidad se avanzaron los 18 genotipos de S3 a S4 de cada ensayo y se realizó caracterización varietal con base en las directrices de examen de la UPOV TG/81/6 (UPOV, 2000); la segunda localidad fue en el municipio de Apaseo el Alto, Guanajuato, donde se estableció el ensayo de genotipos precoces bajo condiciones de temporal; la tercera localidad fue Jerécuaro, Guanajuato, donde se estableció el ensayo de genotipos intermedios bajo condiciones de temporal; la cuarta localidad fue Acámbaro, Guanajuato, donde se sembró el ensayo de genotipos tardíos bajo condiciones de temporal. A los 25 días de establecidos los ensayos en Celaya se colectó tejido foliar para verificar por marcadores moleculares la característica de alto oleico en todos los genotipos evaluados.

De los resultados de las evaluaciones de las localidades se seleccionó por rendimiento, sanidad y porcentaje de aceite de al menos 38 % y, dentro de este porcentaje, que más del 90 % del contenido de aceite fuera ácido oleico.

Manejo agronómico de los ensayos y lote de caracterización varietal

La preparación del terreno se hizo con labranza tradicional. La distancia entre plantas fue de 25 cm. La fórmula de fertilización fue 80-40-00 en temporal y en riego, con un calendario de riegos a los 0-35-70-110 días después de la siembra. Las malezas se controlaron mediante el herbicida Premerling (trifluralina) de pre-emergencia con dosis de 2.0 L ha-1. Para el control de plagas se aplicó cipermetrina en dosis de 1.0 L ha-1.

Variables medidas en lotes de ensayos

Las variables medidas para seleccionar los mejores genotipos fueron días a la germinación (DG), medida como el número de días a partir de la siembra en húmedo hasta la emergencia de los cotiledones sobre la superficie del suelo; días a floración (DF), medida como el número de días a partir de la siembra en húmedo hasta el inicio de la floración en el tercio exterior de la inflorescencia o capítulo; altura de planta (AP) en cm, tomada con regla métrica desde el cuello del tallo sobre la superficie del suelo hasta la parte media del capítulo o inflorescencia; diámetro de capítulo (DC) en cm, medido con regla métrica de 50 cm en la parte media del capítulo; días a madurez fisiológica (DMF), medida como el número de días a partir de la siembra en húmedo hasta que el envés del capítulo adquirió un color amarillo y las brácteas un color blanco; rendimiento de grano (RG) en g, medido en báscula de precisión como el peso de la semilla desgranada de la parcela útil; contenido de aceite (CA), expresado como el porcentaje de aceite total con respecto al peso de grano. Las determinaciones de ácidos grasos las hizo la compañía Aceites del Mayo S.A. de C.V. empleando un cromatógrafo de gases (Hewlet Packard®, HP-5890, Palo Alto, California, EUA).

Variables agroclimáticas consideradas en ensayos

Durante el desarrollo del cultivo se monitorearon las temperaturas máximas, mínimas y precipitación con una estación meteorológica establecida en el INIFAP, Campo Experimental Bajío en Celaya, Guanajuato (20.579511, -100.820516).

Resultados y discusión

En el segundo año del cultivo se inició la primera selección asistida y se identificaron 300 segregantes alto oleicas a partir de 20 autofecundaciones F2(Figura 1). Durante el avance generacional por autofecundación hasta S4 solamente se seleccionaron como positivos oleicos aquellos genotipos que amplificaron un alto número de copias del fragmento que identifica la mutación de Pervenets en tres repeticiones, suponiendo que los homocigotos para la mutación (dos copias) amplifican por PCR un número mayor de copias del fragmento que los heterocigotos (una copia), para tener una alta probabilidad de que ese alelo se encontrara en estado homocigótico en todas las plantas (Figura 2); de esta manera, se seleccionaron los genotipos alto oleicos, quedando finalmente 40 de ciclo precoz, 33 de ciclo intermedio y 35 de ciclo tardío. Los genotipos así identificados pueden emplearse como progenitores alto oleicos o desarrollarlos como variedades alto oleicas.

Figura 1 Gel de agarosa que muestra fragmentos amplificados de individuos segregantes para el carácter alto oleico. Las flechas señalan el fragmento de 653 pb asociado con la mutación de Pervenets, las flechas largas indican que los individuos con amplificación similar a la señalada se seleccionaron para su avance generacional, las flechas cortas indican que individuos con amplificación similar, o sin amplificación, se descartaron. El primero y último carril contienen el marcador de peso molecular 1 kb Plus. 

Figura 2 Selección de genotipos alto oleicos a través de cuatro ciclos de selección molecular. Los genotipos seleccionados al final del cuarto ciclo tienen alta probabilidad de ser homocigóticos para el carácter alto oleico por el tipo de selección que se aplicó. 

Genéticamente, la mutación de Pervenets se ha reportado como un carácter dominante, recesivo o codominante, dependiendo del fondo genético del girasol estudiado (Lacombe y Bervillé, 2000); sin embargo, se comporta como un carácter codominante con respecto a la biosíntesis de ácido oleico, estimada como la proporción de ácido oleico con respecto al contenido total de ácidos grasos, por lo que para la mayor producción oleica se requiere su presencia en estado homocigótico; por esta razón, es posible asignar tres fenotipos a la presencia o ausencia de la mutación: alto oleico cuando la mutación se encuentra en estado homocigótico, medio oleico si se encuentra en estado heterocigótico y linoleico en ausencia de la mutación.

Estos fenotipos podrían corresponder a los tres fenotipos observados por electroforesis en los geles de agarosa: una banda con alto número de copias del fragmento amplificado es el estado homocigótico de la mutación, una banda con número bajo de copias es el estado heterocigótico y la ausencia de banda indica la ausencia de la mutación (Figura 1). Dado que la alta producción de ácido oleico requiere el estado homocigótico de la mutación, se debe tener precaución de sembrar el girasol alto oleico separado de lotes que contengan girasol no oleico, con el fin de evitar polinización cruzada, ya que la alta producción de ácido oleico se podría perder en solo una generación.

El gen oleato desaturasa 2 codifica para la enzima microsómica 1-acyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-fosfocolina Δ12-desaturasa, que es la responsable de la conversión de ácido oleico a ácido linoleico (Martínez-Rivas et al. 2001). La secuencia de este gen contiene dos exones y un intrón. La mutación de Pervenets es una inserción que se localiza justo después del espaciador intergénico y contiene un fragmento del intrón y un fragmento del exón 2. Esta característica permitió el desarrollo de marcadores de tipo ISSR e INDEL dirigidos particularmente a la identificación del exón repetido; entre los marcadores más utilizados se encuentran los de tipo RAPD OP-AC10765 y OP-F15690 identificados por Dehmer y Friedt (1998), el RFLP Δ12HOS identificado por Lacombe y Bervillé (2001), los de tipo INDEL (F1 a F14 y R1 a R13) desarrollados por Schuppert et al. (2006), así como el SSR N1-3F/N1-1R desarrollado por Bervillé et al. (2009); sin embargo, el marcador más útil ha sido el fragmento de 653 pb amplificado por los iniciadores específicos F4/R1 de Schuppert et al. (2006). En este trabajo se probaron varios de ellos (datos no mostrados), pero F4/R1 fueron los únicos iniciadores que permitieron discriminar inequívocamente genotipos alto oleicos de genotipos linoleicos.

La metodología aplicada permitió obtener las variedades sintéticas de ciclo precoz, intermedio y tardío que se nombraron PSGOC-P, PSGOC-I y PSGOC-T, respectivamente.

La generación de nuevas variedades alto oleicas se ha centrado en la alta proporción de ácido oleico en comparación con los ácidos linoleico y linolénico, considerando que una variedad oleica contiene 70 % o más de ácido oleico, aunque pueden existir variaciones debidas al fondo genético de los materiales o al ambiente, sobre todo en las temperaturas nocturnas (Alberio et al., 2018). En este trabajo se obtuvieron proporciones de ácido oleico de hasta 93 % en la variedad sintética precoz y 92 % en líneas avanzadas, lo que las hace comparables con las variedades denominadas ultraoleicas, que contienen alrededor de 95 % de ácido oleico (Alberio et al., 2016). La línea avanzada Ha-AO-186 fue sobresaliente, ya que es precoz (73 días a floración), la de mejor rendimiento entre las líneas precoces (2825 kg ha-1) y alta productora de ácido oleico (91.2 %).

La literatura dedicada al estudio del girasol alto oleico presta poca atención al rendimiento de grano de las variedades alto oleicas en diferentes condiciones de cultivo (Attia et al., 2021; Ebrahimian et al., 2019; Sing et al., 2022). La cantidad total de aceite oleico que se obtiene de un lote productivo depende del porcentaje de ácido oleico, pero también de la cantidad de grano cosechada (Göksoy et al., 2020). En esta investigación se identificaron líneas avanzadas precoces, intermedias y tardías con mayor rendimiento, tanto en riego como temporal, que los testigos comerciales (Cuadros 1, 2 y 3).

Cuadro 1 Rendimiento de grano de 18 variedades oleicas de ciclo precoz, la PSGOC-P y testigos en tres ambientes en P-V 2022. 

No. Línea Riego (kg ha-1) Celaya Temporal (kg ha-1) Promedio (kg ha-1) D.F. (días) D.C. (cm) A.P. (m)
Celaya Apaseo
17 Ha-AO-186 2825 a 2090 a 2220 a 2378 a 73 b 26 ab 1.82 abcd
16 Ha-AO-184 2810 a 2105 a 2170 a 2361 a 72 b 27 a 1.78 bcdef
10 Ha-AO-107 2776 a 2120 a 2128 a 2341 a 72 b 26 ab 1.77 cdef
12 Ha-AO-132 2756 a 2128 a 2055 ab 2313 a 73 b 27 a 1.74 ef
21 P64H-118 (T) 2725 a 1710 def 2010 ab 2148 ab 72 b 26 ab 1.79 bcde
1 Ha-AO-16 2690 ab 2158 a 2190 a 2346 a 70 c 25 abc 1.82 abcd
25 Cobalto (T) 2650 ab 1658 ef 1820 ab 2036 ab 78 a 25 abc 1.78 bcdef
6 Ha-AO-48 2615 ab 2000 abc 2035 ab 2216 ab 70 c 24 bcd 1.79 bcde
23 Madero 91 (T) 2600 ab 1800 bcde 1953 ab 2117 ab 72 b 25 abc 1.81 abcd
7 Ha-AO-52 2580 ab 2026 abc 2000 ab 2202 ab 70 c 26 ab 1.78 bcdef
14 Ha-AO-154 2555 ab 2025 abc 2054 ab 2211 ab 71 b 25 abc 1.84 ab
15 PSGOC-P 2545 ab 1984 abc 1920 ab 2149 ab 70 c 25 abc 1.86 a
13 Ha-AO-149 2524 ab 1960 abcd 1913 ab 2132 ab 71 b 24 bcd 1.86 a
22 P64H-133 (T) 2510 ab 1784 cde 1821 ab 2038 ab 70 c 24 bcd 1.81 abcd
18 Ha-AO-211 2495 ab 1942 abcd 1980 ab 2139 ab 71 b 23 cd 1.82 abcd
2 Ha-AO-17 2470 ab 1920 abcd 1905 ab 2098 ab 72 b 23 cd 1.84 ab
3 Ha-AO-40 2420 ab 1920 abcde 1890 ab 2076 ab 73 b 24 bcd 1.86 a
4 Gir-AO-42 2314 b 1780 cde 1825 ab 1973 ab 73 b 23 cd 1.82 abcd
24 B. Paisano (T) 2312 b 1795 cde 1825 ab 1977 ab 72 b 22 d 1.84 ab
5 Gir-AO-47 2311 b 1525 f 1690 b 1842 b 72b 25 abc 1.83 abc
19 Gir-AO-49 2311 b 1520 f 1685 b 1838 b 74 b 24 bcd 1.81 abcd
20 Hornet (T) 2306 b 1520 f 1720 b 1848 b 78 a 23 cd 1.76 def
8 Gir-AO-58 2300 b 1515 f 1680 b 1831 b 71 b 25 abc 1.79 bcde
9 Gir-AO-68 2290 b 1510 f 1655 b 1818 b 71 b 24 bcd 1.72 f
11 Gir-AO-114 2285 b 1500 f 1701 b 1828 b 68 c 22 d 1.68 f
Media testigos (T) 2517 1711 1858 2027 72 72 24
Tukey 5 % 410 250 400 410 3.7 2.1

Medias con la misma letra en las columnas son estadísticamente iguales. T.: testigo, D.F.: días a floración, D.C.: diámetro de capítulo, A.P.: altura de planta.

Cuadro 2 Rendimiento de grano de 18 variedades oleicas de ciclo intermedio, la PSGOC-I y testigos en tres ambientes en P-V 2022. 

No. Línea Riego (kg ha-1) Celaya Temporal (kg ha-1) Promedio (kg ha-1) D.F. (días) D.C. (cm) A.P. (m)
Celaya Apaseo
5 Ha-AO-72 3310 a 2139 a 2700 a 2716 a 79 ab 26 bc 1.88 abc
6 Ha-AO-90 3270 a 2220 a 2745 a 2745 a 80 a 28 a 1.82 cdef
24 Hornet (T) 3235 a 1628 cd 2000 bcd 2287 ab 78 abc 26 bc 1.91 a
7 Ha-AO-117 3190 a 2100 ab 2640 a 2643 ab 80 a 27 ab 1.82 cdef
18 Ha-AO-214 3165 a 2000 abc 2508 a 2557 abc 77 bcd 25 cd 1.78 ef
20 Syn 3950 (T) 3075 ab 2010 abc 2540 a 2541 abc 80 a 26 bc 1.76 f
21 Victoria (T) 3040 ab 2055 abc 2540 a 2545 abc 78 abc 27 ab 1.92 a
25 Cobalto (T) 3010 ab 1625 cd 2310 a 2315 abcd 79 ab 25 cd 1.81 def
13 Ha-AO-156 2965 abc 2099 ab 2500 a 2521 abc 77 bcd 25 cd 1.79 ef
12 Ha-AO-151 2930 abc 1995 abc 1995 bcd 2306 abcd 79 ab 26 bc 1.92 a
16 Ha-AO-180 2910 abc 1990 abc 2420 a 2440 abc 75 def 24 d 1.88 abc
1 Ha-AO-22 2875 abc 1950 abc 2402 a 2409 abc 79 ab 27 ab 1.76 f
9 PSGOC-I138 2856 abc 1960 abc 2408 a 2408 abc 79 ab 27 ab 1.78 ef
10 Ha-AO-145 2842 abc 1954 abc 2010 bcd 2268 abcd 76 cde 24 d 1.82 cdef
22 Madero 91 (T) 2828 abc 1810 abcd 2015 bcd 2217 abcd 75 def 26 bc 1.86 abcd
14 Ha-AO-157 2620 bc 1700 bcd 2005 bcd 2108 cd 77 bcd 26 bc 1.79 ef
2 Ha-AO-33 2610 bc 1518 d 2000 bcd 2042 cd 78 abc 26 bc 1.81 def
3 Ha-AO-34 2608 bc 1520 d 1800 cd 1976 d 77 bcd 26 bc 1.89 ab
23 B. Paisano (T) 2502 c 1800 abcd 1814 cd 2038 c 75 def 24 d 1.92 a
4 Ha-AO-66 2501 c 2140 a 1810 cd 2150 b 76 cde 26 bc 1.83 bcde
8 Ha-AO-137 2500 c 1510 d 1795 cd 1935 d 78 abc 26 bc 1.81 def
11 Ha-AO-150 2490 c 1510 d 1792 cd 1930 d 74 ef 25 cd 1.77 ef
15 Ha-AO-179 2485 c 1410 d 1625 d 1840 d 76 cde 26 bc 1.79 ef
17 Ha-AO-202 2482 c 1405 d 1622 d 1836 d 74 ef 24 d 1.86 abcd
19 Ha-AO-68 2478 c 1400 d 1615 d 1831 d 73 f 24 d 1.88 abc
Media testigos (T) 2946 1821 2203 2323 77 77 25
Tukey 5 % 535 420 480 540 2.0 1.9

Medias con la misma letra en las columnas son estadísticamente iguales. T: testigo, D.F.: días a floración, D.C.: diámetro de capitulo, A.P.: altura de planta.

Cuadro 3 Rendimiento de grano de 18 variedades oleicas de ciclo tardío, la PSGOC-T y testigos en tres ambientes en P-V 2022. 

No. Línea Riego (kg ha-1) Celaya Temporal (kg ha-1) Promedio (kg ha-1) D.F. (días) D.C. (cm) A.P. (m)
Celaya Apaseo
18 Ha-AO-206 3450 a 2050 a 2.755 ab 2751 a 85 ab 27 ab 1.85 abc
1 Ha-AO-24 3412 a 2120 a 2874 a 2802 a 86 a 26 abc 1.88 ab
25 Syn 3950 (T) 3392 a 1510 b 2310 b 2404 ab 86 a 28 a 1.91 a
2 Ha-AO-25 3340 a 2048 a 2752 ab 2713 ab 82 abcd 26 abc 1.81 bcde
8 Ha-AO-56 3310 a 1975 a 2705 abc 2663 ab 83 abcd 26 abc 1.92 ab
10 Ha-AO-75 3280 ab 2010 a 2754 ab 2681 abc 84 abc 27 ab 1.88 ab
12 Ha-AO-104 3258 abc 2000 a 2700 abc 2652 abc 83 abcd 25 bcd 1.78 bcde
15 Ha-AO-125 3222 abc 1910 a 2650 abc 2594 abc 84 abc 25 bcd 1.81 bcde
24 Syn 3965 (T) 3201 abc 1530 b 2330 bc 2353 abc 85 ab 25 bcd 1.82 bcde
17 Ha-AO-204 3189 abc 1950 ab 2665 abc 2601 abc 81 bcd 25 bcd 1.72 e
22 Hornet (T) 3164 abcd 1930 ab 2621 abcd 2571 abc 74 f 23 d 1.74 de
3 Ha-AO-30 3142 abcd 1810 ab 2545 abcd 2499 abc 81 bcd 25 bcd 1.76 cde
14 PSGOC-T 3110 abcd 1855 ab 2500 abcd 2488 abc 81 bcd 24 cd 1.88 ab
13 Ha-AO-109 3080 abcd 1686 ab 2225 cd 2330 abc 82 abcd 26 abc 1.79 bcde
9 Ha-AO-63 3020 abcd 1685 ab 2222 cd 2309 abc 84 abc 26 abc 1.91 a
23 Victoria (T) 2750 bcd 1670 ab 2200 cd 2206 b 75 ef 24 cd 1.84 abcd
11 Ha-AO-80 2740 bcd 1630 b 2220 cd 2196 b 82 abcd 27 ab 1.94 a
5 Ha-AO-39 2725 cd 1529 b 2120 d 2124 c 81 bcd 24 cd 1.85 abc
6 Ha-AO-43 2720 cd 1530 b 2120 d 2123 c 80 cd 24 cd 1.92 a
21 B. Paisano (T) 2720 cd 1850 ab 2102 d 2224 b 74 f 23 d 1.84 abcd
7 Ha-AO-33 2635 d 1500 b 2108 d 2081 c 80 cde 24 cd 1.72 e
4 Ha-AO-34 2630 d 1508 b 2105 d 2081 c 79 de 23 d 1.78 bcde
16 Ha-AO-140 2628 d 1510 b 2108 d 2082 c 80 cd 24 cd 1.86 abc
20 P64H-133 (T) 2624 d 1810 ab 2110 d 2181 bc 72 f 24 cd 1.86 abc
19 Ha-AO-144 2620 d 1685 ab 2105 d 2136 c 86 a 27 ab 1.88 ab
Media testigos (T) 2,975 1716 2278 2323 78 25 1.84
Tukey 5 % 545 468 520 505 4.1 2.5 10.1

Medias con la misma letra en las columnas son estadísticamente iguales. T.: testigo, D.F.: días a floración, D.C.: diámetro de capitulo, A.P.: altura de planta.

Paralelamente a la formación de variedades sintéticas, se avanzaron generacionalmente las líneas alto oleicas hasta S4, las cuales se evaluaron por su contenido de aceite y rendimiento. Los resultados se muestran en los Cuadros 1 a 4.

Cuadro 4 Porcentaje de aceite oleico (% O) contenido dentro del porcentaje total de aceite (% Ac) en las cinco mejores variedades oleicas precoces, intermedias y tardías, en comparación con las variedades sintéticas. 

Variedades precoces Variedades intermedias Variedades tardías
Variedad % Ac % O Variedad % Ac % O Variedad % Ac % O
Ha-AO-186 42.8 91.2 Gir-AO-72 42.0 91.6 Gir-AO-206 42.9 92.4
Ha-AO-184 42.5 90.1 Gir-AO-90 43.3 90.0 Gir-AO-24 43.0 90.6
Ha-AO-107 41.9 92.0 Gir-AO-117 42.2 92.3 Gir-AO-25 42.5 90.2
Ha-AO-132 43.0 92.1 Gir-AO-214 43.1 91.8 Gir-AO-56 43.2 91.8
Ha-AO-16 42.2 90.1 Gir-AO-156 41.9 90.4 Gir-AO-75 41.9 90.0
PSGOC-P 43.5 93.1 PSGOC-I 43.8 93.3 PSGOC-T 44.0 93.6
P64H-133 T 40.0 89.2 Hornet T 42.5 88.0 Syn 3950 T 42.0 91.4

En el Cuadro 1 se muestran las cinco mejores líneas de girasol de ciclo precoz (Ha-AO-186, Ha-AO-184, Ha-AO-107, Ha-AO-132 y Ha-AO-16); son alto oleicas, presentaron promedio de rendimiento de 2300 kg ha-1, son similares en precocidad, días a floración (DF), diámetro de capítulo (DmC) y altura de planta (AP), pero superan en rendimiento a los mejores testigos (Pioneer 64H-118 y Cobalto). La variedad sintética PSGOC-P obtuvo un rendimiento promedio de 2149 kg ha-1, situándose dentro del primer grupo estadístico.

En el Cuadro 2 se muestra el resultado del rendimiento de grano del ensayo de variedades alto oleicas de ciclo intermedio en tres ambientes de evaluación, así como las características agronómicas promedio de las cinco mejores variedades (Ha-AO-72, Ha-AO-90, Ha-AO-117, Ha-AO-214 y Ha-AO-156), que presentan rendimiento de 2500 a 2700 kg ha-1, comparables con los mejores testigos híbridos como Syngenta 3950 y Cobalto. La variedad sintética precoz (PSGOC-I) obtuvo un promedio de rendimiento de 2408 kg ha-1 y se encuentra dentro del primer grupo estadístico.

En el Cuadro 3 se muestran los resultados de rendimiento de grano en los tres ambientes de evaluación; destacan seis variedades tardías (Ha-AO-206, Ha-AO-24, Ha-AO-25, Ha-AO-56, Ha-AO-75 y Ha-AO-104) con rendimiento de 2600 a 2800 kg ha-1, similar a los de Syngenta 3950, Syngenta 3965 y Hornet, que fueron los mejores testigos híbridos; además, la variedad sintética tardía PSGOC-T obtuvo un promedio de rendimiento de 2488 kg ha-1, por lo que se encuentra en el primer grupo estadístico.

En el Cuadro 4 se muestra el contenido de aceite y el porcentaje de ácido oleico de las cinco mejores variedades precoces, intermedias y tardías. Se observa que el contenido de aceite es mayor de 40 % y de este, más de 90 % es ácido oleico. Las variedades sintéticas presentaron valores ligeramente más altos en porcentaje de aceite total y porcentaje de aceite tipo oleico. También se muestran los valores de al menos un testigo híbrido comercial (T).

Los resultados demuestran que las líneas de girasol alto oleico son competitivas respecto a los testigos empleados, por lo que se han sometido al ensayo de caracterización varietal de acuerdo al descriptor TG/81/6 de la UPOV, para su registro ante el SNICS (Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas) y su posible liberación.

Conclusiones

Los métodos de mejoramiento SREPA, selección genealógica y selección asistida permitieron la identificación y selección de líneas avanzadas y variedades sintéticas precoces, intermedias y tardías, con buen rendimiento y alto contenido de ácido oleico. Tanto las líneas obtenidas como las variedades sintéticas fueron superiores a los testigos en contenido de aceite, porcentaje de ácido oleico y rendimiento de grano con valores hasta de 43.8 %, 93.6 % y 3450 kg ha-1, respectivamente.

Agradecimientos

Los autores agradecen el financiamiento proporcionado por el INIFAP a través del proyecto “Recursos genéticos de girasol: Generación de variedades alto oleico y forrajeras para el Centro de México”.

Bibliografía

Alberio C., N. G. Izquierdo, T. Galella, S. Zuil, R. Reid, A. Zambelli and L. A. N. Aguirrezábal (2016) A new sunflower high oleic mutation confers stable oil grain fatty acid composition across environments. European Journal of Agronomy 73:25-33, https://doi.org/10.1016/j.eja.2015.10.003 [ Links ]

Alberio C., L. A. N. Aguirrezábal, N. G. Izquierdo, R. Reid, S. Zuil and A. Zambelli (2018) Effect of genetic background on the stability of sunflower fatty acid composition in different high oleic mutations. Journal of the Science of Food and Agriculture 98:4074-4084, https://doi.org/10.1002/jsfa.8924 [ Links ]

Akkaya M. R. (2018) Prediction of fatty acid composition of sunflower seeds by near-infrared reflectance spectroscopy. Journal of Food Science and Technology 55:2318-2325, https://doi.org/10.1007/s13197-018-3150-x [ Links ]

Attia Z., C. S. Pogoda, S. Reinert, N. C. Kane and B. S. Hulke (2021) Breeding for sustainable oilseed crop yield and quality in a changing climate. Theoretical and Applied Genetics 134:1817-1827, https://doi.org/10.1007/s00122-021-03770-w [ Links ]

Benítez-Riquelme I. (2002) Selección recurrente con progenies endogámicas de especies autógamas: eficiencia de campo. Agrociencia 36:55-65. [ Links ]

Bervillé A., S. Lacombe, S. Veillet, C. Granier, S. Leger and P. Jouve (2009) Method of selecting sunflower genotypes with high oleic acid content in seed oil. U.S. Patent Application No. 11/587,956. Alexandria, Virginia, USA. [ Links ]

Bervillé A. (2010) Oil composition variations. In: Genetics, Genomics and Breeding of Sunflower. J. Hu, G., Seiler and C. Kole (eds.). CRC Press. Boca Raton, Florida, USA. pp:253-277. [ Links ]

Bilgen B. B. (2018) An optimized PCR protocol with newly designed primers for reliable molecular selection of high oleic type sunflower. Mediterranean Agricultural Sciences 31:55-60, https://doi.org/10.29136/mediterranean.368382 [ Links ]

Bilgen B. B., S. Daneshvar, G. Evci, V. Pekcan, M. I. Yilmaz and Y Kaya (2018) Determination of high oleic type and broomrape resistant sunflower hybrids by DNA markers. Ekin Journal of Crop Breeding and Genetics 4:22-30. [ Links ]

Bye R., E. Linares y D. L. Lentz (2009) México: centro de origen de la domesticación del girasol. TIP Revista Especializada en Ciencias Químico-Biológicas 12:5-12. [ Links ]

Dehmer K. J. and W. Friedt (1998) Development of molecular markers for high oleic acid content in sunflower (Helianthus annuus L.). Industrial Crops and Products 7:311-315, https://doi.org/10.1016/S0926-6690(97)00063-0 [ Links ]

Doyle J. J. and J. L. Doyle (1987) A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin 19:11-15. [ Links ]

Ebrahimian E., S. M. Seyyedi, A. Bybordi and C. A. Damalas (2019) Seed yield and oil quality of sunflower, safflower, and sesame under different levels of irrigation water availability. Agricultural Water Management 218:149-157, https://doi.org/10.1016/j.agwat.2019.03.031 [ Links ]

Göksoy A., L. Ö. Akar, S. Yanikoğlu and S. Kizik (2020) Heterosis and combining ability through line x tester analysis for yield, oil and high oleic acid characters in sunflower (Helianthus annuus L.). Turkish Journal of Field Crops 25:122-130, https://doi.org/10.17557/tjfc.685709 [ Links ]

Harter A. V., K. A. Gardner, D. Falush, D. L. Lentz, R. A. Bye and L. H. Rieseberg (2004) Origin of extant domesticated sunflowers in eastern North America. Nature 430:201-205, https://doi.org/10.1038/nature02710 [ Links ]

Hernández M. M. (2011) Cultivos Alternativos para Guanajuato. Libro Técnico No. 4. Campo Experimental Bajío, Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas y Pecuarias. Celaya, Guanajuato, México. [ Links ]

Lacombe S. and A. Bervillé (2000) Problems and goals in studying oil composition variation in sunflower. In: Proceedings of the 15th International Sunflower Conference. International Sunflower Association. Paris, France. pp:1-10. [ Links ]

Lacombe S. and A. Bervillé (2001) A dominant mutation for high oleic acid content in sunflower (Helianthus annuus L.) seed oil is genetically linked to a single oleate-desaturase RFLP locus. Molecular Breeding 8:129-137, https://doi.org/10.1023/A:1013358711651 [ Links ]

Lacombe S., F. Kaan, Y. Griveau and A. Bervillé (2004) The Pervenets high oleic mutation: methodological studies. Helia 27:41-53, https://doi.org/10.2298/HEL0440041L [ Links ]

Lentz D. L., M. E. D. Pohl, K. O. Pope and A. R. Wyatt (2001) Preshistoric sunflower (Helianthus annuus L.) domestication in Mexico. Economic Botany 55:370-376, https://doi.org/10.1007/BF02866560 [ Links ]

Márquez S. F. (1988) Genotecnia Vegetal II. Métodos, Teoría, Resultados. AGT Editor, S. A. México, D. F. 665 p. [ Links ]

Martínez-Rivas J. M., P. Sperling, W. Lühs and E. Heinz (2001) Spatial and temporal regulation of three different microsomal oleate desaturase genes (FAD2) from normal-type and high-oleic varieties of sunflower (Helianthus annuus L.). Molecular Breeding 8:159-168, https://doi.org/10.1023/A:1013324329322 [ Links ]

Montero-Tavera V., M. A. Escobedo-Landín, J. A. Acosta-Gallegos, J. L. Anaya-Lopez, and J. E. Ruiz-Nieto (2017) 26S: Novel reference gene from leaves and roots of common bean for biotic stress expression expression studies based on PCR. Legume Research 40:429-433, https://doi.org/10.18805/lr.v0iOF.7859 [ Links ]

Rieseberg L. H. and G. J. Seiler (1990) Molecular evidence and the origin and development of the domesticated sunflower (Helianthus annuus). Economic Botany 44:79-91, https://doi.org/10.1007/BF02860477 [ Links ]

Schuppert G. F., S. Tang, M. B. Slabaugh and S. J. Knapp (2006) The sunflower high-oleic mutant Ol carries variable tandem repeats of FAD2- 1, a seed-specific oleoyl-phosphatidyl choline desaturase. Molecular Breeding 17:241-256, https://doi.org/10.1007/s11032-005-5680-y [ Links ]

SIAP, Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (2020) Anuario estadístico de la producción agrícola. Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera. Secretaría de Agricultura y Desarrollo Rural. Ciudad de México, México. https://nube.siap.gob.mx/cierreagricola/ (Diciembre 2023). [ Links ]

SINAREFI, Sistema Nacional de Recursos Fitogenéticos para la Alimentación y la Agricultura (2016) Recursos Fitogenéticos para la Alimentación y la Agricultura (RFAA). Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas. Tlalnepantla, Estado de México. 88 p. [ Links ]

Singh V. K., P. I. Bhoyar, Anu and V. Sharma (2022) Application of genomics and breeding technologies to increase yield and nutritional qualities of rapeseed-mustard and sunflower. In: Technologies in Plant Biotechnology and Breeding of Field Crops. Kamaluddin, U. Kiran and M. Z. Abdin (eds.). Springer. Singapore. pp:103-131, https://doi.org/10.1007/978-981-16-5767-2_6 [ Links ]

Soldatov K. I. (1976) Chemical mutagenesis in sunflower breeding. In: Proceedings of the 7th International Sunflower Conference. Krasnodar, USSR. 27 June-3 July 1976. International Sunflower Association. Vlaardingen, The Netherlands. pp:352-357. [ Links ]

UPOV, International Union for the Protection of New Varieties of Plants (2000) Guidelines for the conduct of tests for distinctness, uniformity and stability. Sunflower (Helianthus annuus L.) Document TG/81/6. International Union for the Protection of New Varieties of Plants. Geneva, Switzerland. 49 p. [ Links ]

1ANIAME, Asociación Nacional de Industriales de Aceites y Mantecas Comestibles (2019) Girasol, situación actual mundial y nacional. Boletín bimestral No. 18. Comité Nacional Sistema Producto Oleaginosas. Ciudad de México, México.

Recibido: 17 de Enero de 2024; Aprobado: 07 de Mayo de 2024

* Autor de correspondencia (montero.victor@inifap.gob.mx)

Creative Commons License Este es un artículo publicado en acceso abierto bajo una licencia Creative Commons