Variabilidad genética de Magnaporthe oryzae en cultivares de arroz de Panamá.

Código:
501.B.1.23
Programa:
Investigación - Innovación de Recursos Genéticos y Biodiversidad (PIIRGEB)
Monto IDIAP:
USD 22.730
Monto de Contrapartida:
USD 0
Plazo de ejecución
48 Meses
Monto total:
USD 22.730

Descripción

Magnaporthe oryzae (Catt.) B.C. Couch, hongo perteneciente a la División Ascomycota (Clase Sordariomycetes, Orden Magnaporthales), anamorfo (estado asexual) Pyricularia oryzae Cavara, agente causal de una de las enfermedades más destructivas reportadas a nivel mundial en arroz (Oryza sativa L.) (Poaceae) y conocida como “rice blast” o añublo del arroz (Kirk et al. 2008).

El arroz es de gran importancia a nivel mundial ya que es parte de la dieta básica de aproximadamente 3 billones de personas (Skamnioti & Gurr 2009). En Panamá, el arroz es el cultivo más importante basado en la cantidad de hectáreas sembradas, producción, números de productores y consumo de la población panameña. Por lo tanto, aquí la importancia que representa este rubro en la investigación del IDIAP (Camargo 2014; Camargo et al. 2014).

El propósito de este proyecto es generar información sobre la variabilidad genética de M. oryzae y de otros hongos importantes en arroz, como también obtener detalles ultraestructurales de la interacción de M. oryzae en tejido foliar de variedades de arroz del IDIAP. Por lo tanto, para desarrollar este proyecto se contemplan desarrollar cuatro actividades de investigación, las cuales son las siguientes: 1. “Caracterización a nivel taxonómico de estructuras fúngicas de M. oryzae y otros hongos en tejidos de diferentes cultivares de arroz a nivel nacional”, 2. “Obtención de secuencias de ADN de las regiones 18S rDNA, ITS I, 5.8S, ITS II y 28S rDNA de M. oryzae y otros hongos asociados a arroz”, 3. “Obtención de secuencias de ADN de razas de M. oryzae en cultivares de arroz” y 4. “Análisis de la interacción celular a nivel ultraestructural entre M. oryzae y arroz”.

Por ejemplo, para la actividad no. 2 se va a obtener información genética por medio de la extracción de ADN a partir de los diferentes aislamientos de hongos, como también a través de extracción directa de ADN de tejidos foliares de cultivares de arroz infectados con hongos; seguido de la cuantificación de ADN, obtención de amplicones, electroforesis, fotodocumentación de geles de agarosa con las bandas de ADN, limpieza de librerías y secuenciación. Una vez obtenidas las secuencias de ADN de varias regiones se podrán obtener árboles filogenéticos que mostrarán la filogenia de M. oryzae y de otros hongos asociados al arroz. Es importante resaltar, que el Laboratorio de NAOS, STRI, Panamá, apoya con personal especializado, infraestructura y equipos de Biología Molecular, tales como el secuenciador MiSeq.

En el caso de la actividad no. 4, este proyecto se apoya con el Centro de Investigación en Estructuras Microscópicas (CIEMIC), Universidad de Costa Rica, para llevar a cabo el procesamiento de tejido foliar infectado por Pyricularia hasta la etapa de observación de ultracortes y la fotodocumentación utilizando microscopios electrónicos de transmisión.

La información que genere este proyecto servirá de soporte para los estudios de Mejoramiento Genético en Arroz pertenecientes al Programa Nacional de Investigación e Innovación de Recursos Genéticos y Biodiversidad (PIIRGEB) del IDIAP que buscan liberar nuevas variedades de arroz con tolerancia a Pyricularia. Además, el proyecto contribuirá con el objetivo del PIIRGEB y del Subprograma “Investigación para la Valoración y Conservación de Recursos Genéticos” , los cuales tienen como finalidad conservar la diversidad genética nativa de cultivos de importancia económica en nuestra agricultura.


Producto esperado

  • Biblioteca con un mínimo de 50 placas semipermanentes de estructuras fúngicas de M. oryzae y de otros hongos asociados al rubro arroz.
  • Una micoteca de medios de cultivo representada por los hongos más comunes aislados de los cultivares de arroz de Panamá.
  • Biblioteca de ADN genómico con un mínimo de 75 extracciones de ADN directas de tejido foliar infectado con M. oryzae y de otros hongos asociados al cultivo arroz.
  • Biblioteca de amplicones de ADN con un mínimo de 75 muestras de M. oryzae y otros hongos asociados al cultivo arroz.
  • Biblioteca digital con un mínimo de 75 secuencias de ADN de hongos infectando cultivares de arroz.
  • Publicación de un artículo científico documentando los resultados concernientes a la obtención de secuencias de ADN de hongos en arroz.
  • Biblioteca de ADN genómico proveniente de un mínimo de 25 extracciones de ADN directas de hojas de diferentes cultivares de arroz.
  • Biblioteca de amplicones de ADN provenientes de un mínimo de 25 muestras de tejido foliar de diferentes cultivares de arroz para obtener información sobre razas de M. oryzae en arroz.
  • Biblioteca digital con un mínimo de 25 secuencias de ADN de plantas de arroz relacionadas con razas de M. oryzae.
  • Biblioteca digital con un mínimo de 75 microfotografías mostrando detalles ultraestructurales de tejido foliar de arroz infectado con M. oryzae.

Resultados

-A partir del ensayo de Magnaporthe sembrado en el 2022, en la Estación Experimental La Trinchera, Soná, Veraguas, se logró obtener 10 aislamientos monospóricos de Pyricularia a partir de 10 diferentes variedades de arroz del IDIAP. Las variedades de arroz del IDIAP corresponden a IDIAP 137-11, IDIAP 38, Oryzica I, IDIAP 145-05, IDIAP 106-11, IDIAP FL 72-17, IDIAP L-7, IDIAP 54-05, IDIAP 25-03 e IDIAP FL 069-18.

-En enero de 2023, se secuenciaron los 10 aislamientos monospóricos de Pyricularia utilizando primers de Illumina para la región ITS, en el Laboratorio de NAOS, STRI, Panamá.


Beneficiarios

Los beneficiarios directos de los resultados que se obtendrán de este proyecto serán todos los investigadores y proyectos del Instituto de Investigación Agropecuaria de Panamá (IDIAP) que forman parte del Programa de Investigación e Innovación de Recursos Genéticos y Biodiversidad y su respectivo Subprograma denominado Valoración y Conservación de Recursos Genéticos. También instituciones de investigación tales como el Laboratorio de NAOS, STRI, Panamá, la Universidad de Costa Rica y la Universidad de Viena, Austria.

Los beneficiarios indirectos serán todos los productores de arroz de Chiriquí, ya que este perfil de investigación va a concentrarse en las estaciones experimentales del IDIAP en el país, en las plantaciones de productores de arroz comercial y en las plantaciones de arroz de productores de subsistencia de la provincia de Chiriquí.


Objetivos de desarrollo sostenible y desafíos IDIAP

Fin de la pobreza Hambre Cero Producción y Consumo Responsable Soberanía Alimentaria Sostenibilidad Ambiental y Productiva Conservación de Recursos Genéticos y Biodiversidad Modelos de I+I (Investigación e Innovación) Resilencia

Articulación con otros actores

Organizaciones participantes

Ejecutor
  • Instituto de Innovación Agropecuaria de Panamá (IDIAP) - Panamá

Mapa Geolocalizado

Investigadores

Líder de proyecto Panamá

Délfida Rodríguez

BIÓLOGA BOTÁNICA