Obtención de las líneas restauradoras
El uso práctico de las líneas MEGC para la obtención de arroz híbrido es posible solo después que las líneas restaura-doras efectivas han sido identificadas u obtenidas. En China y en otros países, un gran número de líneas restauradoras efectivas para un sistema citoestéril de tipos AS han sido identificadas entre los cultivares de arroz y los cruza-mientos existentes. Además, se han desarrollado varios métodos para obtener líneas restauradoras.
Como regla general, los genes restauradores existen en el núcleo de los progenitores femeninos originales que proporcionan el citoplasma estéril.
Una planta normal y fértil de arroz con citoplasma estéril, casi segura-mente contendrá en su núcleo genes restauradores dominantes, de lo contrario, y de acuerdo con la teoría genética, tendrá una formación anormal de semilla.
La capacidad de restauración de las variedades de arroz está, en alguna medida, relacionada con su origen. Los genes restauradores existen sobre todo en los arroces salvajes y las variedades de indica que crecen en zonas tropi-cales y subtropicales.
La frecuencia de las líneas restaura-doras es mas alta y la habilidad restauradora es mas fuerte entre las variedades cercanas a las especies de arroz salvaje. Entre las variedades de arroz indica, la frecuencia de las líneas restauradoras en las variedades de madurez tardía es mayor que en las de madurez temprana.
En las variedades típicas de japonica casi no se han encontrado líneas restauradoras. Las líneas restauradoras de japonica usadas comercialmente en China recibieron el (los) gen(es) restaurador(es) de la variedad indica IR 8. Varios cultivares, Tongil, Miyang y Suweon -derivados de indica/japonica- de la República de Corea son eficientes restauradores, tal vez debido al (los) gen(es) R heredados de los parentales de indica.
Estas pruebas son simples, conve-nientes y constituyen una forma efectiva de obtener líneas restaura-doras; muchas excelentes líneas restauradoras como IR 24, IR26, IR 30 e IR9761-19-1 fueron identificadas por este método.
Seleccionar plantas individuales típicas de las variedades deseadas en el criadero de recursos y hacer cruza-mientos apareados de prueba con una línea representativa de MEGC; de cada cruzamiento se deberán recolectar mas de 30 semillas.
Mas de 10 plantas F1 deberían ser cultivadas para cada cruza; en el momento de la emisión de la panoja se examina su fertilidad en base al porcentaje de anteras dehiscentes y al polen normal fértil. Si las anteras dehiscentes son mas del 99%, el polen fértil mas del 80% y la formación de semilla es normal, las plantas indi-viduales paternas son seleccionadas para volver a hacer cruzamientos de prueba.
La población F1 de la repetición de las pruebas de cruzamientos debería ser de mas de 100 plantas. Si la dehiscencia de las anteras y la fertilidad de las espiguillas son todavía normales, esto indica que el progenitor masculino posee capacidad restauradora y puede ser usado como tal.
De acuerdo al grado de restauración de la fertilidad efectuado por los restauradores en la línea MEGC, las líneas restauradoras pueden ser clasificadas como fuertes o débiles. Los efectos de los factores ambientales sobre la restauración de la fertilidad masculina en el arroz híbrido podrían aparecer como específicos para un determinado genotipo. La tasa de formación de semillas en la F1 de las líneas restauradoras fuertes es bastante alta y es menos influenciada por las fluctuaciones ambientales.
Las líneas confirmadas por las repe-ticiones de las pruebas de cruzamiento con fuerte capacidad de restauración pueden ser usadas como líneas restauradoras para hacer combina-ciones de cruzamientos con varias líneas MEGC isocitoplasmáticas. Siguiendo los procedimientos norma-les, los distintos híbridos F1 son entonces evaluados para su potencial de rendimiento, resistencia a insectos y enfermedades, adaptabilidad y otras características, de modo de determinar cual de esas líneas debería ser usada para desarrollar una combinación híbrida promisoria.
A causa del estrecho espectro de restauración de las líneas MEGC existentes, el requerimiento para obtener mejores líneas restauradoras no puede ser satisfecho únicamente por medio de la selección de las variedades o líneas conocidas. Nuevos restaura-dores deben ser desarrollados por medio de la fecundación cruzada, la cual puede ampliar la fuente de líneas restauradoras y obtener nuevas líneas de acuerdo a los objetivos establecidos en el plan de fitomejoramiento; sin embargo, uno de los parentales debería ser una variedad restauradora. En China, varias líneas restauradoras han sido desarrolladas aplicando este método (Tabla 13).
Entre las líneas restauradoras fuertes, la distribución y la herencia de los genes restauradores en el pedigrí de IR 24 ha sido develado por investigadores chinos por medio de cruzamientos de prueba con 21 parentales relacionados tales como IR 8, IR 127, Peta, CP-SLO, Cina y SLO 17. Los resultados obte-nidos llevaron a la conclusión de que IR 24 contiene dos pares de genes restauradores importantes -R1R1R2R2- que se heredan independientemente y tienen un efecto aditivo sobre la restauración de la fertilidad. Un par de genes -R1R1- proviene de China; es una variedad tardía indica de China y el otro par -R2R2- proviene de SLO 17, que tiene relación con algunas variedades de India. En los programas de fertilización cruzada, los estudios de heredabilidad de la restauración de la fertilidad son de importancia fundamental para mejorar la eficiencia en la obtención de la línea restauradora.
TABLA 13
Algunas líneas restauradoras obtenidas por fertilización cruzada en China
Línea R |
Principales variedades parentales |
26 Zhai-Zao (indica) |
IR 26, IR 661, Zhai-Ye-Qing 8, Italia B |
Ming-Hui 63 (indica) |
IR 30, Gui 630 |
6161-8 (indica) |
IR 661, IR 2061 |
3024-1 (indica) |
IR 30, IR 24 |
3624-33 (indica) |
IR 36, IR 24 |
C57 (japonica) |
IR 8, Le-Qomg 3. Mpmg-:om 131 |
C Bao (japonica) |
IR 8, Cheng-Bao 1 |
Este método implica cruzas de líneas R/R y B/R o R/B; en el caso de R/R se cruzan dos líneas restauradoras. Las plantas individuales deseadas F2 son seleccionadas para hacer un cruza-miento de evaluación con una línea MEGC. En base a la fertilidad y otras características deseables de los híbridos, se seleccionan los correspon-dientes progenitores masculinos que presentan una fuerte capacidad restau-radora. Este proceso de selección, junto con el cruzamiento de evaluación, continúa por varias generaciones hasta que el progenitor masculino es estable tanto en su capacidad restauradora y en otras características agronómicas.
En algunos casos, para mejorar las características de las líneas restaura-doras, pueden ser cruzadas con líneas no restauradoras -por ejemplo, B/R o R/B- pero la frecuencia de los no restauradores en la progenie es relativa-mente mas alto que la de los restaura-dores. Por lo tanto, deberán ser seleccionadas muchas mas plantas para los cruzamientos de evaluación.
Por medio de las cruzas múltiples, los genes favorables -incluyendo los genes restauradores- de diferentes variedades pueden ser combinados en una nueva línea restauradora. Por ejemplo, la línea restauradora de madurez temprana 26 Zhai-Zao fue obtenida por medio de estas cruzas múltiples y ha sido usada como línea R en el híbrido de corta duración Wei-You 35.
Es necesario hacer retrocruzas suce-sivas de modo de transferir una variedad en una línea restauradora cuando esta variedad es evaluada en cruzas de evaluación y tiene una buena habilidad combinatoria y la capacidad de inducir una fuerte heterosis, pero sin tener o teniendo solo una débil capacidad restauradora. La línea restauradora Li-Pu fue obtenida aplicando este método.
En este método, son seleccionadas las plantas individuales fértiles de la F2 de A/R y las sucesivas generaciones hasta que son uniformes en sus carac-terísticas morfológicas y no muestran segregación de la fertilidad: después se hacen cruzas de evaluación de las líneas MEGC.
Algunas veces se hacen retrocruzas para enriquecer las características del progenitor masculino en A/R. Dado que el citoplasma de este tipo de línea restauradora es idéntico al de la línea MEGC, es llamada línea restauradora isocitoplasmática.
Es una forma efectiva de mejorar las líneas de restauradores. Los investiga-dores en China han obtenido nuevas líneas restauradoras por radiación de las líneas restauradoras existentes que tenían algunos problemas. Por ejemplo, la línea IR 36 es una restauradora débil, pero después de un tratamiento de radiación se obtuvo una nueva línea restauradora, Fu 36. Otro ejemplo es Ming-Hui 63, que es una excelente línea restauradora ampliamente usada en China, pero que tiene un largo período de crecimiento; por medio de la radia-ción se obtuvieron nuevas líneas restauradoras. Muchas de las caracte-rísticas de estas nuevas líneas restauradoras son similares a Ming-Hui 63, pero son de madurez temprana y han sido usadas para obtener combina-ciones híbridas, también de madurez temprana, adecuadas a sistemas de doble siembra como en el área del río Yangtze.