(Shen Xihuan)
Mejoramiento para mejorar la capacidad de los árboles forestales para resistir la invasión de patógenos. Los factores biológicos como hongos, bacterias, virus, bacteroidetes y nematodos, así como factores abióticos como la contaminación ambiental, pueden causar enfermedades de los árboles. Sin embargo, el mejoramiento de la resistencia a las enfermedades de los árboles se refiere principalmente a mejorar la resistencia a las enfermedades causadas por hongos.
Historia y situación actual
La mejora de la resistencia a enfermedades de los árboles forestales se lleva a cabo desde hace más de medio siglo. Desde 1924, en los Estados Unidos se ha llevado a cabo a gran escala el mejoramiento de híbridos de castaño para obtener resistencia al marchitamiento por fusarium. Durante 1926, los Países Bajos llevaron a cabo una investigación sobre la resistencia al tizón del olmo. En 1950, se comenzó a cultivar pino blanco resistente a la roya ampollosa en Idaho, EE. UU.; en 1951 también se inició la cría de pino taeda y pino rojizo en el sureste de los Estados Unidos para resistir la roya ampolla. En 1964, se celebró en Pensilvania, EE.UU., el primer Simposio internacional sobre mejoramiento de la resistencia a las enfermedades forestales. Durante 1967, la Unión Forestal Mundial estableció un grupo de mejoramiento de la resistencia a las enfermedades, que incluía grupos de investigación sobre la roya del pino, el marchitamiento del olmo, las enfermedades del álamo, los nematodos de la madera del pino y la roya del huso. En 1969 se celebró el segundo simposio internacional en Idaho, Estados Unidos. El tercer seminario se celebró en los Países Bajos en 1980. Estas actividades académicas promueven el mejoramiento de la resistencia a las enfermedades. Según estadísticas incompletas, las principales especies de árboles y patógenos estudiados a principios de la década de 1980 fueron: pino de corte occidental, pino taeda y pino de corteza blanca (roya quisquillosa y pino blanco occidental) - roya ampollada del alerce japonés - tizón de las ramitas; defoliación temprana y roya del álamo; enfermedad holandesa del olmo; mancha parda, podredumbre y tizón del castaño, etc.
Los trabajos de investigación sobre el mejoramiento de árboles resistentes a las enfermedades han logrado resultados preliminares en la producción. Por ejemplo, en los Estados Unidos, los rodales cultivados a partir de semillas producidas en huertos de semillas de roya fusiforme del pino del sur tienen tasas de susceptibilidad a las enfermedades entre un 10 y un 28% más bajas que los controles, y los beneficios económicos aumentan en un 35%. A principios de la década de 1980, cada año se reforestaban en el sur de Estados Unidos más de 40.000 hectáreas de árboles jóvenes resistentes a enfermedades. Los países europeos han desarrollado una gran cantidad de variedades de álamos y olmos resistentes a enfermedades. Se han desarrollado variedades de álamo resistentes a la sarna y la mancha marrón y variedades de olmo resistentes al marchitamiento por fusarium, y algunas variedades se han puesto en producción. 65438-0972 llevó a cabo el cultivo de Casuarina para resistir el marchitamiento bacteriano en China y realizó investigaciones preliminares sobre las características fisiológicas y bioquímicas, la diferenciación racial fisiológica y la resistencia del huésped del patógeno.
El mecanismo de resistencia de los árboles a las enfermedades
El grado de infección de una misma bacteria patógena suele variar entre especies, procedencias e individuos. Quien es susceptible a un patógeno se llama susceptible; quien no es susceptible se llama resistente y quien es inmune se llama inmune; La resistencia a las enfermedades de los árboles depende de los efectos combinados del huésped, el patógeno y el medio ambiente. Según la relación entre huésped y patógeno, la resistencia a las enfermedades forestales se puede dividir en resistencia vertical a las enfermedades y resistencia horizontal a las enfermedades. La resistencia vertical a las enfermedades significa que el huésped es altamente resistente a ciertas razas fisiológicas pero no resistente a otras razas fisiológicas. La resistencia horizontal a las enfermedades es similar a la de varias razas, pero no hay una diferencia obvia. Generalmente se cree que la resistencia vertical a las enfermedades está controlada por uno o varios genes principales, mientras que la resistencia horizontal a las enfermedades es el resultado de la acción combinada de la mayoría de los genes menores. El mejoramiento genético de resistencia de árboles forestales generalmente enfatiza el mejoramiento genético de resistencia horizontal.
La fisiología de la resistencia de los árboles a las enfermedades fúngicas se puede dividir en cuatro categorías: resistencia a la invasión de patógenos, inhibición del crecimiento y daño después de la invasión, y resistencia a las enfermedades. Las características morfológicas y anatómicas de los árboles, como el espesor de la cutícula y de las capas de corcho, el número y tamaño de los estomas y la presencia o ausencia de cubiertas céreas, están relacionadas con la invasión de bacterias patógenas y son factores mecánicos que afectan la invasión de bacterias patógenas. El estado nutricional de los árboles, el contenido de humedad de los tejidos, el valor del pH, la presión osmótica celular y los componentes químicos como los monoterpenos y los fenoles también están relacionados con la propagación o inhibición de bacterias patógenas. Cuando el huésped es invadido por un patógeno, se producirán muchas reacciones, como necrosis tisular, decoloración o cambios en el contenido de ciertos compuestos macromoleculares, que pueden considerarse reacciones de defensa. Debido a la ubicación, el momento y las condiciones de plantación, los árboles potencialmente susceptibles a veces pueden evitar la invasión de patógenos y exhibir rasgos de resistencia a enfermedades que no están presentes. Esto debería entenderse en el mejoramiento de la resistencia a enfermedades.
Enfoques y métodos de reproducción resistente a enfermedades
①Selección de especies de árboles resistentes a enfermedades: diferentes especies de árboles tienen diferentes niveles de infección por las mismas bacterias patógenas. Por ejemplo, los pinos nativos de Europa y Asia son más resistentes a las enfermedades que los pinos de Estados Unidos y México; el pino jack es más resistente a la roya que el pino taeda. ②Seleccionar procedencias resistentes a enfermedades: por ejemplo, las procedencias de pino taeta al oeste del río Mississippi son más resistentes a la roya quisquillosa que otras procedencias del sur de abeto Douglas son las más sensibles al hongo acerola. (3) Selección de plantas individuales resistentes a enfermedades según el fenotipo en áreas gravemente afectadas: debido a las diferencias en la capacidad de combinación de plantas individuales resistentes a enfermedades, la selección de plantas individuales según el fenotipo generalmente se combina con pruebas de progenie para seleccionar padres resistentes a enfermedades. o familias y establecer huertos semilleros resistentes a enfermedades.
(4) Mejoramiento híbrido: por ejemplo, pino de hoja corta × pino piñonero, se puede introducir el gen de resistencia a la enfermedad del huso del pino de hoja corta y luego, mediante selección y retrocruzamiento, el híbrido puede mantener las excelentes características del pino piñonero con buena forma seca y rapidez. crecimiento. Los materiales obtenidos mediante selección e hibridación deben pasar por procesos de inoculación e identificación artificiales o naturales para finalmente descartar materiales verdaderamente resistentes a enfermedades. Los materiales seleccionados, como la propagación de semillas, se utilizan a menudo para establecer jardines de semillas; si la propagación vegetativa es posible, la propagación se realiza mediante esquejes;
Problemas existentes y perspectivas
① Aunque la selección de materiales resistentes a enfermedades en poblaciones naturales, especialmente materiales resistentes a la oxidación y antitumorales, ha sido exitosa, el mecanismo de resistencia a enfermedades Aún no se ha comprendido la importancia de los árboles. Está claro que esto no sólo afecta el progreso actual del mejoramiento de la resistencia a las enfermedades, sino que también obstaculiza el desarrollo del mejoramiento de la resistencia a las enfermedades multigeneracional. (2) El éxito del mejoramiento de la resistencia a las enfermedades depende del manejo correcto de la compleja relación entre el huésped, el patógeno y el medio ambiente. Los cambios de host se han descrito anteriormente. Debido a que las bacterias patógenas a menudo se adaptan a los cambios en sus huéspedes, se han encontrado diferencias significativas en la patogenicidad de algunos hongos de la roya y Puccinia fusiformis recolectados de diferentes huéspedes después de la inoculación. Por ejemplo, una variedad de álamo recientemente desarrollada que es resistente a la roya ha sido atacada por nuevas enfermedades antes de ser puesta en producción en masa, lo que probablemente esté relacionado con nuevas mutaciones de bacterias patógenas. Esta es la razón por la cual el mejoramiento genético para la resistencia a las enfermedades es más complejo que el mejoramiento genético para el rendimiento y la calidad. ③ Investigar y mejorar la tecnología de aislamiento, cultivo, recolección, inoculación e identificación de bacterias patógenas y establecer la correlación entre el desempeño del laboratorio y el desempeño en el campo son medidas importantes para acelerar y mejorar el proceso y la eficiencia del mejoramiento de la resistencia a las enfermedades.
Bibliografía
H.M. Heybroek et al., Resistencia a plagas y enfermedades de los árboles forestales, Wageningen, Nueva York, 1982.