ES2229513T3 - Sistema de rastreo de plaguicidas. - Google Patents
Sistema de rastreo de plaguicidas.Info
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Abstract
La presente invención está en el campo del cultivo de plantas y del tamizado de pesticidas. En particular, la invención se refiere a un sistema rápido y sencillo para ensayar plantas propagadas asexualmente dentro de un programa de tamizado de pesticidas. La invención se refiere además a un kit de ensayo rápido que comprende todos los elementos que se necesitan para plantas que se propagan asexualmente a partir de una cierta planta madre y para llevar a cabo las operaciones de ensayo deseadas.
Description
Sistema de rastreo de plaguicidas.
La presente invención está dentro de la
especialidad del cultivo de plantas y el rastreo de plaguicidas. En
particular, la invención se refiere a un método rápido y fácil para
rastrear plantas propagadas asexualmente con un programa de rastreo
de plaguicidas.
Actualmente, la mayoría de los rastreos de
plaguicidas se ponen en práctica con plantas enteras propagadas a
partir de semillas de plantas o con material de cultivo de tejido
de planta. Por ejemplo, la técnica de control de malas hierbas más
común usada en la agricultura hoy en día es el control mediante
herbicidas. En la especialidad de los herbicidas, por lo tanto,
existe una necesidad de tener un sistema de prueba disponible para
rastrear plantas de mala hierba con respecto a la resistencia a
herbicidas para poder determinar rápidamente si las malas hierbas
son "resistentes" al herbicida o si está implicado algún
"otro" factor que afecte al (reduzca) el comportamiento del
herbicida. Tales "otros" factores pueden implicar condiciones
medioambientales que afectan a la planta de modo que se reduzca la
eficacia del herbicida.
Para poder decidir si la reducción observada en
el comportamiento del herbicida está provocada por un rasgo de
resistencia o implica otros factores, según se define previamente
aquí, las plantas de mala hierba supuestamente "resistentes"
han de examinarse con algún detalle más. El estado actual de la
tecnología disponible para probar malas hierbas con respecto a su
estado de resistencia a los herbicidas es bastante pobre y consume
mucho tiempo. Las pruebas disponibles actualmente son:
(1) Recogida de semillas - el sistema "más
ampliamente" usado actualmente en práctica. Este sistema implica
la recogida de semillas de las malas hierbas resistentes
sospechadas y a continuación rastrear (pulverización con herbicida)
las plantas (que crecen en macetas que contienen suelo) germinadas a
partir de las semillas recogidas. Problemas asociados con esta
prueba incluyen:
- (a)
- las plantas resistentes sospechadas no se prueban directamente sino su progenie que puede ser genéticamente diferente para el rasgo resistente al herbicida,
- (b)
- las semillas también pueden recogerse sin saberlo de plantas que germinaron después de la aplicación del herbicida que pueden ser sensibles (susceptibles) al herbicida y así confundir los resultados de la prueba,
- (c)
- la latencia de las semillas a menudo es un problema. Si no existe al menos 70% de germinación, entonces se desconoce si las plantas probadas a partir de las semillas germinadas son representativas de toda la colección de semillas con respecto a la resistencia,
- (d)
- el momento requerido para probar las malas hierbas puede ser varios meses después de que las semillas se recojan y por lo tanto el agricultor no tiene una respuesta sobre el estado de resistencia de las semillas antes de planear la provisión de herbicida para las siguientes estaciones.
(2) Repulverización de prueba en el campo - este
sistema está siendo experimentado principalmente en Australia.
Implica (después de que se sospeche la resistencia al herbicida)
efectuar un pequeño experimento de campo con herbicida
repulverizando macetas con herbicidas en el campo en la estación
actual. Problemas asociados con esta prueba incluyen:
- (a)
- los experimentos se someten a condiciones medioambientales que pueden afectar a los resultados
- (b)
- también son laboriosos y consumen mucho tiempo
- (c)
- pueden producirse errores experimentales al efectuar e interpretar el experimento
- (d)
- el estadio de crecimiento de las malas hierbas puede ser demasiado tardío, incluso para dosis de herbicida superiores.
(3) Pruebas en agar - en este sistema, las
semillas se germinan sobre agar que contiene herbicida en placas
Petri. Problemas asociados con esta prueba incluyen, además de los
asociados con la Prueba 1:
- (a)
- no todos los herbicidas pueden usarse en este sistema
- (b)
- la interpretación de resultados a menudo es difícil
Las Pruebas 1 y 2, aunque tienen desventajas
asociadas, utilizan una pulverización de herbicida similar a la
operación de campo.
Además, existen pruebas disponibles que usan
técnicas bioquímicas o moleculares específicas para las pruebas de
resistencia a herbicidas de malas hierbas recogidas en el campo.
Estas pruebas dependen de un laboratorio operativo y bien equipado.
Una desventaja adicional, que hace a estas pruebas inadecuadas para
pruebas de resistencia a herbicidas a gran escala, es que prueban un
mecanismo específico de resistencia. Sin embargo, debido a la
diversidad genética, las malas hierbas (incluso dentro de un solo
campo) pueden poseer más de un mecanismo que las dote de
resistencia a herbicidas. Por otra parte, pueden existir múltiples
mecanismos incluso dentro de una sola
planta.
planta.
Así, actualmente, las pruebas de poblaciones de
malas hierbas con respecto a la resistencia a herbicidas solo
pueden efectuarse exactamente pulverizando herbicidas, tal y como
se realiza en el campo. Esto se debe a que solo la pulverización
tiene en cuenta todos los posibles mecanismos de resistencia a
herbicidas, tanto conocidos como posiblemente desconocidos.
Problemas similares también son predominantes en
la especialidad de los fungicidas y herbicidas. Aquí, a menudo es
difícil definir si un fenotipo de resistencia exhibido por una
planta de cultivo o no cultivo se debe a un rasgo de resistencia o
está provocado por algunos "otros" factores. Esto se aplica
especialmente a plantas transgénicas que se han transformado con un
cierto rasgo de resistencia, donde a menudo es deseable una
decisión rápida y fiable en cuanto a si es probable que el fenotipo
de resistencia observado representa un transformante cierto.
Por otra parte, el tratamiento de una planta de
cultivo con un plaguicida puede dar como resultado un daño no
deseable a la planta. En tal situación, sería altamente deseable
saber si el daño observado está provocado por la acción del
plaguicida o si están implicados algunos "otros factores" que
afectan al comportamiento de la planta de cultivo, tales como, por
ejemplo, la contaminación de la preparación de plaguicida o el
suelo con substancias tóxicas para la planta, etc.
Teniendo en cuenta los problemas esbozados
previamente, uno de los objetivos principales de la presente
invención es proporcionar un sistema rápido y fácil para probar
plantas que conduce a resultados fiables, pero no encuentra las
muchas desventajas de los sistemas actualmente disponibles en la
especialidad y puede así usarse adecuadamente dentro de un programa
de rastreo de plaguicidas. Este objetivo podría cumplirse
sorprendentemente aplicando técnicas bien conocidas en la
especialidad.
Así, un objetivo principal de la invención es
proporcionar un método para probar plantas de progenie, que
comprende
- (a)
- propagar asexualmente una planta o plantas de progenie a partir de una planta madre, preferiblemente una planta transgénica, pero especialmente una mala hierba o planta de cultivo cortando un segmento de una planta madre, comprendiendo dicho segmento una región meristemática que está suficientemente intacta para haber retenido su capacidad de regenerar una planta completa y morfológicamente normal, y regenerar directamente dicho segmento;
- (b)
- incorporar la planta de progenie así obtenida a un programa de rastreo de plantas; y
- (c)
- verificar el crecimiento de la planta de progenie.
En una modalidad preferida de la invención, la
etapa de propagación se efectúa
- (a)
- cortando un segmento corto de una planta madre, preferiblemente una planta transgénica, pero especialmente una mala hierba o planta de cultivo, de modo que dicho segmento sea capaz de regenerarse directamente en una planta entera y morfológicamente normal, preferiblemente una región que contiene una alta cantidad de células que se dividen activamente, lo más preferiblemente una región que comprende células meristemáticas;
- (b)
- transferir dicho segmento separado a un material de anclaje adecuado;
y
- (c)
- regenerar directamente dicho segmento transferido a una planta entera y morfológicamente normal.
En una modalidad preferida adicional de la
invención, el segmento de planta separado comprende un fragmento de
raíz corta y vástago.
El método de acuerdo con la invención puede
usarse preferiblemente dentro de un formato de alta producción.
La invención abarca además un método que
comprende
- (a)
- cortar un segmento corto de una planta madre, preferiblemente una planta transgénica, pero especialmente una mala hierba o planta de cultivo, de modo que dicho segmento comprenda una región meristemática que esté suficientemente intacta para poder regenerarse directamente en una planta entera y morfológicamente normal,
- (b)
- sumergir dicho segmento en una concentración o concentraciones conocidas de una solución que contiene plaguicida;
- (c)
- transferir los explantes de planta así tratados a un material de anclaje adecuado;
- (d)
- regenerar directamente dicho explante en una planta entera y morfológicamente normal
y
- (e)
- verificar el crecimiento de la planta de progenie.
Un objetivo adicional de la invención es
proporcionar un método para rescatar plantas que muestran un rasgo
o una propiedad interesante después del tratamiento con un
plaguicida para investigación adicional, que comprende
- (a)
- propagar asexualmente una planta o plantas de progenie a partir de una planta madre tratada, preferiblemente una planta transgénica, pero especialmente una mala hierba o planta de cultivo, cortando un segmento de dicha planta madre y regenerando directamente dicho segmento, comprendiendo dicho segmento una región meristemática que está suficientemente intacta para haber retenido su capacidad de regenerar una planta completa y morfológicamente normal,
- (b)
- incorporar la planta de progenie así obtenida a un programa de rastreo de plantas;
y
- (c)
- verificar el crecimiento de la planta de progenie.
En una modalidad preferida de la invención, la
etapa de propagación se efectúa
- (a)
- cortando un segmento corto de una planta madre tratada de modo que dicho segmento comprenda una región meristemática que esté suficientemente intacta para poder regenerarse directamente en una planta entera y morfológicamente normal,
- (b)
- transferir dicho segmento separado a un material de anclaje; y
- (c)
- regenerar directamente dicho segmento transferido en una planta entera y morfológicamente normal.
La invención abarca además un método que
comprende
- (a)
- cortar un segmento corto de una planta madre tratada, preferiblemente una planta transgénica, pero especialmente una mala hierba o planta de cultivo, de modo que dicho segmento comprenda una región meristemática que esté suficientemente intacta para poder regenerarse directamente en una planta entera y morfológicamente normal,
- (b)
- sumergir dicho segmento en una concentración o concentraciones conocidas de una solución que contiene plaguicida, preferiblemente una solución que contiene un plaguicida seleccionado del grupo que consiste en un herbicida, un insecticida y un fungicida;
- (c)
- transferir los explantes de planta así tratados a un material de anclaje adecuado;
- (d)
- regenerar directamente dicho explante en una planta entera y morfológicamente normal
y
- (e)
- verificar el crecimiento de la planta de progenie.
También está comprendido por la invención un
método para determinar si un fenotipo de resistencia observado en
una planta se debe a un rasgo de resistencia o está provocado por
otros factores, que comprende
- (a)
- recoger la planta fenotípicamente resistente, preferiblemente una planta transgénica, pero especialmente una mala hierba o planta de cultivo,
- (b)
- propagar asexualmente una planta o plantas de progenie a partir de dicha planta resistente cortando un segmento de dicha planta resistente y regenerando directamente dicho segmento, comprendiendo dicho segmento una región meristemática que está suficientemente intacta para haber retenido su capacidad para regenerar una planta completa y morfológicamente normal,
- (c)
- incorporar la planta de progenie así obtenida a un programa de rastreo de plantas;
y
- (d)
- verificar el crecimiento de la planta de progenie,
o,
alternativamente,
- (a)
- recoger la planta resistente fenotípicamente, preferiblemente una planta transgénica, pero especialmente una mala hierba o planta de cultivo,
- (b)
- cortar un segmento corto de dicha planta de modo que dicho segmento comprenda una región meristemática que esté suficientemente intacta para poder regenerarse directamente en una planta entera y morfológicamente normal,
- (c)
- sumergir dicho segmento en una concentración o concentraciones conocidas de una solución que contiene plaguicida, preferiblemente una solución que contiene un plaguicida seleccionado del grupo que consiste en un herbicida, un insecticida y un fungicida;
- (d)
- transferir los explantes de planta así tratados a un material de anclaje adecuado;
- (e)
- regenerar directamente dicho explante en una planta entera y morfológicamente normal;
y
- (f)
- verificar el crecimiento de la planta de progenie.
En particular, la presente invención proporciona
un método rápido y fácil para probar plantas de progenie que se han
propagado asexualmente a partir de una planta madre. Las plantas de
progenie que han de probarse se propagan asexualmente a partir de
una planta madre, preferiblemente cortando un segmento corto de la
planta madre, segmento que es capaz de regenerarse directamente en
una planta entera y morfológicamente normal. Se prefieren dentro del
alcance de las invenciones segmentos de planta que comprenden
regiones que contienen una alta cantidad de células que se dividen
activamente. Especialmente preferidos son segmentos de planta que
comprenden una o más regiones que contienen una alta cantidad de
células meristemáticas, tales como, por ejemplo, un segmento basal
de una planta monocotiledónea, incluyendo una raíz corta y tallo, o
un segmento de una planta de hoja ancha (dicotiledónea) que
comprende una sección nodal aérea corta. En plantas rizomatosas, se
prefieren los segmentos que comprenden un segmento de rizoma corto
que contiene raíces. El tamaño mínimo del segmento usado para
regenerar una planta entera debe ser tal que la región meristemática
contenida en dicho segmento esté suficientemente intacta para haber
retenido su capacidad de regenerar una planta completa y
morfológicamente normal. Para acelerar la regeneración y el
desarrollo de la planta, puede ser ventajoso que el segmento de
planta separado de la planta madre contenga todavía un fragmento de
raíz corta o vástago.
No se necesita un equipo especial para cortar los
segmentos de la planta; en principio, puede usarse cualquier
dispositivo de corte doméstico para ese propósito. El dispositivo
debe estar constituido de modo que pueda evitarse un daño grave al
tejido de la planta, lo que incrementa la probabilidad de
contaminación. Por lo tanto, se prefieren tijeras afiladas limpias o
un cuchillo o escalpelo afilado. Los dispositivos de corte que han
de usarse en la presente invención se limpian preferiblemente antes
de usarse, por ejemplo enjuagando en agua del grifo limpia o
destilada para minimizar la transferencia de enfermedades entre
plantas.
Los segmentos de planta así obtenidos se
transfieren subsiguientemente a un material de anclaje para plantas
adecuado, tal como, por ejemplo, un medio de cultivo comúnmente
empleado en el cultivo de plantas o cualquier otro material de
anclaje para plantas adecuado que soporte el desarrollo y el
crecimiento del explante de planta. Si se usa un medio de cultivo,
han de tomarse precauciones para evitar la contaminación del medio
por contaminantes externos. Por ejemplo, el material de planta
puede esterilizarse superficialmente antes de su uso incubándolo
con una solución de Clorox de 5% a 10% durante aproximadamente
5-10 minutos, preferiblemente seguido por varios
lavados con agua destilada estéril. Si se usa un material de
anclaje para plantas inerte tal como vermiculita, perlita o cuentas
de plástico, han de proporcionarse a la planta agentes de soporte y
promoción del desarrollo y el crecimiento de la planta de una manera
a la que pueda accederse fácilmente por el explante de planta para
soportar un crecimiento y desarrollo de planta normal. Soluciones
de nutrientes listas para usar que pueden usarse dentro del alcance
de la invención se ofrecen comercialmente y son bien conocidas por
los expertos en la técnica del cultivo de plantas. Por ejemplo, la
nutrición en la forma de un fertilizante comercial completo es
adecuada para el propósito de la presente invención. Cualquier
fertilizante soluble completo e incluso fertilizante soluble de
N:P:K será suficiente ya que la duración del experimento raramente
es mayor que un mes. Agentes promotores de las plantas que
estimulan la formación de raíces y vástagos del explante de planta
y pueden usarse adecuadamente para el propósito de la invención
también son bien conocidos por los expertos en la técnica y
comprenden, por ejemplo, GA3, NAA y 6BAP, que son hormonas
ampliamente usadas en el cultivo tisular para la estimulación de
vástagos y raíces.
En la modalidad más fácil y más cómoda, el
segmento de planta se transfiere a cualquier suelo para macetas
general, que opcionalmente puede contener fertilizante añadido, o
incluso a suelo de campo. Los experimentos han mostrado que los
explantes de Alopercurus myosuroides crecían igualmente bien
en vermiculita, arena y en limo. En suelo de campo, todo lo que se
necesita es para que los segmentos de planta se rieguen según se
requiera, sin fertilizante adicional necesario. Puede ser ventajoso
esterilizar el suelo antes de su uso para evitar la contaminación
por contaminantes externos. Esto puede realizarse aplicando medios
convencionales tales como, por ejemplo, calor, preferiblemente en
combinación con alta presión.
Los explantes de planta se cultivan a
continuación bajo condiciones que permiten la regeneración de
plantas enteras completamente desarrolladas. Han de obtenerse
resultados óptimos cultivando dichos explantes bajo condiciones
estandarizadas dentro de un invernadero de temperatura controlada o
una cámara de crecimiento. Son preferibles condiciones de cultivo
estandarizadas para acelerar el desarrollo y el crecimiento de las
plantas, pero no son un requisito previo para poner en práctica el
método de acuerdo con la invención. El cultivo de plantas puede
realizarse en un intervalo de temperatura de entre 12ºC y 28ºC
dependiendo de la especie de planta usada como una fuente para el
explante que ha de regenerarse. Se prefiere una temperatura de
crecimiento en el intervalo de entre 15ºC y 25ºC. Sin embargo, si
la velocidad para obtener un resultado no es crítica, entonces los
explantes también pueden hacerse crecer en el exterior. Las
temperaturas inferiores significan que los efectos del plaguicida
serán más lentos, y si predominan temperaturas altas, entonces
deben mantenerse niveles de humedad correctos.
Una persona experimentada en el campo del cultivo
y la regeneración de plantas apreciará ciertamente que dependiendo
que las especies de plantas usadas, ciertas adaptaciones del
procedimiento esbozado previamente en términos generales podrían
ser necesarias para cumplir los requerimientos específicos de las
especies de plantas respectivas. Las medidas específicas que han de
tomarse para garantizar un crecimiento y un desarrollo ordenados de
la planta son bien conocidas por los expertos en la técnica
relacionada.
Plántulas regeneradas que se han desarrollado a
partir de los explantes de planta separados previamente pueden
incorporarse a continuación a cualquiera de los programas de
rastreo de plaguicidas comúnmente aplicados. Debido a la
simplicidad y la facilidad del sistema de acuerdo con la invención,
el intervalo de tiempo entre el corte de los segmentos de la planta
y la disponibilidad inicial de las plantas regeneradas a partir de
dichos segmentos para incorporarse a un programa de rastreo es
extremadamente corto. Dependiendo de la especie de planta
implicada, puede estar entre aproximadamente 1 día y
aproximadamente 12 semanas, preferiblemente de 5 días a
aproximadamente 10 semanas, más preferiblemente entre
aproximadamente 7 días y aproximadamente 7 semanas y lo más
preferiblemente entre aproximadamente 9 días y aproximadamente 14
días. El ensayo de rastreo que ha de aplicarse a las plántulas
regeneradas puede variar dependiendo de la pregunta subyacente que
ha de responderse. Si la pregunta es, por ejemplo, relativa a un
asunto de resistencia a herbicidas, las plántulas se someten a un
programa de pulverización. Las macetas que contienen las plántulas
en uno de los materiales de anclaje descritos previamente pueden
pulverizarse en una cámara de pulverización con el herbicida que ha
de probarse sin la necesidad de tomar medidas preliminares.
Herbicidas que pueden probarse dentro del método
para probar plantas de progenie de acuerdo con la invención
comprenden, pero no se limitan a, 2,4-D,
2,4-DB, acetochlor, acifluorfen, alachlor,
ametryne, amidosulfuron, amitrol, atrazine, aziprotryn, BAY FOE
5043, bensulfuron, bentazone, bifenox, bromofenoxim, bromoxynil,
butylate, chlorbromuron, chloridazon, chloridazone,
chlorimuron-etilo, chlorsulfuron, chlortoluron,
cinosulfuron, clethodim, clodinafop opcionalmente en combinación
con cloquintocet, clomazone, clopyralid, cloransulam, cyanazine,
cycloate, cycloxydim, desmedipham, desmetryn, dicamba, diclofop,
difenzoquat, diflufenican, diflufenzopyr, dimethachlor,
dimethametryn, dimethenamide y su enantiómero S, dipropertryn,
diquat, diuron, DTPA NaFE, EDDHA NaFe, endothal, EPTC,
ethalfluralin, ethametsulfuron, ethofumesate, fenclorim,
fenoxaprop, flamprop, fluazifop, flumetsulam, fluometuron,
fluorchloridone, fluoxypyr, fluthiacet-metilo,
fomesafen, glufosinate, glyphosate, halosulfuron, haloxyfop,
imazamethabenz, imazapyr, imazaquin, imazethapyr, ioxynil,
isoproturon, karbutilate, lactofen, lenacil, linuron, MCPA,
metamitron, methabenzthiazuron, metobromuron, metolachlor y su
isómero S, opcionalmente en combinación con benoxacor o asegurador
de oxima, metosulam, metoxuron, metribuzin, metribuzin,
metsulfuron-metilo, molinate, nicosulfuron,
norflurazon, oxabetrinil, oxasulfuron, paraquat, pebulate,
pendimethalin, phenmedipham, pidoram, piperophos, pretilachlor,
primisulfuron, prodiamine, prometon, prometryne, propachlor,
propanil, propaquizafop, propazin, prosulfuron, pyridate,
pyrithiobac, quinmerac, quizalofop, rimsulfuron, sethoxydim,
simazine, simetryn, sulcotrione,
sulfometuron-metilo, sulfosate, tebutam, terbacil,
terbumeton, terbumeton, terbuthylazine, terbutryn, thiazafluron,
thiazafluron, thifensulfuron, tralkoxydim, triallate, triasulfuron,
tribenuron-metilo, trifluralin y
trinexapac-etilo. Se entiende que también pueden
usarse en el método de la invención mezclas conocidas de dos y más
de los herbicidas mencionados previamente así como mezclas
conocidas de los mismos con aseguradores. Un número de tales
mezclas se conoce en particular de la literatura de patentes.
Ha de entenderse que el método para probar
plantas de progenie de acuerdo con la invención no está de ningún
modo confinado al área de los herbicidas, sino que puede usarse
siempre que exista una necesidad de un sistema rápido y fiable para
probar plantas propagadas asexualmente con respecto a la
resistencia, incluyendo la resistencia a insecticidas y fungicidas,
la resistencia a patógenos, y similares.
Dependiendo del área en la que ha de usarse el
método de acuerdo con la invención, las plantas elegidas a las que
dicho sistema puede aplicarse potencialmente pueden variar. En el
área de los herbicidas, es probable que el principal foco esté
sobre la prueba de plantas de mala hierba con respecto a síntomas
de resistencia a herbicidas, según se describe aquí previamente.
Plantas de mala hierba que pueden rastrearse con respecto a la
resistencia a herbicidas dentro del alcance del método de acuerdo
con la invención comprenden, sin limitarse a, (Echinochloa
crus-galli (Cerreig), Setaria vericillata
(Almorejo verticilado), especies de Opuntia (Cactus),
Bromus tectorum (Bromo aterciopelado), Festuca
arundinacea (Festuca), Digitalis purpurea (Dedalera),
Hordeum jubatum (Cebada de cola de zorra), Setaria
faberi (Cola de zorra gigante), Setaria viridis (Cola de
zorra verde gigante), Digitaria sanguinalis (Pata de
gallina), Sorghastrum nutans (Hierba de la India),
Sorghum halepense (Cañota), Polygonum aviculare
(Ciennudos), Polygonum persicaria (Polígono pejiguera),
Alopecurus pratensis (Alopecuro de los prados), Dactylis
glomerata (Dactilo apelotonado), Polygonum pensylvanicum
(Polígono de Pennsylvania), Thalspi arvense (Telaspio),
especies de Amaranthus (Bledo), Amaranthus spinosus
(Bledo espinoso), Amaranthus blitoides (Bledo rastrero),
especies de Euphorbia (Euforbia rastrera), Agropyron
repens (Grama), Amaranthus palmeri (Bledo de raíces
rojas), Agrostis alba (Agrostide), Phalaris
arundinacea (Alpiste arundináceo), especies de Juncus
(Junco), Sorghum bicolor (Sorgo bicolor), Bromus
inermis (Bromo liso), Digitaria ischaemum (Digitaria
lisa), Amaranthus hybridus (Bledo liso), Amaranthus
hybridus/retroflexus (Bledo liso/de raíces rojas), Polygonum
coccineum (Polígono de los pantanos), Panicum virgatum
(Mijo perenne), Amaranthus tuberculatus (Bledo tuberculado),
Campsis radicans (Trompetilla), Amaranthus albus
(Bledo blanco), Hibiscus trionum (Malva de Venecia),
Parthenocissus quinquefolia (Viña virgen), Lepidium
virginicum (Berro de Virginia), Calla palustris (Cala de
agua), Ellisia nyctelea (Vainade agua), Trifolium
repense (Trébol blanco), Polygonum convolvulus (Polígono
trepador), especies de Vitis (Vid silvestre), Panicum
miliaceum (mijo silvestre), Panicum capillare (Pasto de
perdiz), Setaria lutescens (almorejo), Cyperus
esculentus (Chufa), Trifolium agrarium (Trébol
amarillo), Yucca glauca (Yuca), especies de Aegilops,
especies de Agropyron, especies de Allium, especies de Alopecurus,
especies de Avena, especies de Briza, especies de Brachiaria,
especies de Bromus, especies de Cynodon, especies de Cyperus,
especies de Dactylis, especies de Dactylutenium, especies de
Danthonia, especies de Datura, especies de Digitaria, especies de
Echinochloa, especies de Eleusine, especies de Ergrostis, especies
de Eriochloa, especies de Festuca, especies de Holcus, especies de
Hordeum, especies de Juncus, especies de Lolium, especies de
Panicum, especies de Paspalum, especies de Pennisetum, especies de
Phalaris, especies de Phragmites, especies de Poa, especies de
Polypogon, especies de Puccinellia, especies de Setaria, especies de
Sorghum, especies de Vulpia.
Se prefieren planta monocotiledóneas tales como
especies de Allium, especies de Cyperus y especies
de Juncus, más preferiblemente monocotiledóneas gramináceas y
lo más preferiblemente especies de Agropyron, especies de
Alopecurus, especies de Avena, especies de Bromus, especies de
Dactylis, especies de Digitaria, especies de Echinochloa, especies
de Festuca, especies de Hordeum, especies de Lolium, especies de
Panicum, especies de Phalaris, especies de Poa, especies de
Setaria, especies de Sorghum, especies de Vulpia. También está
representado por la presente invención el uso de plantas
dicotiledóneas, preferiblemente plantas de hoja ancha
(dicotiledóneas) tales como especies de Amaranthus, especies de
Chenopodium, y especies de Atriplex. Un tercer grupo de plantas
que puede usarse adecuadamente dentro del método de acuerdo con la
invención son plantas rizomatosas tales como algunas especies de
Polygonum.
Ha de resaltarse que la presente invención en
ningún modo está limitada al rastreo de plantas de mala hierba con
respecto a la resistencia a herbicidas. Muy bien podría haber
situaciones en las que fuera deseable tener un sistema rápido y
fiable disponible para rastrear plantas de cultivo o no cultivo para
determinar si los síntomas de resistencia observados en el campo o
el invernadero pueden confirmarse en plantas de progenie
genéticamente idénticas o al menos casi idénticas. Incluso en el
caso opuesto, cuando una planta de cultivo que se sabe que es
resistente a una enfermedad específica muestra síntomas de
enfermedad inesperados, podría ser deseable tener un método rápido y
fiable disponible para determinar si los síntomas observados están
provocados por una pérdida del rasgo de resistencia o si está
implicado algún "otro" factor que afecte a (reduzca) el
comportamiento de la planta.
Al usar el procedimiento de acuerdo con la
presente invención, plantas que muestran un rasgo o una propiedad
interesante después del tratamiento con un plaguicida pueden
recuperarse para una investigación adicional. En el caso de plantas
que forman renuevos, las plantas recuperadas de dichos renuevos
pueden usarse para estudios genéticos debido a que se supone que
los renuevos son genéticamente idénticos con respecto a un rasgo
particular.
Por ejemplo, pueden recogerse plantas, que pueden
ser plantas de cultivo o de mala hierba, que muestran propiedades
de resistencia inesperadas en el campo o el invernadero, pero
especialmente resistencia hacia hongos o insectos patógenos. Las
plantas se recuperan del material recogido propagando asexualmente
plantas de progenie, preferiblemente cortando un segmento corto del
material de planta previamente recogido de modo que sea capaz de
regenerarse directamente en una planta entera, según se describe
aquí anteriormente. El segmento de planta así obtenido se
transfiere a continuación a un material de anclaje adecuado, pero
preferiblemente a suelo, y se regenera en una planta entera y
morfológicamente normal. Esta planta puede introducirse a
continuación en uno de los programas de rastreo que se usan
comúnmente en el área de investigación respectiva y el
comportamiento de dicha planta verificarse.
En el caso de una resistencia a insectos
observada, dicho programa de rastreo puede implicar un ensayo de
alimentación de insectos, mientras que en el caso de una
resistencia fúngica observada, las plantas así producidas pueden
incorporarse en un programa de pulverización en el que la planta se
somete a una o más soluciones que contienen esporas que representan
diferentes patógenos fúngicos de plantas.
Dependiendo del comportamiento de la planta en el
ensayo respectivo, puede determinarse inmediatamente si la
resistencia previamente observada se debe probablemente a un rasgo
de resistencia o está provocada por algún "otro" factor según
se analiza aquí anteriormente.
El método de acuerdo con la invención también
puede usarse adecuadamente para responder a la pregunta de si es
probable que el daño a la planta observado después de tratar la
planta, preferiblemente una planta de cultivo, con un plaguicida
esté provocado por la acción de un plaguicida que se ha aplicado a
la planta o por algunos "otros" factores, tales como, por
ejemplo, la contaminación de la preparación plaguicida con
herbicidas no deseados, condiciones medioambientales adversas que
afectan a la planta de modo que se haga más susceptible al
compuesto aplicado, efectos residuales provocados por suelo
contaminado, etc.
En ese caso, se recuperan plantas de las plantas
dañadas propagando asexualmente plantas de progenie,
preferiblemente cortando un segmento corto del material de planta
previamente recogido de modo que sea capaz de regenerarse
directamente en una planta entera, según se describe aquí
anteriormente. El segmento de planta así obtenido se transfiere a
continuación a un material de anclaje adecuado, pero
preferiblemente a suelo, y se regenera en una planta entera y
morfológicamente normal. Esta planta puede introducirse a
continuación en un programa de pulverización. Las bandejas que
contienen las plántulas en uno de los materiales de anclaje
descritos previamente pueden pulverizarse en una cámara de
pulverización con el plaguicida respectivo que ha de probarse sin la
necesidad de tomar medidas preliminares. El comportamiento de las
plantas tratadas se verifica durante un período de tiempo dado y,
dependiendo de los resultados obtenidos, puede tomarse una decisión
en cuanto a si es probable que los daños observados estén
provocados por la acción del plaguicida o por algunos "otros"
factores.
Además, es ahora posible determinar rápidamente
la vida útil de un compuesto plaguicida dentro de una planta
después del tratamiento de la planta con una solución que contiene
dicho compuesto plaguicida. Se recuperan plantas del material
tratado propagando asexualmente plantas de progenie, preferiblemente
cortando un segmento corto del material de planta previamente
tratado que es capaz de regenerarse directamente en una planta
entera, según se describe aquí previamente. El segmento de planta
así obtenido se transfiere a continuación a un material de anclaje
adecuado, pero preferiblemente a suelo, y se regenera en una planta
entera y morfológicamente normal. Esta planta puede introducirse a
continuación en uno de los sistemas de prueba que se usan comúnmente
en el área de investigación respectiva.
En el caso de plantas que se han tratado con un
compuesto insecticida, este puede ser un ensayo de alimentación de
insectos, mientras que en el caso de una planta que se ha tratado
con un compuesto fungicida, las plantas de progenie así producidas
pueden incorporarse en un programa de pulverización en el que la
planta se somete a una o más soluciones que contienen esporas que
representan diferentes patógenos fúngicos de plantas. Dependiendo
de los resultados obtenidos, puede determinarse a continuación si
el compuesto plaguicida permanecía con la planta de progenie o ya
se había convertido en una forma inactiva.
Insecticidas que pueden usarse dentro del método
para probar plantas de progenie de acuerdo con la invención
comprenden, pero no se limitan a: Aldicarb;
Azinphos-metilo; Benfuracarb; Bifenthrin;
Buprofezin; Carbofuran; Dibutylaminothio; Cartap; Chlorfluazuron;
Chlorpyrifos; Cyfluthrin; Lambda-Cyhalothrin;
alpha-Cypermethrin;
zeta-Cypennethrin; Deltamethrin; Diflubenzuron;
Endosulfan; Ethiofencarb; Fenitrothion; Fenobucarb; Fenvalerate;
Formothion; Methiocarb; Heptenophos; Imidactoprid; Isoprocarb;
Methamidophos; Methomyl; Mevinphos; Parathion;
Parathion-metilo; Phosalone; Pirimicarb; Propoxur,
Teflubenzuron; Terbufos; Triazamate; Abamectin; Fenobucarb;
Tebufenozide; Fipronil; beta-Cyfluthrin;
Silafluofen; Fenpyroximate; Pyridaben; Fenazaquin; Pyriproxyfen;
Pyrimidifen; Nitenpyram; NI-25, Acetamiprid;
Avermectin B_{1} (Abamectin); AC 303 630; Acephat; Acrinathrin;
Alanycarb; Alphamethrin; Amitraz; AZ 60541; Azinphos A; Azinphos M;
Azocyclotin; Bendiocarb; Bensultap; Betacyfluthrin; BPMC;
Brofenprox; Bromophos A; Bufencarb; Butocarboxin; Butylpyridaben;
Cadusafos; Carbaryl; Carbopheno-thion;
Chloethocarb; Chlorethoxyfos; Chlormephos;
Cis-Res-methrin; Clocythrin;
Clofentezin; Cyanophos; Cycloprothrin; Cyhexatin; Demeton M; Demeton
S; Demeton-S-metilo;
Dichlofenthion; Dicliphos; Diethion; Dimethoat; Dimethylvinphos;
Dioxathion; Edifenphos; Emamectin; Esfenvalerat; Ethion;
Ethofenprox; Ethoprophos; Etrimphos; Fenamiphos; Fenbutatinoxid;
Fenothiocarb; Fenpropathrin; Fenpyrad; Fenthion; Fluazinam;
Flucycloxuron; Flucy-
thrinat; Flufenoxuron; Flufenprox; Fonophos; Fosthiazat; Fubfenprox; HCH; Hexaflumuron; Hexythiazox, Iprobenfos; Isofenphos; Isoxathion; Ivermectin; lambda-Cyhalothrin; Malathion; Mecarbam; Mesulfenphos; Metaldehyd; Metolcarb; Milbemectin; Moxidectin; Naled; NC 184; Omethoat; Oxamyl; Oxydemethon M; Oxydeprofos; Permethrin; Phenthoal; Phorat; Phosmet; Phoxim; Pirimiphos M; Pirimiphos A; Promecarb; Propaphos; Prothiofos; Prothoat; Pyrachlophos; Pyrada-phenthion; Pyresmethrin; Pyrethrum; RH 5992; Salithion; Sebufos; Sulfotep; Sulprofos; Tebufenpyrad; Tebupirimphos; Tefluthrin; Temephos; Terbam; Tetrachlor-vinphos; Thiafenox; Thiodicarb; Thiofanox; Thionazin; Thuringiensin; Tralomethrin; Triarthen; Triazophos; Triazuron; Trichlorfon; Triflumuron; Trimethacarb; Vami-
dothion; Xylylcarb; YI 5301/5302; Zetamethrin; DPX-MP062; RH-2485; D 2341; o XMC (3,5-Xy-Iyl-Methylcarbamat), Azamethiphos; Chlorfenvinphos; Cypermethrin, Cypermethrin con alto contenido de cis; Cyromazin; Diafen-
thiuron; Diazinon; Dichlorvos; Dicrotophos, Dicyclanil; Fenoxycarb; Fluazuron; Furathiocarb; Isazofos; Jodfenphos; Kinoprene; Lufenuron; Methacriphos; Methidathion; Monocrotophos; Phosphamidon; Profenofos; Diofenolan; eine Substanz erhältlich aus dem Baciltus thuringiensis Stamm GC91 o de NCTC11821; Pymetrozine; Bromopropylate; Methoprene; Disulfuron; Quinalphos; Tau-Fluvalinat; Thiocyclan o Thiometon.
thrinat; Flufenoxuron; Flufenprox; Fonophos; Fosthiazat; Fubfenprox; HCH; Hexaflumuron; Hexythiazox, Iprobenfos; Isofenphos; Isoxathion; Ivermectin; lambda-Cyhalothrin; Malathion; Mecarbam; Mesulfenphos; Metaldehyd; Metolcarb; Milbemectin; Moxidectin; Naled; NC 184; Omethoat; Oxamyl; Oxydemethon M; Oxydeprofos; Permethrin; Phenthoal; Phorat; Phosmet; Phoxim; Pirimiphos M; Pirimiphos A; Promecarb; Propaphos; Prothiofos; Prothoat; Pyrachlophos; Pyrada-phenthion; Pyresmethrin; Pyrethrum; RH 5992; Salithion; Sebufos; Sulfotep; Sulprofos; Tebufenpyrad; Tebupirimphos; Tefluthrin; Temephos; Terbam; Tetrachlor-vinphos; Thiafenox; Thiodicarb; Thiofanox; Thionazin; Thuringiensin; Tralomethrin; Triarthen; Triazophos; Triazuron; Trichlorfon; Triflumuron; Trimethacarb; Vami-
dothion; Xylylcarb; YI 5301/5302; Zetamethrin; DPX-MP062; RH-2485; D 2341; o XMC (3,5-Xy-Iyl-Methylcarbamat), Azamethiphos; Chlorfenvinphos; Cypermethrin, Cypermethrin con alto contenido de cis; Cyromazin; Diafen-
thiuron; Diazinon; Dichlorvos; Dicrotophos, Dicyclanil; Fenoxycarb; Fluazuron; Furathiocarb; Isazofos; Jodfenphos; Kinoprene; Lufenuron; Methacriphos; Methidathion; Monocrotophos; Phosphamidon; Profenofos; Diofenolan; eine Substanz erhältlich aus dem Baciltus thuringiensis Stamm GC91 o de NCTC11821; Pymetrozine; Bromopropylate; Methoprene; Disulfuron; Quinalphos; Tau-Fluvalinat; Thiocyclan o Thiometon.
Fungicidas que pueden usarse dentro del método
para probar plantas de progenie de acuerdo con la invención
comprenden, pero no se limitan a: furalaxyl, metalaxyl,
R-metalaxyl, benzoylpro-etilo,
benalaxyl, oxadixyl, flamprop-metilo, ofurace,
difenoconazole, etaconazole, propiconazole, penconazole,
triadimefon, triadimenol, epoxiconazole, tebuconazole,
bromuconazole, fenbuconazole, cyproconazole, tetraconazol,
metconazol, flusilazol, diniconazol, triticonazole, uniconazole,
miclobutanil, fluquinconazole, kresoxim-metilo,
azoxystrobin, éster metílico de ácido
{2-[1-(3-trifluorometil-fenil)-etilidenaminooximetil]-fenil}-acético,
aldimorph, tridemorph, dimethomorph, fenpropimorph, fenpropidin,
bromoxynil, carboxin, prochloraz, propargite, dicamba, fenpiclonil,
fludioxonil, pymetrozine, pyrifenox, pyriproxyfen, fluazinam,
chlorothatonil, pyroquilon, bacillus thuringiensis, captan,
captafol, folpet, mancozeb, maneb, zineb, compuestos de Cu,
ethyrimol, fenarimol, nuarimol, cymoxanil, imazalil, pyrazophos,
thiabendazol, triforine, tricyclazole, iprodione, carboxine, thiram,
acibenzolar-s-metilo, famoxadone,
quinoxyfen, spiroxamin, fenhexamid.
De una manera análoga, plantas tratadas con otros
compuestos plaguicidas pueden probarse dentro del método para
probar plantas de progenie de acuerdo con la invención, tales como,
por ejemplo, molusquicidas, nematicidas, miticidas, etc.
En una modalidad adicional de la invención,
pueden usarse adecuadamente dentro del procedimiento de acuerdo con
la invención plantas que se han manipulado genéticamente para
contener un rasgo de resistencia a plaguicidas. Por ejemplo,
plantas transformadas con un gen de resistencia que muestra un
fenotipo de resistencia pueden recuperarse e investigarse
adicionalmente confirmando de ese modo que la planta individual o
las plantas son verdaderamente resistentes.
Genes estructurales que se usan preferiblemente
para conferir un rasgo de resistencia particular a una planta son
los que codifican para proteínas que pueden proteger a las plantas
contra patógenos (por ejemplo, hongos fitopatógenos, bacterias,
virus, etc), herbicidas (por ejemplo, triazinas, sulfonilureas,
imidazolinonas, triazolpirimidinas, bialaphos, glyophosates, etc.),
fungicidas, insecticidas o influencias medioambientales
perjudiciales (por ejemplo, calor, frío, viento, condiciones
desfavorables del suelo, humedad, sequedad, etc.).
Dentro del alcance de esta invención, se prefiere
particularmente el uso de plantas transformadas que comprenden
genes estructurales asociados con el control de patógenos y
parásitos de plantas.
Por ejemplo, puede transferirse resistencia hacia
insectos mediante un gen que codifica para un polipéptido que es
tóxico para los insectos y/o sus larvas, por ejemplo la proteína
cristalina de Bacillus thuringiensis. Tales genes son
conocidos y se describen, por ejemplo, en US-P
4.865.891, US-P 4.996.155, WO 89/07605, EP 213.318
y
EP 186.379. Una clase adicional de secuencias de DNA que codifican proteínas insecticidas vegetativas se describe en WO 94/21795 y WO 96/10083.
EP 186.379. Una clase adicional de secuencias de DNA que codifican proteínas insecticidas vegetativas se describe en WO 94/21795 y WO 96/10083.
Los inhibidores de proteasa son una segunda clase
de proteínas que median resistencia a los insectos. Los inhibidores
de proteasas forman un constituyente normal de estructuras de
almacenamiento de plantas y por esta razón están situados
habitualmente en vacuolas o "cuerpos proteínicos". Así, es
posible demostrar que el inhibidor de proteasa de
Bowman-Birk, que se aisló y purificó de habas de
soja, inhibe la proteasa intestinal de Tenebrio larvae (Birk Y y
otros (1963) Biochim. Biophys. Acta, 67:
326-328). El gen, que codifica para un inhibidor de
tripsina del caupí común, se describe en Hilder y otros (1987)
Nature, 330: 160-163.
Dentro del alcance de la presente invención,
plantas que comprenden cualquier proteína cristalina, proteína
vegetativa, inhibidor de proteasa de Bacillus thuringiensis
o cualesquiera otras secuencias de DNA que codifican proteínas
insecticidas pueden usarse dentro del método de acuerdo con la
invención, independientemente de su procedencia (por ejemplo,
proteínas insecticidas de fuentes que no son de planta o de fuentes
puramente sintéticas).
En relación con esto, también debe hacerse
mención a enzimas hidrolíticas que son capaces de llevar a cabo por
sí mismas la degradación de las paredes celulares de patógenos de
plantas o también son capaces al menos de apoyar este proceso, en
un sentido sinérgico, en combinación con otras substancias.
Por ejemplo, la mayoría de los insectos poseen un
esqueleto cuticular en el que micelas de quitina, estratificadas de
un modo lamelar, están embebidas en una substancia de base.
Numerosos hongos patógenos de plantas, por ejemplos basidiomicetos
(hongos del añublo y la roya), ascomicetos y Fungi imperfecti
(incluyendo Alternaria y Bipolaris, Exerophilum turcicum,
Colletotricum, Gleocercospora y Cercospora), también
contienen quitina como un constituyente integral de sus estructuras
de las hifas y las esporas. La quitinasa es capaz de inhibir el
crecimiento micelar de ciertos patógenos in vitro. Un órgano
o tejido de planta que es capaz de expresar quitinasa
constitutivamente o también como una respuesta a la penetración por
un patógeno puede así protegerse contra el ataque por un gran
número de hongos diferentes.
Otra enzima que juega una parte importante en los
mecanismos por los que las plantas se defienden contra los
patógenos es la
\beta-1,3-glucanasa. Las plantas
transformadas con un gen que codifica
\beta-1,3-glucanasa (GLB),
preferiblemente en combinación con un gen que codifica una de las
enzimas degradadoras de quitina mencionadas previamente, se emplean
por lo tanto preferiblemente en el método de acuerdo con la
invención.
Plantas que pueden usarse dentro del alcance de
esta invención también abarcan las que comprenden un gen que
codifica los llamados péptidos líticos. Los péptidos líticos en el
sentido más amplio del término son aquellos que se entiende que son
compuestos cuya capacidad para penetrar en, someter a lisis o dañar
las membranas celulares se basa en la actividad enzimática, por
ejemplo lisozimas y fosfolipasas. Las secuencias de aminoácidos de
diversos péptidos líticos se muestra en las siguientes
publicaciones: WO89/11291; WO86/04356; WO88/05826; US4.810.777;
WO89/04371.
Plantas adicionales que pueden usarse
ventajosamente dentro del método de acuerdo con la invención son
las que comprenden una clase de genes para proteínas de
transferencia de fosfolípidos descritas, por ejemplo, en
WO 92/20801.
WO 92/20801.
Una planta que exhibe un fenotipo antifúngico
puede prepararse transformando plantas con una clase de genes que
codifican proteínas relacionadas con la patogénesis [PRPs] tales
como PR-1A, PR-1B,
PR-1C, PR-R principal,
PR-R secundaria, PR-P,
PR-Q, PR-2, PR-2',
PR-2'', PR-N, PR-O,
PR-O', PR-4,
SAR8.2a-e, quitinasa/lisozima de pepino, peroxidasa
básica de pepino, glucanasa básica de tabaco y quitinasa
básica/lisozima de tabaco, quitinasa ácida/lisozima de tabaco.
Ejemplos de los genes previos y proteínas que incluyen constructos
genéticos quiméricos que comprenden dichos genes se proporcionan en
EP-A-392.225.
De las plantas que se transforman con genes que
pueden mediar resistencia a herbicidas, se prefieren las que
contienen genes para
5-enolpiruvilsiquimato-3-fosfato
sintasa (EPSP sintasa) tolerante a glyphosate [EP-A
115 673; EP-A 409 815], acetolactato sintasa (ALS) y
glutamina sintasa (GS) y el gen bar o PAT de streptomyces, que
confieren resistencia al herbicida [White y otros (1990) Nucl Acids
Res 18: 1062; Spencer y otros (1990) Theor Appl Genet 79:
625-631]. Se prefieren plantas transformadas con un
gen que codifica para una enzima con una actividad de
protoporfirinógeno oxidasa (protox), una actividad de
adenilosuccinato sintasa y una actividad de adenilosuccinato
liasa.
El método de acuerdo con la invención también
puede usarse para verificar el estado de resistencia de plantas que
se han transformado con un gen marcador de la selección y que
muestran un fenotipo de resistencia con respecto a dicho marcador.
Las planas que todavía son capaces de crecer en presencia del agente
de selección respectivo pueden recuperarse e investigarse
adicionalmente confirmando de ese modo que la planta individual o
las plantas son verdaderamente resistentes.
Plantas que pueden usarse potencialmente dentro
del alcance de la presente invención son las que se han
transformado con uno de los marcadores de selección usados
habitualmente en la transformación de plantas, incluyendo, pero no
limitados a, el gen nptII, que confiere resistencia a kanamicina y
antibióticos relacionados [Messing y Vierra (1982) Gene 19,
259-268; Beven y otros (1983) Nature 304,
184-187], el gen hph, que confiere resistencia al
antibiótico higromicina [Blochinger y Diggelmann (1984) Mol Cell
Biol 4, 2929-2931] y el gen dhfr, que confiere
resistencia a methotrexate [Bourouis y otros (1983) EMBO J
2(7), 1099-1104].
El método de acuerdo con la invención puede
aplicarse principalmente a todas las plantas de cultivo. Se
prefieren plantas monocotiledóneas, pero especialmente plantas de
la familia Graminaceae, que implican, pero sin estar
limitadas a: Lotium, Zea, Triticum, Titticale, Sorqhum,
Saccharum, Bromus, Oryzae, Avena, Hordeum, Secale y
Setaria.
Especialmente preferidos son maíz, trigo, cebada,
sorgo, centeno, avena, céspedes, maíz dulce y arroz.
El método de acuerdo con la invención también
puede aplicarse a plantas de cultivo dicotiledóneas. Tales plantas
incluyen, pero sin limitarse a, cultivos de campo, hortalizas y
frutos, incluyendo: algodón, tabaco, remolacha azucarera, colza de
semillas oleaginosas, tomate, pimiento, melón, lechuga, coliflor,
brécol, berza, coles de Bruselas, remolacha azucarera, cebolla,
zanahoria, ajopuerro, pepino, tomate, alfalfa, berenjena,
remolacha, haba mayor, apio, achicoria, caupí, endibias, calabaza,
cacahuete, papaya, guisante, melocotón, piña, patata, cártamo, haba
verde, espinaca, haba de soja, calabazas, girasol, sandía y
similares; y plantas ornamentales incluyendo, Impatiens, Begonia,
Petunia, Pelargonium, Viola, Cyclamen, Verbena, Vinca, Tagetes,
Primula, Saint Paulia, Agreratum, Amaranthus, Arithirrhinum,
Aquilegia, Chrysanthemum, Cineraria, Clover, Cosmo, Caupí, Dahlia,
Datura, Delphinium, Gerbera, Gladiolus, Gloxinia, Hippeastrum,
Mesembryanthemum, Salpiglossis, Zinnia, y similares.
En una modalidad específica de la invención, se
cortan explantes de tallo de una planta madre, según se describe
aquí anteriormente y, en un período corto, que es preferiblemente
menor que aproximadamente 1 hora después de la separación, el
explante se trata con un plaguicida, por ejemplo sumergiendo dicho
explante en una concentración o concentraciones conocidas de un
plaguicida que contiene solución o pulverizando el explante con tal
solución.
En una modalidad adicional de la invención, los
explantes son pulverizados inmediatamente después de cortarse de
una planta madre o, preferiblemente, en primer lugar se dejan
crecer durante de uno a unos pocos días antes de pulverizarse. Los
explantes de tallo así tratados se transfieren a continuación a un
material de anclaje para plantas adecuado, pero preferiblemente se
plantan en suelo o se ponen en agar, y se verifica el crecimiento
de la plántula en desarrollo.
Debido a su facilidad y simplicidad, el método de
acuerdo con la invención es especialmente adecuado para usarse
dentro de un formato de alta producción.
Los siguientes ejemplos describen adicionalmente
los materiales y los métodos usados para llevar a cabo la invención
y los resultados subsiguientes. Se ofrecen a modo de ilustración y
su cita no debe considerarse como una limitación de la invención
reivindicada.
Un segmento basal que incluye una raíz corta y
tallo se corta de plantas de A. myosuroides de 6 semanas de
edad que crecen en una cámara climática controlada (20ºC día/16ºC
noche; fotoperíodo de 12 horas, 67% de HR) en macetas que contienen
vermiculita (VERMEX exfolliiertes (expandiertes) Vermiculit- VERMICA
AG) y se riegan con solución de nutrientes elaborada a partir del
fertilizante soluble disponible comercialmente
[Hauert-Flory® 3
[HP-30], 1 g/l (fertilizante soluble en agua); N:P:K 1,5:1:1,5; Hauert & Co., 3257 Grossaffoltern].
[HP-30], 1 g/l (fertilizante soluble en agua); N:P:K 1,5:1:1,5; Hauert & Co., 3257 Grossaffoltern].
Los segmentos se trasplantan a vermiculita que
contiene solución de nutrientes HP-3 y se ponen en
la cámara climática de nuevo. Nueve días después del trasplante las
bandejas se pulverizan en una cámara de pulverización con uno de
los siguientes herbicidas - clodinafop 15 y 30 g/ha, fenoxaprop 25 y
50 g/ha, sethoxydim 150 y 300 g/ha, isoproturon 500 y 1000 g/ha,
chlortoluron 500 y 1000 g/ha.
La mortalidad (%) se determina 3 semanas después
de la pulverización.
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip0.2cmR1, R2, R3 son biotipos resistentes conocidos y S es un tipo silvestre (susceptible a herbicidas).
Semillas de dos biotipos de A. myosuroides
resistentes y uno susceptible se siembran en macetas que contienen
limo para macetas estéril en un invernadero de temperatura
regulada. Cuatro semanas después de la siembra, las plantas de
2-3 hojas se pulverizan con uno de los siguientes
herbicidas - clodinafop 15 y 30 g/ha, fenoxaprop 50 y 80 g/ha,
isoproturon 250 y 1000 g/ha. Doce días después de pulverizar, el
daño por herbicida se registra y se corta un segmento basal de
plantas supervivientes que incluye una raíz corta y tallo. Una
semana después de trasplantar, se trata con uno de los siguientes
herbicidas - clodinafop 20 y 40 g/ha, fenoxaprop 80 y 120 g/ha,
isoproturon 500 y 1000 g/ha. Dos semanas después de pulverizar se
registra el daño por herbicida (véase más
adelante).
adelante).
El daño por herbicida (%) se determina 3 semanas
después de la pulverización.
\vskip1.000000\baselineskip
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{ \begin{minipage}[t]{124mm}R1, R2 son biotipos resistentes conocidos y S es un tipo silvestre (susceptible a herbicidas).\end{minipage} \cr}
Un segmento basal que incluye un vástago y una
raíz corta se separa de plantas que crecen en el campo A.
myosuroides y Avena fatua en el Reino Unido y de
biotipos de A. myosuroides resistentes a herbicidas y
susceptibles que crecen en invernadero y se planta en limo estéril
en un invernadero. Diez días después del trasplante, las plantas
son pulverizadas con clodinafop (7,5, 15,, 30 g ha^{-1}),
fenoxaprop (13,8, 27,5, 55 g ha^{-1}) o isoproturon (250, 500,
1000 g ha^{-1}).
El daño por herbicida (%) se registró 13 días
después de la pulverización.
\vskip1.000000\baselineskip
El biotipo 1 es una A. myosuroides de tipo silvestre conocida que crece en invernadero. | |
Los biotipos 2, 3 y 7 son A. myosuroides confirmadas resistentes. | |
El biotipo 4 es una A. myosuroides resistente presentada recogida en el campo. | |
Los biotipos 5 y 6 son A. fatua resistente y de tipo salvaje, respectivamente, recogidas en el campo. |
Recogidas de campo de las malas hierbas
dicotiledóneas Amaranthus y Chenopodium se regeneran
de esquejes.
Plantas de Chenopodium de 12 cm de alto
que crecen en un campo se retiran y las raíces se ponen en agua. El
tallo se corta por encima de las primeras hojas, dejando solo los
primeros nodos. Una parte considerable de las raíces permanecía en
la tierra cuando las plantas se retiraban. No se separan raíces
adicionales. Los esquejes se trasplantan en macetas de 10 cm que
contienen un limo arenoso, en un invernadero.
Plantas de Amaranthus de 15 cm de diámetro
se extraen del campo. Los tallos se cortan en secciones pequeñas
que contienen dos regiones nodales. La región nodal más vieja se
entierra en suelo en macetas (como para Chenopodium) y la
más joven se expone.
Dos semanas después del trasplante es evidente un
nuevo crecimiento para los esquejes de ambas especies. Plantas de
Chenopodium (5-15 cm de alto) y
Amaranthus (2-9 cm de alto) se pulverizan con
una botella de pulverización disponible comercialmente de 500 ml
con una de 5 concentraciones de chlorsulfuron. Se aplican 10
bombeos por maceta. El porcentaje de daño por herbicida se
determina visualmente 3 semanas después del tratamiento. Los
resultados muestran que puede alcanzarse una buena respuesta a la
dosis para una concentración de herbicida creciente incluso con
malas hierbas dicotiledóneas.
Semillas de biotipos de A. myosuroides
resistentes y susceptibles se siembran en macetas que contienen
suelo para macetas estéril en un invernadero. Ocho semanas después
de la siembra, se separa un segmento basal (esqueje) de las plantas
que incluye una raíz corta y tallo. Una semana después de
trasplantar, habían crecido nuevas hojas de 5-10 cm
de largo y las plantas se tratan con herbicida con una botella de
pulverización disponible comercialmente de 500 ml con los
herbicidas siguientes. Se realizan diluciones a partir de 1 ml
(formulación de herbicida comercial)/litro (agua del grifo). Por
ejemplo, 1 x (más adelante es una concentración de 1 ml/litro que
para la formulación comercial de cycloxydim es 0,61 mM de
cycloxydim). Se aplican cinco bombeos por maceta. El porcentaje de
daño por herbicida se determina visualmente dos semanas después del
tratamiento. El experimento muestra que la resistencia al herbicida
puede detectarse incluso con tal sistema de pulverización
simple.
Plántulas de cebada jóvenes se pulverizan con
compuestos de prueba en un pulverizador de cabina y se seleccionan
al no mostrar síntomas de mildiú polvoriento (es decir, los
compuestos son fungicidas) una semana después de la inoculación. Un
segmento basal de plantas que incluyen una raíz corta y tallo
(esqueje) se separa a continuación y se trasplanta en macetas que
contienen suelo para macetas estéril en un invernadero. Dos semanas
después del trasplante, es evidente un nuevo crecimiento foliar y
las plantas se vuelven a tratar con fungicida o no. Las plantas
pulverizadas nuevamente mostraban baja infección fúngica pero las
plantas no pulverizadas nuevamente tenían una infección fúngica muy
alta. Esto muestra que los esquejes de plantas pretratadas no
mostraban actividad duradera cuando se inoculaban dos semanas
después de la primera prueba indicando que ninguno de los
compuestos son activos en las plantas después de dos semanas.
Semillas de 4 biotipos de A. myosuroides
resistentes y uno susceptible se siembran en macetas que contienen
suelo para macetas estéril en un invernadero. Ocho semanas después
de la siembra, se separa un esqueje que comprende una raíz corta y
tallo. Los esquejes se sumergen en una de diversas concentraciones
del herbicida fenoxaprop y a continuación se trasplantan
inmediatamente a macetas que contienen suelo para macetas estéril.
El porcentaje de daño por herbicida se determina visualmente dos
semanas después del tratamiento. Este experimento resalta el
potencial no solo para pulverizar los esquejes para una prueba de
resistencia sino también para sumergir los esquejes en herbicida o
incluso insertar los esquejes en un medio que ya contiene
herbicida.
Claims (20)
1. Un método para probar plantas de progenie, que
comprende
- (a)
- propagar asexualmente una planta o plantas de progenie a partir de una planta madre cortando un segmento de una planta madre, comprendiendo dicho segmento una región meristemática que está suficientemente intacta para haber retenido su capacidad de regenerar una planta completa y morfológicamente normal, y regenerar directamente dicho segmento;
- (b)
- incorporar la planta de progenie así obtenida a un programa de rastreo de plantas; y
- (c)
- verificar el crecimiento de la planta de progenie.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que la etapa de propagación (a) se efectúa
- (a)
- cortando un segmento corto de una planta madre de modo que dicho segmento sea capaz de regenerarse directamente en una planta entera y morfológicamente normal
- (b)
- transfiriendo dicho segmento separado a un material de anclaje adecuado; y
- (c)
- regenerando directamente dicho segmento transferido en una planta entera y morfológicamente normal.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que dicho segmento comprende una región que contiene una alta
cantidad de células que se dividen activamente.
4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3,
en el que dicha región comprende células meristemáticas.
5. Un método de acuerdo con las reivindicaciones
3 y 4, en el que dicho segmento comprende un fragmento de raíz
corta y vástago.
6. Un método de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que el material de anclaje es
- (a)
- un material inerte tal como vermiculita, perlita o cuentas de plástico;
- (b)
- un medio de cultivo aplicado comúnmente en el cultivo de plantas; o
- (c)
- suelo.
7. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones previas, en donde dicho método se usa dentro de un
formato de alta producción.
8. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que la etapa de propagación (a) se efectúa
- (a)
- cortando un segmento corto de una planta madre de modo que dicho segmento sea capaz de regenerarse directamente en una planta entera y morfológicamente normal,
- (b)_{1}
- sumergiendo dicho segmento en una concentración o concentraciones conocidas de una solución que contiene plaguicida; o, alternativamente,
- (b)_{2}
- pulverizando dicho segmento con una concentración o concentraciones conocidas de una solución que contiene plaguicida;
- (c)
- transfiriendo los explantes de planta así tratados a un material de anclaje adecuado;
- (d)
- regenerando directamente dicho explante en una planta entera y morfológicamente normal.
9. Método para recuperar plantas que muestran un
rasgo o una propiedad interesante después del tratamiento con un
plaguicida para investigación adicional, que comprende
- (a)
- propagar asexualmente una planta o plantas de progenie a partir de una planta madre tratada cortando un segmento de dicha planta madre, comprendiendo dicho segmento una región meristemática que está suficientemente intacta para haber retenido su capacidad de regenerar una planta completa y morfológicamente normal, y regenerar directamente dicho segmento;
- (b)
- incorporar la planta de progenie así obtenida a un programa de rastreo de plantas; y
- (c)
- verificar el crecimiento de la planta de progenie.
10. Método de acuerdo con la reivindicación 9, en
el que la etapa de propagación (a) se efectúa
- (a)
- cortando un segmento corto de una planta madre de modo que dicho segmento sea capaz de regenerarse directamente en una planta entera y morfológicamente normal;
- (b)
- transfiriendo dicho segmento separado a un material de anclaje adecuado; y
- (c)
- regenerando directamente dicho segmento transferido en una planta entera y morfológicamente normal.
11. Método de acuerdo con la reivindicación 9, en
el que la etapa de propagación (a) se efectúa
- (a)
- cortando un segmento corto de una planta madre tratada de modo que dicho segmento sea capaz de regenerarse directamente en una planta entera y morfológicamente normal;
- (b)_{1}
- sumergiendo dicho segmento en una concentración o concentraciones conocidas de una solución que contiene plaguicida; o, alternativamente,
- (b)_{2}
- pulverizando dicho segmento con una concentración o concentraciones conocidas de una solución que contiene plaguicida;
- (c)
- transfiriendo los explantes de planta así tratados a un material de anclaje adecuado;
- (d)
- regenerando directamente dicho explante en una planta entera y morfológicamente normal.
12. Método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 11, que comprende además la etapa de una
investigación adicional del material recuperado.
13. Método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones previas, en el que el plaguicida se selecciona del
grupo que consiste en un herbicida, un insecticida y un
fungicida.
14. Método para determinar si un fenotipo de
resistencia observado en una planta se debe a un rasgo de
resistencia o está provocado por otros factores, que comprende
- (a)
- recoger la planta fenotípicamente resistente;
- (b)
- propagar asexualmente una planta o plantas de progenie a partir de dicha planta resistente cortando un segmento de dicha planta resistente, comprendiendo dicho segmento una región meristemática que está suficientemente intacta para haber retenido su capacidad para regenerar una planta completa y morfológicamente normal, y regenerar directamente dicho segmento;
- (c)
- incorporar la planta de progenie así obtenida en un programa de rastreo de plantas; y
- (d)
- verificar el crecimiento de la planta de progenie.
15. Método de acuerdo con la reivindicación 14,
en el que la etapa de propagación (b) se efectúa
- (a)
- cortando un segmento corto de dicha planta de modo que dicho segmento sea capaz de regenerarse directamente en una planta entera y morfológicamente normal;
- (b)_{1}
- sumergiendo dicho segmento en una concentración o concentraciones conocidas de una solución que contiene plaguicida; o, alternativamente,
- (b)_{2}
- pulverizando dicho segmento con una concentración o concentraciones conocidas de una solución que contiene plaguicida;
- (c)
- transfiriendo los explantes de planta así tratados a un material de anclaje adecuado;
- (f)
- regenerando directamente dicho explante en una planta entera y morfológicamente normal.
16. Método de acuerdo con las reivindicaciones 14
y 15, en el que el fenotipo de resistencia se observa después de
tratar la planta con un plaguicida.
17. Método de acuerdo con la reivindicación 16,
en el que el plaguicida se selecciona del grupo que consiste en un
herbicida, un insecticida y un fungicida.
18. Método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la planta que ha de
probarse es una planta de mala hierba.
19. Método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la planta que ha de
probarse es una planta de cultivo.
20. Método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la planta que ha de
probarse es una planta transgénica.
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