MX2012007974A - Hibridos de jatropha a traves del rasgo solamente femenino. - Google Patents

Abstract

Pueden producirse plantas de Jarropa curcas que se caracterizan por una inflorescencia con flores solamente femeninas (FO). Dichas plantas son especialmente útiles para la plantación intercalada a fin de obtener una producción a escala comercial de nuevos híbridos de J curcas derivados de las semillas de la planta de tipo FO.

Description

HÍBRIDOS DE JATROPHA A TRAVÉS DEL RASGO SOLAMENTE FEMENINO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona generalmente con el campo de la selección y reproducción del cultivo de Jatropha. Particularmente, la presente invención se relaciona con nuevas plantas de J. curcas que producen inflorescencia con flores "solamente femeninas" (FO), con la metodología para la producción de nuevos híbridos de J. curcas usando las inflorescencias con un nuevo rasgo de flor "solamente femenina" (FO), y con la semilla y otros productos obtenidos a partir de dichos híbridos de J. curcas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con la planta de Jatropha, la que se conoce botánicamente como Jatropha curcas de la familia Euphorbiaceae y la cual se denomina comúnmente como "Physic Nut." El género Jatropha incluye más de 175 especies de árboles o arbustos perennes, suculentos. La Jatropha curcas es una especie perenne, resistente a la sequía de origen en América Latina, la que se ha extendido a través de áreas tropicales y subtropicales del mundo, incluyendo India, África, Asia y Norte América.

Más específicamente, J. curcas es un árbol o arbusto diploide (2n=22), pequeño con corteza lisa, gris o rojiza, que exuda látex aguado, blanquecino, cuando se corta. La Jatropha curcas típicamente crece entre tres y cinco metros de altura, pero puede crecer hasta ocho o diez metros en condiciones de cultivo favorables. Las plantas de Jatropha curcas tienen una velocidad de crecimiento vigorosa y pueden producir frutos y semillas por hasta 50 años, aún cuando se cultivan en terrenos marginales. La semilla de las plantas de J. curcas produce aceite, que puede procesarse para usar como un sustituto del combustible de reactor y diesel.

Las características combinadas de la planta de J. curcas como un cultivo no agronómico; que se adapta al cultivo en sitios de suelo semi-árido y marginal; y el alto contenido de aceite de las semillas producidas ha despertado interés en programas de desarrollo de cultivos. Hasta la fecha, sin embargo, solamente una información genética relacionada y literatura limitada están disponibles para auxiliar el desarrollo de plantas de J curcas con rasgos deseables, tales como madurez temprana, floración temprana, aumento de la floración femenina, aumento del conteo de frutos y semilla, y aumento del rendimiento de aceite.

Para otras plantas de polinización cruzada, el proceso de cultivo y selección de la hibridación se empleó para modificar o mejorar los rasgos, eficiente y económicamente. La máxima uniformidad genética y rendimiento y vigor mejorados en los híbridos se obtuvo mediante el uso de dos poblaciones de plantas parentales distintas, lo que puede lograrse a través de métodos convencionales diferentes.

Un primer método es la propagación asexual (vegetativa). Mediante esta aproximación todas las plantas se derivan de una sola planta, la cual, en si misma, pude ser el resultado de un cruce híbrido de dos plantas parentales distintas o simplemente una selección genética única.

Un segundo método es la propagación de semillas (sexual) de lineas endogámicas, que producen una población de plantas uniforme. Las líneas endogámicas se derivan por un proceso de auto-polinización, usuaimente durante seis o más generaciones, para que todos los pares alélicos de genes en los pares de cromosomas homólogos sean homocigotos o idénticos. El grado de consanguinidad (homocigotismo) en una línea es aproximado a la tasa de 50% por generación, de manera que en la sexta generación existe 98.4% de pureza y, en la séptima generación, 99.2%. Después de eso, todas las plantas que se derivan de la auto-polinización, polinización de hermanos o cruzamiento aleatorio en aislamiento son prácticamente genéticamente idénticas, y por lo tanto, homocigotas y de apariencia uniforme.

Los máximos rendimientos de la planta, sin embargo, no ocurren de la consanguinidad. Durante el proceso de consanguinidad ocurre una reducción en el desempeño, rendimiento y tamaño de la planta. Esta reducción en el vigor de la planta a través de la consanguinidad se conoce como "depresión por consanguinidad" y es la razón por la que las líneas endogámicas uniformes usuaimente no se cultivan como un cultivo comercial.

Un tercer método para desarrollar una población de plantas uniforme es la hibridación de dos lineas endogámicas para producir una población híbrida de primera generación (F1 ), uniforme. Debido al vigor del híbrido (heterosis), se alcanzan los rendimientos máximos así como la uniformidad. Como se describe en detalles más abajo, la presente invención explota este método para producir híbridos de primera generación (F1 ) de J curcas y semillas cosechadas.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente descripción se refiere a plantas de J curcas "solamente femeninas" (FO) que pueden usarse para producir la progenie de Jatropha FO y plantas híbridas derivadas de plantas con el rasgo FO.

En un aspecto, por lo tanto, la presente descripción proporciona una planta de J curcas caracterizada por una inflorescencia con solamente flores femeninas. En una modalidad preferida, sustancialmente toda la inflorescencia producida por la planta de J curcas produce solamente flores femeninas.

En otro aspecto, la presente descripción proporciona la metodología para producir semillas de J curcas híbridas. Dicha metodología comprende (1 ) plantar intercaladamente, en una parcela, primeras plantas de J curcas de un fenotipo A con segundas plantas de J curcas de un fenotipo 8, que difiere del fenotipo A, de manera que el polen que se intercambia dentro de la parcela está constreñido a las primeras y segundas plantas, y después (2) cosechar los frutos de las primeras plantas, con lo cual se obtiene la semilla híbrida F1 (A x B) de las primeras plantas. En este método, el fenotipo A comprende el rasgo de floración solamente femenino y el fenotipo B no. Preferentemente, la parcela donde tiene lugar la plantación intercalada se localiza en un área que está sustancialmente libre de otras plantas de Jatropha, es decir, en un área donde la incidencia del polen de plantas Jatropha fuera de la parcela es mínima.

En una modalidad adicional, las primeras plantas son de una línea que es homocigota para el rasgo FO. Dichas primeras plantas pueden haberse expandido por clonación a través de la propagación vegetativa. En otra modalidad, las primeras plantas y las segundas plantas son de diferentes líneas endogámicas. Preferentemente, estas líneas son genéticamente distintas de manera que, cuando las primeras y segundas plantas se cruzan como se describió anteriormente, la progenie híbrida Fl resultante manifiesta un vigor y rendimiento de la semilla superior al de cualquier línea parental.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1 proporciona una vista en primer plano de una planta de J curcas con el rasgo FO; es decir, la planta produce inflorescencia con flores solamente femeninas.

La FIGURA 2 proporciona una vista en primer plano de una planta de J curcas normal (silvestre), que produce inflorescencia con flores masculinas y flores femeninas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente descripción se relaciona con la selección y uso de un fenotipo de J curcas que se caracteriza por la producción de inflorescencia con flores solamente femeninas, en oposición al fenotipo de J curcas generalmente reconocido, caracterizado por inflorescencia con flores femeninas y masculinas.

Esta descripción es única, también, porque proporciona el primer paradigma de hibridación para obtener números a escala comercial de híbridos Fl uniformes de Jatropha curcas a través de la propagación de semillas. En este sentido, la semilla híbrida de J curcas puede producirse por (1 ) plantar intercaladamente, en una parcela, primeras plantas de J curcas de un fenotipo A con segundas plantas de J curcas de un fenotipo B, que difiere del fenotipo A, de manera que el polen que se intercambia dentro de la parcela está constreñido a las primeras y segundas plantas, y después (2) cosechar los frutos de las primeras plantas, con lo cual se obtiene la semilla híbrida F1 (A x B) de las primeras plantas. El fenotipo A comprende el rasgo de floración solamente femenino y el fenotipo S no. Preferentemente, las líneas parentales son genéticamente distintas de manera que, cuando las primeras y segundas plantas se cruzan como se describió anteriormente, la progenie híbrida F1 resultante manifiesta un vigor y rendimiento de la semilla superior al de la línea parental.

En consecuencia, las plantas de J curcas FO descritas aquí pueden usarse de la misma forma que otras plantas de J curcas para usar en la producción de combustible de reactor o como una valla viviente. Aún, el rasgo FO ofrece a las presentes plantas de J curcas ventajas particulares sobre las plantas de J curcas silvestres. Por ejemplo, el rasgo FO permitirá una producción eficiente de semillas híbridas F1 en una fracción de los costos del terreno y del trabajo para producir y transportar las plantas híbridas F1 derivado de la propagación clonal de los brotes. Además, las plantas híbridas F1 producidas como resultado de la plantación intercalada tendrían mejor crecimiento radicular como resultado de ser cultivadas a partir de la semilla híbrida F1 cosechada en oposición a las plantas híbridas que se derivan del corte del tallo.

Las siguientes definiciones de términos y frases empleadas en esta descripción se proporcionan para aclarar la presente invención y guiar al lector con conocimientos en su práctica. A menos que se denote de cualquier otra forma, las palabras usadas aquí deben entenderse de acuerdo con el uso convencional. La descripción menciona técnicas convencionales para los métodos de reproducción asexual y sexual.

Un cultivar o una variedad es un grupo de plantas similares que pertenecen a la misma especie y que, por sus características estructurales y desempeño, pueden distinguirse de otras variedades dentro de la misma especie. Dos características esenciales de una variedad son identidad y reproductibilidad. La identidad es necesaria para que la variedad pueda reconocerse y distinguirse de otras variedades dentro de las especies del cultivo. Las características distintivas pueden ser características morfológicas, manchas de color, funciones fisiológicas, reacción a las enfermedades, o desempeño, pero el rasgo FO es de particular importancia en este contexto.

La mayoría de las variedades agrícolas son puras para la característica o para esas características que identifican la variedad, per se. La reproductibilidad es necesaria para que la(s) característica(s) por las cuales la variedad se identifica se reproduzcan en la progenie. Las poblaciones que aumentan a partir de un solo genotipo o una mezcla de genotipos se denominan "cepas." Una vez que se identifica una cepa como superior, puede nombrarse, incrementarse, y hacerse comercialmente disponible como una "variedad cultivada" o "cultivar." En esta descripción, por lo tanto, los términos "cultivar" y "variedad" se usan como sinónimos para referirse a un grupo de plantas dentro de una especie (aquí, Jatropha curcas) que comparte ciertos caracteres constantes, que incluyen el rasgo FO, que las separa de la forma típica y de otras posibles variedades dentro de esa especie. Aunque poseen al menos el rasgo FO distintivo, una "variedad" de la invención puede caracterizarse además por una cantidad sustancial de variación general entre los individuos dentro de la variedad, basado principalmente en la segregación Mendeliana de los rasgos entre la progenie de las generaciones sucesoras. Por otra parte, "cultivar" o "variedad" puede denotar además un clon, ya que un cultivar de Jatropha curcas puede reproducirse de manera asexual individualmente, a través de cortes del tallo, y todos los clones serian prácticamente idénticos genéticamente.

Como se distingue de una "variedad", una "línea" es un grupo de plantas que muestra menos variación entre los individuos, generalmente (aunque no exclusivamente) en virtud de muchas generaciones de auto-polinización. Para los propósitos de esta invención, una "línea" se define suficientemente amplia para incluir un grupo de plantas que se propagan vegetativamente de una sola planta progenitora, usando técnicas de cortes del tallo o cultivo de tejido.

Los patrones de herencia observados del rasgo FO son consistentes con un solo locus recesivo que, cuando son homocigotos, manifiesta el fenotipo o rasgo FO. Debido a que las plantas FO carecen de flores masculinas, la auto-fertilización es impracticable para demostrar un estado de "reproducción verdadero" para el rasgo, es decir, un estado donde no se observa una cantidad significativa de segregación independiente del rasgo entre la progenie. Por el contrario, las plantas heterocigotas para el rasgo FO y las silvestres producen flores de ambos sexos y pueden auto-polinizarse. La progenie de dicha auto-polinización reproducirá el fenotipo FO en una relación aproximada de 1 FO por cada 3 de tipo silvestre, consistente con la naturaleza recesiva del rasgo. De manera similar, las plantas que manifiestan el fenotipo FO pueden polinizarse por plantas hermanas que, aunque similares en la construcción genética, son heterocigotas para el rasgo FO. Entre la progenie resultante habrán plantas que segregan 1 :1 p ara el rasgo FO y plantas que son heterocigotas para el rasgo FO y tienen una apariencia silvestre. En estas circunstancias, se dice que el rasgo FO es reproducción verdadera y, si el rasgo está presente en un fondo genéticamente uniforme de cualquier otra forma, entonces la progenie variará predeciblemente con respecto al rasgo FO, basado en los patrones de herencia Mendelianos.

La Progenie denota la generación que sigue un cruce de plantas parentales. La progenie en la presente invención puede considerarse además como las crias o descendientes de un grupo de plantas.

Una línea endogámica se produce por el cruce de hermanos o auto-polinización durante muchas generaciones para producir una selección de plantas genéticamente homocigotas. Un cultivar híbrido se produce al cruzar de dos líneas endogámicas genéticamente distintas, recoger las semillas producidas por el cruce, y después germinar la semilla producida de esta forma para producir plantas híbridas. Las semillas y plantas híbridas producidas por este método son uniformes con respecto a sus características morfológicas y fisiológicas. Las semillas híbridas producidas por este proceso se benefician además del efecto de heterosis (vigor del híbrido).

El rasgo solamente femenino (FO) surge de una mutación de origen natural de plantas de Jatropha normales o silvestres. En la presente invención, las plantas de J curcas que comprende el rasgo FO producen inflorescencia con flores femeninas (sin estambre) pero no flores masculinas, al contrario de la inflorescencia monoica, silvestre de flores femeninas y masculinas separadas dentro de la misma inflorescencia. Las plantas de Jatropha curcas que muestran el rasgo FO son efectivamente macho-estériles y pueden usarse, de acuerdo con esta invención, como un progenitor en la producción de semillas híbridas.

Los números considerables de plantas FO típicamente necesarias para la producción de semillas híbridas puede obtenerse por propagación clonal, a través un corte o cultivo de tejidos, de manera convencional. Alternativamente, las selecciones de las semillas o plántulas que son homocigotas para el rasgo FO pueden producirse, usando marcadores moleculares enlazados.

La inflorescencia se refiere a un arreglo de flores en un tallo o eje de la planta. En plantas de J curcas conocidas de hábitat silvestre, las inflorescencias se forman terminalmente en las ramas y producen flores femeninas y masculinas. En una J curcas FO de la presente invención, las inflorescencias se forman terminalmente en las ramas y producen solamente flores femeninas.

Plantación intercalada denota un sistema de plantación de dos o más cultivos o cultivares en el mismo campo, en filas alternas, mezcladas o dispuestas separadas. Conforme a esta invención, los dos cultivares parentales se derivan cada uno de un solo progenitor a través de la propagación clonal. El sistema de plantación intercalada se usa permitir que los insectos transporten el polen del tipo de flor normal a los tipos de flores FO, produciendo de ese modo la semilla híbrida de Jatropha en las plantas FO que, con la germinación, producen plantas que son híbridos de la línea parental FO y de la parental normal.

Por ejemplo, para este fin puede emplearse una relación de plantación 1 :2, aunque otras configuraciones de plantaciones intercaladas pudieran utilizarse además. Una sola fila de una línea derivada por clonación o consanguínea de J curcas silvestre se siembra en el límite en dos filas sucesivas de un cultivar clonal de J curcas FO, como se ilustra más abajo: En consonancia con la invención, pueden emplease además diferentes esquemas de plantación para la polinización eficiente de la planta y la producción de semillas híbridas. Son ilustrativos de dichos otros esquemas aquellos que implican, respectivamente, alternar entre una fila de tipo FO y una fila de tipo normal, alternar entre tres filas de tipo FO a una fila de tipo normal, y escalonar las filas con los tipos FO y normal alternos uno al lado de otro dentro de una fila.

La plantación intercalada es un sistema de plantación eficiente para producir híbridos ya que usa solamente una fracción del terreno que se requiere para producir híbridos por propagación vegetativa. Por ejemplo, al usar un sistema de plantación intercalada, conforme a la invención, una parcela de producción de 10 hectáreas (ha), a 2,000 plantas por ha que produce 6,000 kg o semilla/ha, producirá aproximadamente 57 millones de semilla híbrida de Jatropha al año. Esto pudiera significar semilla suficiente para sembrar 28,500 ha de Jatropha híbrida. Mediante la propagación vegetativa, por otra parte, se requeriría de una parcela de producción de 500 ha para producir 57 millones de cortes de Jatropha híbrida y asumir aproximadamente 60 cortes del tallo por planta por año.

El intercambio de polen es un proceso que implica la polinización cruzada y la fertilización resultante de las plantas endogámicas de J curcas FO por plantas endogámicas silvestres de J curcas. El intercambio de polen ocurre típicamente por medio de los insectos, que pueden portar el polen de las plantas silvestres a las plantas endogámicas FO.

La capacidad combinada mejorada se emplea aquí para denotar la capacidad para producir híbridos con vigor y rendimiento por encima de aquel del progenitor FO o un progenitor normal o silvestre.

Ocurrencia del fenotipo FO Las plantas de Jatropha FO son públicamente accesibles a través del depósito de semilla en una Autoridad Internacional de Depósito. Específicamente, las semillas de Jatropha FO se depositaron en la Colección Americana de Cultivos Tipo (ATCC), 10801 University Boulevard, Manassas, VA 20110-2209. 2500 semillas de Jatropha FO se depositaron en la ATCC el 30 de diciembre de 2010 y de acuerdo con la designación del depósito de patente ATCC núm.: PTA-11583. Como se detalla en el Ejemplo 3, las semillas depositadas pueden sembrarse para producir plantas de J curcas que tienen inflorescencia con flores FO, y las plantas de J curcas producidas que muestran el rasgo FO pueden cruzarse además con plantas de J curcas silvestres para producir reproducible y predeciblemente semillas híbridas de J curcas que contienen el rasgo FO de acuerdo con los métodos descritos aquí.

Las comunicaciones con otros grupos e individuos indican que el rasgo FO se observa en otras colecciones de Jatropha curcas obtenidas de las silvestres. En consecuencia, se entiende que el rasgo FO persiste en poblaciones silvestres y, de ahí que sea accesible al público.

Patrón de herencia del rasgo FO Los cruces de plantas FO con plantas normales (inflorescencias silvestres) producen clases de progenie de dos tipos dependientes del genotipo del progenitor masculino. La primera clase de progenie consiste de plantas que producen solamente inflorescencias normales, y la segunda clase de progenie consiste de plantas que producen una mezcla de progenie FO y progenie normal en aproximadamente una relación 50-50.

Este patrón de herencia para el rasgo FO es consistente con aquel de un rasgo nuclear recesivo, con algunas plantas normales que son heterocigotas para el alelo FO y el alelo normal y otras plantas normales que son homocigotas para el alelo normal. El patrón de herencia observado es además consistente con el rasgo FO que es un tipo de esterilidad masculina citoplasmática. En esa situación los tipos FO carecerían del alelo restaurador nuclear, algunos tipos normales serían heterocigotos para un gen restaurador nuclear, y otros tipos normales serían homocigotos para el gen restaurador nuclear.

Los siguientes ejemplos ilustran adicionalmente la invención descrita anteriormente. Con relación a estos ejemplos, son evidentes muchas variaciones que producen un resultado igual o similar, sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. En consecuencia, los ejemplos no son limitantes de la invención.

Ejemplo 1. Origen del rasgo FO y producción de semillas híbridas Los métodos para el cultivo general y los métodos de reproducción de cultivares de Jatropha se describen en Achten y otros, Biomass and Bioenergy 32: 1063-84 (2008).

Las líneas de Jatropha curcas que muestran el rasgo FO debatido anteriormente se desarrollaron en Peten y La Maquina, Guatemala. El objetivo del programa de cultivo fue desarrollar nuevas plantas híbridas de J curcas con aumento de la floración femenina, aumento del conteo de frutos y semilla, y aumento del rendimiento de aceite.

El inventor seleccionó una J curcas con acceso registrado, no patentada designada 'solamente femenina', después de observarla en 2009, cultivarla en un programa mejorado de cultivo controlado en Peten Guatemala. La Jatropha curcas 'solamente femenina' se seleccionó por el inventor basado en la mutación completa de la planta a partir de J curcas silvestre. En particular, 'solamente femenina' produce inflorescencia con solamente flores femeninas (sin estambre) y así, carecen de flores masculinas.

Solamente las flores femeninas de las plantas de Jatropha producen frutos y semilla. Asi, el número de flores femeninas por inflorescencia y el número subsiguientemente de cápsulas del fruto y semilla producidos por las flores femeninas afecta el rendimiento potencial de aceite por planta de Jatropha. El inventor reconoció que el potencial de usar la J curcas FO 'solamente femenina' en un programa de cultivo para producir semillas híbridas eficientemente a partir de estas especies normalmente monoicas.

Ejemplo 2. Producción de semillas híbridas FO Los métodos para la producción de semillas y cultivos híbridos se describen en las patentes de Estados Unidos núm. 4,326,358, núm. 4,527,352, núm. 4,627,192, núm. 4,686,319 y núm. 6,018,101 , así como en la solicitud de Estados Unidos publicada 2008-0098492. El contenido respectivo de estas publicaciones de patente se incorpora en la presente descripción como referencia.

La producción de híbridos requiere una linea femenina en la que no se engendren gametos masculinos. En algunos casos, se realiza el procedimiento de emasculación para producir una planta desprovista de polen y de ese modo femenina. Otra forma de establecer una línea femenina para la producción de semillas híbridas es identificar una línea que es incapaz de producir polen viable.

El rasgo FO de la Jatropha curcas, con acceso registrado, designada 'solamente femenina' seleccionada se usó para crear una línea femenina para la producción de semillas híbridas, ya que la 'solamente femenina' sólo produce flores femeninas y carece de cualquier flor masculina. El rasgo FO de J curcas 'solamente femenina' permite la producción de semillas híbridas a través de la línea endogámica solamente femenina que se planta intercaladamente con una línea endogámica de J curcas que tiene floración silvestre, y además tiene un fondo genético con capacidad de combinación mejorada con una línea que comprende solamente flores femeninas.

Una parcela de producción de semillas híbridas, por ejemplo, con una relación de plantación de 1 :2 puede disponerse con una sola fila de plantas endogámicas de J curcas silvestre sembradas en el límite de dos filas de plantas endogámicas de J curcas FO, en un área que está libre de otras plantas de Jatropha de manera que los insectos polinicen la línea FO, solamente obtienen y portan polen de la línea endogámica de J curcas silvestre a la línea de J curcas FO, y produce de este modo la semilla híbrida F1. La distancia entre cada fila debe ser 3 metros y la distancia entre cada planta debe ser además de 2 metros, pero otras densidades de plantación pueden ser además adecuadas. Los frutos se cosechan después solamente de la línea endogámica solamente femenina (FO) y las semillas que se obtienen de la línea FO son las semillas híbridas F1. La semilla híbrida F1 cosechada produce plantas de J curcas que muestran floración normal, vigor mejorado, aumento del conteo de frutos y semilla, y aumento del rendimiento de aceite. Las semillas pueden recogerse además de la línea masculina silvestre para procesar el aceite.

A 6,000 kg/ha/año de producción de semilla, una parcela de producción de 10 hectáreas produciría 60,000 kg de semilla, de las cuales 40,000 kg serían la semilla híbrida F1 ya que el tipo FO constituye 2/3 de las plantas en cada ha. A un peso de semilla promedio de aproximadamente 0.7 g/semilla esto sería aproximadamente 57 millones de semillas o, como se mencionó anteriormente, suficiente semilla para plantar 28,500 hectáreas con híbridos F1 a una densidad de 2,000 híbridos por ha. El proceso de plantación intercalada usando una línea de J curcas FO seleccionada y una línea de J curcas silvestre para producir la semilla híbrida F1 es ventajoso, por lo tanto, ya que el proceso involucrarla una fracción de los costos del terreno y del trabajo en comparación con la producción del híbrido F1 derivado de la clonación a través de la propagación vegetativa. Esto reduce además el costo de transportar las plantas híbridas a una nueva plantación. Transportar las semillas es mucho menos costoso que transportar los cortes de un híbrido derivados por clonación. La propagación clonal de un híbrido a través de los cortes es más costosa de producir, y más costosa de transportar a los clientes eventuales en comparación con recoger y transportar las semillas híbridas.

Ejemplo 3. Depósito de semilla con la Autoridad Internacional de Depósito Un depósito de semilla de una selección de J curcas que contenía el rasgo FO se depositó en la Colección Americana de Cultivos Tipo (ATCC), 10801 University Boulevard, Manassas, VA 20110-2209. 2500 semillas de la selección de J curcas que contenía el rasgo FO se depositó con la ATCC el 30 de diciembre de 2010, y de acuerdo a la designación de depósito de patente ATCC núm. PTA-11583. Las semillas depositadas pueden sembrarse para producir plantas de J curcas que producen inflorescencia con flores FO, y las plantas de J curcas producidas que muestran el rasgo FO pueden cruzarse además con plantas de J curcas silvestres para producir reproducible y predeciblemente semillas híbridas de J curcas que portan el rasgo FO de acuerdo con los métodos descritos aquí.

Ejemplo 4. Caracterización genética del rasgo FO La propagación asexual de una selección de J curcas que contenía el rasgo FO por cortes vegetativos se realizó en febrero de 2009 en Peten, Guatemala. La evaluación de cinco años demostró que el rasgo FO se fija y mantiene a través de la primera generación de reproducción asexual, y este resultado debe permanecer a través de generaciones sucesivas de reproducción asexual.

Se observó buena concordancia en noviembre de 2009 entre los ensayos de reproducción en Peten y La Maquina, Guatemala, en el porcentaje de tipos FO dentro de una familia de acceso de J curcas determinada, lo que soporta que el rasgo FO se controla por factores genéticos en lugar de factores ambientales. El número de tipos solamente femeninos dentro de una familia con acceso fue aproximadamente ¼ o ½, lo que sugiere que el rasgo FO puede ser recesivo en naturaleza. El ¼ de segregación puede presentarse donde las semillas provienen de la auto-polinización de flores de J curcas silvestre que son heterocigotas para el rasgo FO, y el ½ de segregación puede presentarse cuando las flores de J curcas solamente femeninas reciben el polen de las flores de Jatropha silvestres vecinas que son heterocigotas para el rasgo FO.

Sin considerar cuál puede ser la base genética para el control del rasgo FO en J curcas, estos datos demuestran que el rasgo FO puede introgresarse reproducible y predeciblemente en los fondos genéticos de J curcas y mantenerse establemente a través de la propagación clonal.

Ejemplo 5. Características de J. curcas que muestran el rasgo FO Las J curcas de tipo FO se cultivan en los mismo lugares y bajo las mismas condiciones ambientales que las plantas de J curcas normales.

La semilla de Jatropha curcas polinizada abierta germinó primero bajo condiciones típicas de invernadero, y el desarrollo se detuvo una vez que las plántulas (con brotes) eran de aproximadamente 8 a 10 pulgadas de longitud. Las plántulas de Jatropha curcas se sembraron después en un vivero de campo en Peten, Guatemala, bajo irrigación por goteo y control de la maleza con cubiertas de plástico.

Aproximadamente 6,000 plántulas polinizadas abiertas de Jatropha curcas se sembraron primero a finales del 2008 y a principios del 2009 en un vivero en Antigua, Guatemala, y posteriormente se trasplantaron al campo en Peten, Guatemala en mayo de 2009. Se realizaron selecciones sistemáticas de las plantas de J curcas para identificar los rasgos de valor potencial, y el rasgo FO se identificó dentro de esta población como la única en producir flores que eran todas femeninas.

Ejemplo 6. Usos ilustrativos del rasgo FO en otras variedades de Jatropha Las plantas de J curcas FO de la presente invención pueden usarse de la misma forma que otras plantas de J curcas para usar en la producción de combustible de reactor o como una valla viviente. Sin embargo, el rasgo FO proporciona a las plantas de J curcas de la presente invención ventajas particulares sobre las plantas de J curcas silvestres. Por ejemplo, el rasgo FO permitirá una producción eficiente de semillas híbridas F1 en una fracción de los costos del terreno y del trabajo para producir y transportar las plantas híbridas F1 derivado de la propagación clonal de los brotes. Además, las plantas híbridas F1 producidas como resultado de la plantación intercalada tendrían mejor crecimiento radicular como resultado de ser cultivadas a partir de la semilla híbrida F1 cosechada en oposición a las plantas híbridas que se derivan del corte del tallo.

Ejemplo 7. Introducción del rasgo FO en otras variedades de Jatropha Las características morfológicas y fisiológicas, que incluyen el rasgo FO, de las plantas de J curcas de la presente invención pueden introducirse en otras variedades de Jatropha por técnicas de reproducción convencionales.

Por ejemplo, las plantas FO de J curcas de la invención pueden cultivarse en polinización próximas a otra variedad de Jatropha silvestre, lo que permite que se realice la polinización cruzada manual entre el tipo FO y el silvestre, y después cosechar las semillas híbridas.

Las plantas cultivadas de estas semillas híbridas pueden seleccionarse/probarse después visualmente para el mantenimiento del rasgo FO, o auto-polinizadas y la progenie F2 seleccionada para el rasgo FO y otros rasgos deseables que provienen de la Jatropha silvestre.

De acuerdo con la invención, por lo tanto, los clones de plantas que portan el rasgo FO se sembraron en filas alternas (12-15 plantas por fila) con plantas normal (12-15 plantas por fila) como una fuente de polen, y de ese modo producir cantidades normales de frutos y semillas híbridas a través de la hibridación mediada por los insectos. Adicionalmente, la densidad de plantación de las plantas FO varió al sembrar dos filas de clones FO por cada fila de plantas normales como una fuente de polen. En cada caso, la producción total de semilla por clon FO de 7 meses de antigüedad (un promedio de 25 frutos por planta que producen un total de 3,703 semillas) fue similar a o excedió el obtenido durante el mismo año en la misma área general con clones FO de 7 meses de antigüedad que se polinizaron manualmente.

Estos resultados demuestran que el rasgo FO puede usarse en plantaciones a gran escala que están intermezclados con machos combinados para producir la semilla híbrida a través de la hibridación mediada por insectos. Mediante esta aproximación, de acuerdo con la invención, las semillas recogidas de las filas de plantas FO serían semillas híbridas. Pueden usarse aún mayores relaciones de plantas FO por machos combinados (es decir, 3 filas de FO//1 fila del normal o 4 filas de FO//1 fila del normal) para una producción aún más eficiente de semillas híbridas por área de unidad, según la invención.

La provisión de las plantas de J. curcas FO de la presente invención permite la producción de la progenie de Jatropha FO y plantas híbridas derivadas del rasgo FO. Como se destacó anteriormente, la categoría de "progenie" incluye plantas que son crías o descendientes de cualquier planta de J. curcas FO de la presente invención. La "progenie" incluye además las generaciones sucesivas de las crías, por ejemplo, las plantas seleccionadas para el rasgo FO a través de la metodología descrita aquí. La progenie de primera generación puede mantener el rasgo FO del progenitor de J. curcas FO. Todavía, si la progenie Fl no manifiesta el fenotipo FO, entonces una porción de las generaciones posteriores de crias derivadas de las auto-polinizaciones manifestará el fenotipo de floración solamente femenino y tendrá el mismo rasgo FO de las plantas de J curcas FO descritas aquí.

Cualquier metodología que comprenda una técnica seleccionada del grupo que consiste de técnicas de reproducción asexual y técnicas de reproducción sexual, y usando las plantas de J curcas FO de la presente invención, se contemplan en esta invención. De este modo, la invención abarca el uso de diversas técnicas, que incluyen pero sin limitarse a, propagación vegetativa, auto-gestión, retrocruzamiento, producción de híbridos, cruzamiento, y similares, usando las plantas de J curcas FO de la presente invención.

Además dentro de esta invención están la progenie o las plantas híbridas, la semilla, y partes de la planta obtenidas de las plantas de J curcas FO de la presente invención.

Aunque lo anterior se refiere a modalidades preferidas particulares, se entenderá que la presente invención no se limita a estas. Resultará evidente para las personas de habilidad ordinaria en la materia que pueden realizarse varias modificaciones a las modalidades descritas y que tales modificaciones pretenden estar dentro del alcance de la presente invención, la cual se define por las siguientes reivindicaciones.

Todas las publicaciones y solicitudes de patente se incorporan en la presente descripción como referencia en la misma extensión como si cada una de las publicaciones o solicitudes de patente individuales se incorporaran específicamente y se indicaran individualmente para incorporarse como referencia en su totalidad.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un método para cultivar una planta híbrida F1 de Jatropha curcas, que comprende polinizar flores de una primera planta con rasgo de floración solamente femenino (FO) de Jatropha curcas (fenotipo A), con polen de una segunda planta de Jatropha curcas diferente que no exhibe un rasgo de floración solamente femenino (FO) (fenotipo B).

2. Un método para cultivar semilla híbrida F1 de Jatropha curcas, que comprende polinizar flores de una primera planta con rasgo de floración solamente femenino (FO) de Jatropha curcas (fenotipo A), con polen de una segunda planta de Jatropha curcas diferente que no exhibe un rasgo de floración solamente femenino (FO) (fenotipo B), para producir una planta híbrida F1 de Jatropha curcas, y cosechar la semilla de la planta híbrida F1 de Jatropha curcas.

3. Un método para producir aceite de Jatropha curcas, que comprende polinizar flores de una primera planta con rasgo de floración solamente femenino (FO) de Jatropha curcas (fenotipo A), con polen de una segunda planta de Jatropha curcas diferente que no exhibe un rasgo de floración solamente femenino (FO) (fenotipo B), para producir una planta híbrida F1 de Jatropha curcas, y extraer el aceite de las semillas de la planta híbrida F1 de Jatropha curcas.

4. El método de conformidad con la reivindicación 3, que además comprende procesar el aceite para su uso como sustituto de diesel y combustible de reactor.

5. Un sustituto de diesel y combustible de reactor producido por el método de la reivindicación 4.

6. El uso del aceite de Jatropha curcas producido por el método de la reivindicación 3 para producir un sustituto de diesel o combustible de reactor.

7. Un método para producir aceite de Jatropha curcas, que comprende obtener semillas de una planta híbrida F1 de Jatropha curcas, en donde la planta híbrida F1 de Jatropha curcas se produce al polinizar flores de una primera planta con rasgo de floración solamente femenino (FO) de Jatropha curcas (fenotipo A), con polen de una segunda planta de Jatropha curcas diferente que no exhibe un rasgo de floración solamente femenino (FO) (fenotipo B), para producir una planta híbrida F1 de Jatropha curcas, y extraer el aceite de las semillas.

8. El método de conformidad con la reivindicación 7, que además comprende procesar el aceite para su uso como sustituto de diesel y combustible de reactor.

9. Un sustituto de diesel y combustible de reactor producido por el método de la reivindicación 8.

10. El uso del aceite de Jatropha curcas producido por el método de la reivindicación 7 para producir un sustituto de diesel o combustible de reactor.