DESAFÍOS Y PERSPECTIVAS DE LA MEJORA GENÉTICA DEL CAFÉ (Coffe sp.) EN EL SUR DE MANABÍ
DESAFÍOS Y PERSPECTIVAS DE LA MEJORA GENÉTICA DEL CAFÉ ORIGINAL
Palabras clave:
Métodos, características, protoplastos, marcadores moleculares, híbridos, resistenciaResumen
El objetivo de este trabajo de revisión fue dar a conocer el estado de arte de las metodologías y avances en la mejora genética de café a través del tiempo. El café (Coffe sp.) es uno un cultivo de alto valor por su consumo como bebida. Existen unas 130 especies de café, y las más cultivadas son:Coffe arabica, C. canephora y C. liberica. Los diferentes niveles de ploidía en el género Coffea obstaculizan la introducción de características agronómicas y de calidad de las especies diploides hacia las especies tetraploides. Por lo que el mejoramiento genético de café con base en las metodologías convencionales, es un proceso largo y tedioso, que puede durar hasta más de 30 años. Sin embargo, en las últimas décadas se desarrollaron técnicas biotecnológicas que bien pueden contribuir a introducir las características deseadas y a acelerar los procesos de mejora genética, estos métodos son descritos en el presente artículo, para finalmente hacer una discusión sobre los desafíos y perspectivas de la mejora genética del café en el Sur de Manabí.
Descargas
Citas
Acuña, J.R.; De-Peña, M. (1991). Plantre generation from protoplastsofembryogeniccellsuspensionsofCoffeaarabica L. cv. Caturra. Plant Cell Rep. 10:345-348. doi:10.1007/BF00193156
Agwanda, C.O. (1999). Twentysevenyearsofcoffeebreeding in Kenya: prospectsforthereleaseof new varieties. 18th International ScientificColloquiumonCoffee. ASIC, FIN. https://www.asic-cafe.org/conference/18th-internationalscientific-colloquium-coffee/twenty-seven-years-coffee-breeding-kenya.
Albarrán, J.; Bertrand, B.; Lartaud, M.; Etienne, H. (2005). Cyclecharacteristics in a temporaryimmersionbioreactoraffectregeneration, morphology, water and mineral status ofcoffee (Coffeaarabica) somaticembryos. Plant Cell TissueOrganCult. 81:27–36.
Albarrán, J.G. (1999). Influencia de los factores químicos y físicos sobre la regeneración de embriones somáticos de Coffeaarabica en biorreactor simplificado. Tesis MSc., CATIE, Turrialba, CRI.
Albuquerque, E.V.; Cunha, W; A. Barbosa, P. Costa, J. Teixeira, G. Vianna, G. Cabral, D. Fernandez,. Grossi, M. (2009). TransgeniccoffeefruitsfromCoffeaarabicageneticallymodifiedbybombardment. In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant. 45:532-539 doi:10.1007/s11627-009-9254-2
Alemayehu, D. (2017). Reviewongeneticdiversityofcoffee (Coffeaarabica L) in Ethiopia. Int. J. Forest. Hort. 3(2):18-27. doi:10.20431/2454-9487.0302003
Alpizar, E., Dechamp, E.; Bertrand, B.; Lashermes, P.; Etienne, H. (2007). Transgenicrootsforfunctionalgenomicsofcoffeeresistance genes toroot-knotnematodes. In: AssociationforScience and InformationonCoffee, editor, Proceedingsofthe 21st International ConferenceonCoffeeScience. AssociationforScience and InformationonCoffee, Montpellier, FRA. p. 653-659.
Alpizar, E., Dechamp, E.; Espeout, S.; Royer, M.; Lecouls, A.; Nicole, M.; Bertrand, B.; Lashermes, P.; Etienne, H. (2006). EfficientproductionofAgrobacteriumrhizogenes-transformedroots and composite plantsforstudying gene expression in coffeeroots. Plant Cell Rep. 25:959-967 doi:10.1007/s00299-006-0159-9
Azofeifa, A. (2006). Uso de marcadores moleculares en plantas; aplicaciones en frutales del trópico. Agron. Mesoam. 17:221-242. doi:10.15517/am.v17i2.5163
Barbón, R., Jiménez, E.; Capote, A.; Gil, V.; Ocaña, B. (2011). Transformación genética de Coffeaarabicacv. Caturra rojo mediante la electroporación de suspensiones celulares embriogénicas. Biotecnol. Veg. 11(1):33-42.
Barbosa, A.E., Albuquerque, E.; Silva, M.; Souza, D.; Oliveira, O.; Valencia, A.; Rocha, T.; Grossi, M. (2010). ?-Amylase inhibitor-1 gene fromPhaseolusvulgarisexpressed in Coffeaarabicaplantsinhibits ?-amylasesfromthecoffeeberryborerpest. BMC Biotech. 10:44. doi:10.1186/1472-6750-10-44
Barros, E.V., Araujo, G.B.; Brasileiro, A. (2000). Transformação genética de Coffeaarabicaatravés de bombardeamento. SBICafé, BRA. http://www.sbicafe.ufv.br/handle/123456789/652
Barton, C.; Adams, T.; Zarowitz, M. (1991). Stabletransformationofforeign DNA intoCoffeaarabicaplants. In: AssociationforScience and InformationonCoffee, editor, Proceedingsofthe 14th International ConferenceonCoffeeScience. ASIC, San Francisco, CA, USA. p. 460-464.
Baumann, T y Neuenshwander, B (1990). Tissue culture in coffeebiotechnology. Café Cacao Thé, 24(2): 159-164
Berthouly, M. (1997). Biotecnologías y técnicas de reproducción de materiales promisorios en Coffeaarabica. En: E.L. Ibarra, editor, Memorias del XVII Simposio Lati
noamericano de Caficultura. IICA-PROMECAFE, San José, CRI. p. 25-49.
Cunha, W.G.; Barros, E. (2002). Transformação genética de calos embriogênicos de Coffeaarabicaviabiobalística e seleção em canamicina. Embrapa, BRA. https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/CENARGEN/28564/1/tales2002.pdf
Cunha, W.G.; Machado, F.; Vianna, G.; Teixeira, J.; Albuquerque, V. (2004). Obtenção de Coffeaarabica genéticamente modificadas por bombardeamento de calos embriogênicos. Boletim de Pesquisa e desenvolvimento. Embrapa, BRA. https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/CENARGEN/28286/1/bp073.pdf
Custers, J. B. M. (1989). Clonal propagationofCoffeaarabica L. by nodal culture. Paris; In: 9è ColloqueScientifiqueInternationale sur le Café, AssociationScientifiqueInternationale du Café:588–596.
Davis, A.; Govaerts, R.; Bridson, D.; Stoffelen, P. (2006). Anannotatedtaxonomicconspectusofthegenus Coffea (Rubiaceae). Bot. J. Linn. Soc. 152:465-512. doi:10.1111/j.1095-8339.2006.00584.x
de Garcia, E.; Rafael, M. (1989). Propagacion clonal de plantas de cafe (Coffeaarabica L. “Catimor”) a partir de microesquejes cultivados in vitro. Agron. Trop. 39:249–268.
De-Guglielmo, Z.; Fernández, R.; Hermoso, L.; Altosaar, I.; Menéndez, A. (2010b). Optimización de los parámetros de transformación genética de café mediante biobalística con el gen reportero gus. Acta Biol. Venez. 30(1-2):23-34.
De-Kochko, A., Akaffou, S.; Andrade, A.C.; Campa, C. Crouzillat, D.; Guyot, R.; Hamon, P.; Ming, R.; Mueller, L.A.; Poncet, V.; Tranchant, C.; Hamon, S. (2010). Advances in Coffeagenomics. Adv. Bot. Res. 53:23-63. doi:10.1016/s00065- 2296(10)53002-7
Díaz, C.; Chaparro, A. (2012). Métodos de transformación genética de plantas. Rev. U.D.C.A Actual. Divulg. Cient. 15(1):49- 61.
Dublin, P (1981). Embryogenésesomatique directe sur fragments de feuilles de caféierarabusta. Café Cacao Thé, 25 (4): 237-242
Dublin, P (1984). Techniques de reproductionvégétative in vitro et améliorationgénétiquechez les caféirescultivés. Café Cacao Thé, 28 (4): 231-244
Dublin, P. (1980). Induction de bourgeonsnéoformés et embryogenésesomatique. Deuxvoies de multiplicationvégétative in vitro des caféierscultivés. Café Cacao Thé. XXIV:121–130.
Dublin, P. (1984). Techniques de reproductionvégétative in vitro et améliorationgénétiquechez les caféierscultivés. Café Cacao Thé. XXVIII:231–244.
Dufour, M.; Leroy, T.; Carrasco, C.; Philippe, R.; Fenouillet, C. (2000). Coffee (Coffeasp.) genetictransformationforinsectresistance. In: T. Sera et al., editors, Coffeebiotechnology and quality. Springer, Dordrecht, NLD. p. 209-217. doi:10.1007/978-94-017-1068-8_18
Etienne, H.; Berthouly, M. (2002). Temporaryimmersionsystems in plantmicropropagation. Plant Cell TissueOrganCult. 69:215–231.
Fernández, R.; De Guglielmo, Z.; Menéndez, A. (2010). Cultivo de tejidos y transformación genética de café. Revista de Investigación 71(34): 57-84. http://ve.scielo.org/scielo.php?pid=S1010-29142010000300004&script=sci_abstract
Fernandez, R.; Menéndez, A. (2003). Transient gene expression in secondarysomaticembryosfromcoffeetissueselectroporatedwiththe genes gus and bar. Electron. J. Biotechnol. 6:29-35. doi:10.2225/vol6-issue1-fulltext-6
García, E y Rafael, M (1989). Control de la oxidación y contaminación en microesquejes de café (Coffeaarabica L. Catimor) cultivados in vitro. AgronTrop, 40 (4-6): 281-290
Gatica, A.M.; Arrieta, G.; Espinoza, A. (2008). Plantregenerationviaindirecsomaticembryogenesis and optimisationofgenetictransformation in Coffeaarabica L. cvs Caturra and Catuaí. Electron. J. Biotechnol. 11:1-11. doi:10.2225/vol11- issue1-fulltext-9
Gichuru, E., Agwanda, C.O.; Combes, M.C.; Mutitu, E.W.; Ngugi, E.C.; Bertrand, B.; Lashermes, P. (2008). Identificationof molecular markerslinkedto a gene conferringresistancetocoffeeberrydisease (Colletotrichumkahawae) in Coffeaarabica. PlantPathol. 57:1117-1124. doi:10.1111/j.1365-3059.2008.01846.x
Gotteland, M.; Saturnino, P. (2007). Algunas verdades sobre el café. Revista Chilena de Nutrición, 34 (2). https://dx.doi.org/10.4067/S0717-75182007000200002
Grézes, J.; Thomasset, B.; Thomas. D. (1994). FactorsinfluencingprotoplastsisolationfromCoffeaarabicacells. Plant Cell Tiss. OrganCult. 36:91-97. doi:10.1007/BF00048319
Hatanaka, T.; Choi, Y.; Kusano, T.; Sano, H. (1999). TransgenicplantsofcoffeeCoffeacanephorafromembryogeniccallusviaAgrobacteriumtumefaciens-mediatedtransformation. Plant Cell Rep. 19:106-110. doi:10.1007/s002990050719
ICAFE (Instituto Del Café de Costa Rica). (2016). Informe sobre la actividad cafetalera de Costa Rica. ICAFE, Heredia, CRI. http://www.icafe.cr/wp-content/uploads/informacion_mercado/informes_actividad/anteriores/2016.pdf
Indacochea Chilan, L.L. (2018). Análisis de la tolerancia a la presencia de cuatro enfermedades foliares en 20 variedades e híbridos de café arábigo (Coffea arábiga). Tesis, Universidad Estatal del Sur de Manabí, Jipijapa, Ecuador. http://repositorio.unesum.edu.ec/handle/53000/1281
Kumar, V., Satyanarayana, K.; Sarala, S.; Indu, E.; Giridhar, P.; Chandrashekar, A.; Ravishankar, G. (2006). Stabletransformation and directregeneration in Coffeacanephora P ex. Fr. byAgrobacteriumrhizogenesmediatedtransformationwithouthairy-rootphenotype. Plant Cell Rep. 25:214-222 doi:10.1007/s00299-005-0045-x
Labouisse, J.P.; Bellachew, B.; Kotecha, S.; Bertrand, B. (2008). Current status ofcoffee (Coffeaarabica L.) geneticresources in Ethiopia: implicationsforconservarion. Genet. Resour. CropEvol. 55:1079-1093. doi:10.1007/s10722-008-9361-7
Lashermes, P.; Carvalho, A.; Etienne, H. (2008). Genomicsofcoffee, oneoftheworld’slargesttradedcommodities. In: P.H. Moore, and R. Ming, editors, Genomicsof tropical cropplants. Vol. 1. Plantsgenetics and genomics: Crops and models. Springer, NY, USA. p. 203-226. doi:10.1007/978-0-387-71219-2_9
Lashermes, P.; Combes,M.C.; Robert, J.; Trouslot, P.; Hont, A.D.; Anthony, F.; Charrier, A. (1999). Molecular characterization and originoftheCoffeaarabica L. genome. Mol. Gen. Genet. 261:259-266. doi:10.1007/s004380050
Leroy, T., A. Henry, M. Royer, I. Altosaar, R. Frutos, D. Duris, and R. Philippe. (2000). GeneticallymodifiedcoffeeplantsexpressingtheBacillusthuringiensis cry1Ac gene forresistancetoleafminer. Plant Cell Rep. 19:382-389. doi:10.1007/ s002990050744
Leroy, T.; Royer, M.; Paillard, M. (1997). Introduction de gènesd’intérêtagronomiquedansl’espèceCoffeacanephoraPierre par transformationavec. Agrobacteriumsp. Fr: AssociationforScience and InformationonCoffee, editor, Dix-septièmecolloquescientifiqueinternational sur le café. ASIC, Paris, FRA. p. 439-446
Levitus, G.; Echenique, V.; Rubinstein, C.; Hopp, E.; Mroginski, L. (2010). Biotecnología y Mejoramiento Vegetal II. Argenbio, INTA. 643 p. http://exa.unne.edu.ar/biologia/fisiologia.vegetal/BiotecnologiayMejoramientovegetalII.pdf
Llop, P. (2003). Caracterización molecular de la pérdida del poder patógeno en
Agrobacteriumtumefaciens. Tesis Dr., Universitat De Valencia Servei de Publicacions, Valencia, ESP.
López, K.; Rodríguez, D.; Vaca, J. (2013). Optimización de las condiciones de inoculación por biobalística de un Begomovirus en tomate y tabaco. Rev. Colomb. Biotecnol. 15(2):8-17. doi:10.15446/rev.colomb.biote.v15n2.41261
Lucas Suárez, V.M. (2018). Evaluación de la producción de variedades e híbridos de Coffeaarabiga (café arábigo). Tesis, Universidad Estatal del Sur de Manabí, Jipijapa, Ecuador. http://repositorio.unesum.edu.ec/bitstream/53000/1283/1/UNESUM-ECUADOR-AGROPECUARIA-2018-13.pdf
McCown, B.H.; Lloyd, G. (1981). Woody plantmedium (WPM)-A mineral nutrientformulationformicrocultureofwoodyplantspecies. HortSci. 16:453-453
Melese, K. (2016). The role ofbiotechnologyoncoffeeplantpropagation: A currenttopicspaper. J. Biol. Agric. Healthcare 6(5):13-19. https://core.ac.uk/download/pdf/234661918.pdf
Mishra, M.K.; Slater, A. (2012). Recentadvances in thegenetictransformationofcoffee. Biotechnol. Res. Int. 2012:580857. doi:10.1155/2012/580857
Mishra, M.K.; Sreenath, H.; Srinivasan, C. (2002). Agrobacterium-mediatedtransformationofcoffee: anassessmentoffactorsaffecting gene transfer efficiency. In: AssociationforScience and InformationonCoffee, editor, Proceedingsofthe 15th PlantationCropsSymposiumPlacrosym XV. ASIC, Mysore, IND. p. 251-255.
Morel, G.; Wetmore, R. H. (1951). Tissue culture ofmonocotyledons. Am. J. Bot. 38:138–140.
Morillo, S.X. (2011). Evaluación del control de Agrobacteriumtumefaciens mediante la aplicación de agentes antibióticos en rosas. Informe Ing. Agropecu., Universidad de Fuerzas Armadas ESPE, Sangolquí, ECU
Noceda, C; Jiménez, E; Barbón, R; Capote, A; Quiala, E; Chávez, M; Pérez, N y Pérez, J (1998). Estudio del potencial embriogénico en diferentes explantes foliares de CoffeacanephoraCv. Robusta (Resumen). III Encuentro Latinoaméricano de Biotecnología Vegetal, La Habana, Cuba. p. 515
Ocampo, C.A.; Manzanera; L. (1991). Advances in geneticmanipulationofcoffeeplant. In: AssociationforScience and InformationonCoffee, editor, Proceedingsof 14th Colloquiumof International CoffeeScienceAssociation. ASIC, San Francisco, CA, USA. p. 378-382.
Ogita, S.; Uefuji, H.; Morimoto, M.; Sano, H. (2004). ApplicationofRNAitoconfirmtheobromine as themajorintermediateforcaffeinebiosynthesis in coffeeplantswithpotentialforconstructionofdecaffeinatedvarieties. Plant Mol. Biol. 54:931-941. doi:10.1007/s11103-004-0393-x
Orozco, F.J.; Schieder, D. (1982). Aislamiento y cultivo de protoplastos a partir de hojas de café. Cenicafé 33(4):129-136.
Parrales Parrales, T.E. (2021). Severidad de cuatro enfermedades foliares en 20 cultivares de café arábigo (Coffea arábiga). Tesis, Universidad Estatal del Sur de Manabí, Jipijapa, Ecuador. http://repositorio.unesum.edu.ec/handle/53000/2936
Perthuis, B.; Pradon, J.; Montagnon, C.; Dufour, M.; Leroy, T. (2005). Stable resistance against the leaf miner Leucoptera coffe ella expressed by genetically transformed Coffe acanephora in a pluriannual field experiment in French Guiana. Euphytica 144:321-329. doi:10.1007/s10681-005-8003-9
Ponce Vaca, L.; Orellana Suarez, K.; Acuña Velásquez, I.; Alfonso Alemán, J.; Fuentes Figueroa, T. (2018). Situación de la caficultura ecuatoriana: perspectivas. Estudios del Desarrollo Social: Cuba y América Latina 15(1): 307-325. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2308-01322018000100015&lng=pt&nrm=iso
Ribas, A.F., Galvão, R.M.; Pereira, E.F.P.; Vieira, L.. (2006ª). Transformação de Coffeaarabicacom o gene da ACC-oxidase em orientaçãoantisenso. Em: Association for Science and Informationon Coffee, editor, Proceedingsofthe 50th Congreso Brasileiro de Genética. ASIC, São Paulo, BRA. p. 492-493.
Ribas, A.F.; Kobayashi, A.; Pereira, L.; Vieira, L. (2005). GenetictransformationofCoffeacanephorabyparticlebombardment. Biol. Plantarum 49:493-497. doi:10.1007/s10535-005-0038-1
Ribas, A.F.; Protasio, L.; Gonzaga, L.; Vieira, L. (2006c). Genetictransformationofcoffee. PlantPhysiol. 18:83-94. doi:10.1590/S1677-04202006000100007
Rosillo, A.G.; Acuna, J.; Gaitan, A.; De-Pena, M. (2003). Optimised DNA deliveryintoCoffeaarabicasuspension culture cellsbyparticlebombardment. Plant Cell Tiss. OrganCult. 74:45-49. doi:10.1023/A:1023314128543
Santana-Buzzy, N.; Rojas-Herrera, R.; Galaz-Ávalos, R.M.; Ku-Cauich, J.R.; Mijangos-Cortés, J.; Gutiérrez-Pacheco, L.C.; Canto, A.; Quiroz-Figueroa, F.; Loyola-Vargas, V.M. (2007). Advances in coffeetissue culture and itspracticalapplications. In Vitro Cell.Dev.Biol. Plant 43:507–520. DOI 10.1007/s11627-007-9074-1
Schopke, C.; Muller, L.; Kohlenbach, H. (1987). Somaticembryogenesis and regenerationofplantlets in protoplast cultures fromsomaticembryosofcoffee (Coffeacanephora P. exFr). Plant Cell Tiss. OrganCult. 8:243-248. doi:10.1007/ BF00040951
Solano, W. (2001). Efecto de las características de cultivo en suspensión celular y en biorreactor con inmersión temporal sobre la propagación masiva de Coffeaarabica por embriogénesis somática. Tesis Lic., Universidad de Costa Rica, Turrialba, CRI.
Sondahl, M.R.; Champman, M.; Sharp, N. (1980). Protoplastliberation, cellwallconstruction and callusproliferation in Coffeaarabica L. callustissues. Turrialba 30:161-165.
Söndhal, M y Mónaco, L (1981). In vitro methodsappliedtocoffe. En: Thorpe, T.A. Planttissue culture methods and applications in agriculture, AcademicPress, USA. Pp: 325-347
Spiral, J.; Petiard, V. (1991). Protoplast culture and regeneration in coffeespecies. In: AssociationforScience and InformationonCoffee, editor, Proceedingsofthe 14th International ConferenceonCoffeeScience. ASIC, San Francisco, CA, USA. p. 383-391.
Spiral, J.; Thierry, C.; Paillard, M.; Petiard, V. (1993). Obtention de plantules de Coffeacanephora Pierre (Robusta) transformées par Agrobacteriumrhizogenes. Compt. Rend. l’Academ. Sci. Paris 316(1):1-6
Staritsky, G. 1970. Embryoidformation in callustissuesofcoffee. Acta Bot. Neerl. 19 (4): 509-514
Tran, H.T., Slade, L.; Furtado, A.; Smyth, H.; Henry, R. (2016). Advances in genomicsfortheimprovementofquality in coffee. J. Sci. FoodAgric. 96:3300-3312. doi:10.1002/jsfa.7692
Valderrama, A.M., Arango, R.; Afanador, L. (2005). Transformación de plantas mediada por Agrobacterium: “Ingeniería Genética Natural Aplicada”. Rev. Fac. Nal. Agr. 58:2569-2585.
Van-Boxtel, J.V. (1994). Studiesongenetictransformationofcoffeebyusingelectroporation and thebiolisticmethod. PhD. Diss., Univesityof Wageningen, NLD.
Van-Boxtel, J.V.; Berthouly, M.; Carasco, M.; Dufour, M.; Eskes, A. (1995). Transientexpressionof ?-glucuronidasefollowingbiolisticdeliveryofforeign DNA intocoffeetissues. Plant Cell Rep. 14:748-752. doi:10.1007/BF00232915
Villacreses Pin, J.I. (2017). Estudio de las enfermedades que afectan a la producción del cultivo de café arábico (Coffeaarabiga). Tesis, Universidad Estatal del Sur de Manabí, Jipijapa, Ecuador. http://repositorio.unesum.edu.ec/bitstream/53000/711/1/UNESUM.ECU-AGROPE-2017-14.pdf
Villalta-Villalobos, J. y Gatica-Arias, A. (2019). Una mirada en el tiempo: mejoramiento genético de café mediante la aplicación de la biotecnología. Agronomía Mesoamericana 30(2):577-599. doi:10.15517/am.v30i2.34173
