América Latina: Desarrollo de capacidad multi-país en cumplimiento del Protocolo de Cartagena en Bioseguridad (COLOMBIA, PERU, COSTA RICA, BRASIL)

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1 América Latina: Desarrollo de capacidad multi-país en cumplimiento del Protocolo de Cartagena en Bioseguridad (COLOMBIA, PERU, COSTA RICA, BRASIL) 1.Informe técnico de avance de implementación de subproyectos NOMBRE DEL PROYECTO Dormancia de semillas de arroz NOMBRE DEL INVESTIGADOR PRINCIPAL Adriana Murillo Williams NOMBRE DEL PERSONAL INVOLUCRADO Investigadores asociados: Ing. Andrés Monge Vargas (CIGRAS-UCR) y MSc. Alvaro Azofeifa Delgado (CIGRAS-UCR) Asistentes de Investigación: Viviana Madrigal, Tatiana Vargas, Alejandro Morales, José Pablo González, Alejandro Ureña y Elian Méndez. NOMBRE DE LA INSTITUCIÓN QUE DESARROLLA EL PROYECTO Centro para Investigaciones en Granos y Semillas (CIGRAS) Universidad de Costa Rica JUSTIFICACIÓN Las variedades de arroz (Oryza sativa) varían considerablemente en su grado de dormancia (Jennings y de Jesús, 1964), la cual es una característica de la semilla que controla la germinación de éstas (Finch-Savage y Leubner-Metzger, 06) y determina la sincronía y el porcentaje de germinación de semillas viables que permanecen en el banco de semillas (Finkelstein et al 08). En Costa Rica, la disponibilidad de arroz transgénico resistente a herbicidas puede representar una alternativa para los agricultores para el control selectivo de malezas y reducir los costos de mano de obra. Sin embargo, varios estudios han demostrado el flujo de genes de arroz transgénico a las arvenses y a arroz no transgénico y la expresión del rasgo transgénico en la progenie (Oard et al, 00; Chen et al,

2 2 04; Rong et al, 05; Sánchez-Olguín et al 09). En condiciones de campo, tanto la cosecha de arroz mecanizada como la manual conducen a la pérdida de semillas en el campo. En un caso hipotético en el cual se sembrara arroz OGM en el país, si las semillas que caen al suelo tienen o adquieren dormancia y no germinan poco después de su caída, se incorporarán en el banco de semillas. De acuerdo a su grado de dormancia, la germinación de estas semillas variará en tiempo y espacio, por lo que se aumentan las posibilidades de traslape de los períodos de floración de la especie OGM con el arroz silvestre. Por lo tanto, es importante conocer el grado de dormancia de las semillas a la cosecha y el tiempo que éstas permanecen viables en el suelo. DESCRIPCION DEL SUBPROYECTO El objetivo general del proyecto fue determinar el efecto del enterramiento sobre el porcentaje de dormancia, germinación y muerte de semillas de dos variedades comerciales de arroz OBJETIVOS Determinar el grado de dormancia de semillas de dos cultivares comerciales en almacenamiento posterior a la cosecha Determinar el efecto del enterramiento de semillas de dos variedades comerciales sobre su viabilidad bajo dos sistemas de irrigación MÉTODOS El experimento se estableció en una finca comercial de arroz en la localidad de Cañas, Guanacaste en Agosto de. Grupos de semillas de las variedades comerciales de arroz Palmar 18 y CR5272 se empacaron y se enterraron a diferentes profundidades (0, 15, 30 cm)en el campo en bloques de 12 parcelas. El ensayo fue colocado en un arreglo de bloques completos al azar con 4 repeticiones. Las semillas restantes se almacenaron a 7 o C. El muestreo del material se llevo a cabo cada mes. Las semillas desenterradas en el campo se llevaron al Laboratorio de Semillas del CIGRAS para ser desinfectadas superficialmente y colocadas sobre papel para germinación a 30 o C. Se realizaron evaluaciones del material a los 8 y 15 días después de la siembra. Las variables evaluadas fueron: porcentaje de germinación, porcentaje de semillas muertas y porcentaje semillas no germinadas viables (con dormancia). La viabilidad de semillas no germinadas se determinó con una solución al 1% de cloruro de tetrazolio. Se consideraron semillas viables en las que se observaron embriones teñidos de rojo.

3 3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN El porcentaje inicial de germinación, muerte y dormancia de semillas de los lotes de semillas utilizados en este experimento se detallan a continuación: Cuadro 1. Determinación inicial de germinación, muerte y dormancia de semillas recién cosechadas de las variedades Palmar 18 y CR 5272 Variedad Germinación (%) Muerte (%) Dormancia (%) Palmar CR La germinación, mortalidady dormancia de los lotes de semillas en almacenamiento varió de acuerdo a la variedad (Fig.1). Para CR 5272 el porcentaje de dormancia disminuyó gradualmente en el tiempo mientras que para Palmar 18 éste disminuyó drásticamente en los primeros meses y luego aumentó, posiblemente por la inducción de dormancia secundaria (Fig. 1). No se puede explicar el hecho que a partir del mes 8 la dormancia volvió a disminuir. Palmar 18 CR-5272 Meses en almacenamiento % Semillas germinadas % Semillas con dormancia % Semillas muertas Figura 1. Porcentaje de semillas germinadas, muertas y con dormancia de dos variedades comerciales durante nueve meses de almacenamiento a 7 o C. Debido a la gran cantidad de lluvia durante los primeros meses luego de establecido el experimento, las parcelas que se iban a mantener en secano se inundaron, por lo que se mantuvieron en esta condición.

4 4 En las pruebas de campo, la germinación fue mayor en semillas colocadas en la superficie del suelo, en la cual las semillas germinaron, o murieron (Fig 2). Palmar 18 CR cm 15 cm 30 cm 0 Meses después de siembra % Semillas germinadas % Semillas con dormancia % Semillas muertas Fig 2. Porcentaje de semillas germinadas, muertas y con dormancia de dos variedades comerciales enterradas a 0, 15 y 30 cm de profundidad en un campo comercial de arroz durante nueve meses de evaluaciones. Inicialmente la mortalidad fue mayor en semillas enterradas a 15 y 30 cm, sin embargo, en los últimos meses de evaluaciones, la mortalidad en semillas en la superficie aumentó y superó a la observada en semillas enterradas. Los porcentajes promedio de dormanciafueron 0,01 %, 2,1 % y 3,4 % en semillas enterradas a 0, 15 y 30 cm de profundidad, respectivamente (Fig 2).

5 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES - Los resultados de este trabajo indican que la ruptura de dormancia en semillas que caen al suelo y permanecen en la superficie, por lo que la mayoría germina. - La mortalidad de semillas aumenta cuando éstas son enterradas, sin embargo, conforme pasa el tiempo la moralidad también aumenta en semillas en la superficie del suelo. - Un pequeño porcentaje de semillas enterradas se mantiene con dormancia y otro porcentaje tiene la capacidad de germinar inmediatamente después de desenterrada. - Dado que las semillas que caen en la superficie germinan o mueren, una posible recomendación para los productores (ya sea de arroz para semilla o para consumo humano) es evitar al máximo disturbar el suelo luego de la cosecha. De esta manera las semillas que caen al suelo germinan y las plantas voluntarias pueden ser controladas con algún tipo de control químico o cultural. - Luego de nueve meses, mas del 90% de las semillas de las dos variedades en estudioya sea en la superficie del suelo (0 cm) o enterradas a 15 cm o 30 cm murieron, por lo que se recomienda continuar el estudio para determinar el momento en el que la mortalidad es del %. De esta manera los tomadores de decisiones pueden tener una referencia de cuanto tiempo debe pasar para que las semillas del cultivo anterior mueran. - Se recomienda establecer el experimento en otras localidades para poder recopilar la mismas información bajo otras condiciones de suelo, microbiológicas, de manejo y asi poder obtener resultados con mayor inferencia. BIBLIOGRAFÍA Chen, L.J., D. S. Lee, Z. P. Song, H. S. Suh, and B. Lu. 04. Gene flow from cultivated rice (Oryza sativa) to its weedy and wild relatives. Annals Bot. 93: Finch-Savage, W.E., and G. Leubner-Metzger. 06. Seed dormancy and the control of germination. New Phytol. 171: Finkelstein, R., W. Reeves, T. Ariizumi, and C. Steber. 08. Molecular aspects of seed dormancy. Annu. Rev. Plant Biol. 59: Jennings, P.R., and J. de Jesus Jr Effect of heat on breaking seed dormancy in rice. Crop Sci. 4: Oard, J., M.A. Cohn, S. Linscombe, D. Gealy, and K. Gravois. 00. Field evaluation of seed production, shattering, and dormancy in hybrid populations of transgenic rice (Oryza sativa) and the weed, rid rice (Oryza sativa). Plant Sci. 157: Rong, J., Z. Song, J. Su, H. Xia, B. Lu, and F. Wang. 05. Low frequency of transgene flow from Bt/CpTl rice to its nontransgenic counterparts planted at close spacing. New Phytol. 168: Sanchez-Olguin, E.R., G. Arrieta-Espinoza, J.A. Lobo, and A.M. Espinoza-Esquivel. 09. Assessment of gene flow from an herbicide resistant indica rice (Oryza sativa L.) to the Costa Rican weedy rice (Oryza sativa) in Tropical America: factors affecting hybridization rates and characterization of F1 hybrids. Transgenic Res. 18:

6 6 Área Temática: Investigador Principal: Adriana Murillo Institución: CIGRAS-UCR 2. Cuadro resumen avance de actividades subproyecto Título Subproyecto: Dormancia de semillas de arroz Fecha de inicio Fecha de finalización Indicadores de resultados por actividad Programa Programada Efectiva Efectiva Comprometidos Obtenidos a la fecha da Objetivo 1. Determinar el grado de dormancia de semillas de dos cultivares comerciales en almacenamiento posterior a la cosecha Actividad 1 a, b, c Mayo Actividad 2 a Actividad 3 a, b Mayo Setiembre Junio Setiembre Junio Ninguno Ninguno Ninguno Todos. Las semillas cosechadas no eran de buena calidad por lo que se recurrió a la ONS y al INTA para obtener material fresco nuevamente. La cantidad que fue entregada alcanzóúnicamente para el establecer el experimento en una localidad. Se establecieron pruebas de germinación con hipoclorito de sodio y el fungicida Amistar. Se tiene los resultados de las pruebas de germinación inicial de los lotes de semillas recién cosechados, asi como el porcentaje de semillas muertas y con dormancia. Objetivo 2.Determinar el efecto del enterramiento de semillas de dos variedades comerciales sobre su viabilidad bajo dos sistemas de irrigación Actividad 4a Actividad 4 b Actividad 5a Junio Agosto Agosto Agosto Continua por 12 meses Continua por 12 meses Ninguno, sin embargo hizo falta semillas para establecer el experimento en la localidad de Parrita. Establecimiento en la localidad de Parrita Evaluaciones en la localidad de Parrita por falta de semillas Se empacó la semilla que se utilizó en la localidad de Cañas Establecimiento en la localidad de Cañas Evaluaciones por 8 meses en la localidad de Cañas