Gene expression changes in phosphorus deficient potato (Solanum tuberosum L.) leaves and the potential for diagnostic gene expression markers

Background: There are compelling economic and environmental reasons to reduce our reliance on inorganic phosphate (Pi) fertilisers. Better management of Pi fertiliser applications is one option to improve the efficiency of Pi fertiliser use, whilst maintaining crop yields. Application rates of Pi fertilisers are traditionally determined from analyses of soil or plant tissues. Alternatively, diagnostic genes with altered expression under Pi limiting conditions that suggest a physiological requirement for Pi fertilisation, could be used to manage Pifertiliser applications, and might be more precise than indirect measurements of soil or tissue samples. Results: We grew potato (Solanum tuberosum L.) plants hydroponically, under glasshouse conditions, to control their nutrient status accurately. Samples of total leaf RNA taken periodically after Pi was removed from the nutrient solution were labelled and hybridised to potato oligonucleotide arrays. A total of 1,659 genes were significantly differentially expressed following Pi withdrawal. These included genes that encode proteins involved in lipid, protein, and carbohydrate metabolism, characteristic of Pi deficient leaves and included potential novel roles for genes encoding patatin like proteins in potatoes. The array data were analysed using a support vector machine algorithm to identify groups of genes that could predict the Pi status of the crop. These groups of diagnostic genes were tested using field grown potatoes that had either been fertilised or unfertilised. A group of 200 genes could correctly predict the Pi status of field grown potatoes. Conclusions: This paper provides a proof-of-concept demonstration for using microarrays and class prediction tools to predict the Pi status of a field grown potato crop. There is potential to develop this technology for other biotic and abiotic stresses in field grown crops. Ultimately, a better understanding of crop stresses may improve our management of the crop, improving the sustainability of agriculture.

Análise de imagens no estudo da porosidade em latossolo cultivado com batata (Solanum tuberosum L.) sob dois sistemas de irrigação

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Crescimento, produtividade, acúmulo e exportação de nutrientes em cultivares de batata (Solanum tuberosum L.)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Determinação das características agronômicas, dos distúrbios fisiológicos, do estado nutricional da planta e da qualidade dos tubérculos em cultivares de batata (Solanum tuberosum L.)

Pós-graduação em Agronomia (Agricultura) - FCA

Estresse hídrico e adubação silicatada em batata (Solanum tuberosum L.) cv. Bintje

Pós-graduação em Agronomia (Agricultura) - FCA

Aplicação de silício solúvel via solo e foliar na cultura da batata (Solanum tuberosum l.) sob deficiência hídrica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Irrigação por gotejamento superficial e subsuperficial na cultura de batata (Solanum tuberosum L.) com dois sistemas de plantio

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Adubação fosfatada em cultivares de batata (Solanum tuberosum L.)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Fontes e doses de cálcio e nitrogênio na nutrição e produção de batata (Solanum tuberosum L.) para indústria

Pós-graduação em Agronomia (Agricultura) - FCA

Doses e parcelamento da adubação potássica na cultura da batata (Solanum tuberosum L.)

Pós-graduação em Agronomia (Agricultura) - FCA

Modelización de la distribución espacial de Bactericera cockerelli Sulc. (Hemiptera: Triozidae) en Solanum tuberosum L. (Solanales: Solanaceae)

La producción de Solanum tuberosum L., Lycopersicum esculentum Mill. y Physalis ixocarpa Brot. (Solanales: Solanaceae) ha sufrido fuertes pérdidas económicas por la presencia de Bactericera cockerelli Sulc. (Hemiptera: Triozidae) al asociarse con las enfermedades punta morada o “zebra chip", además de ser el transmisor de Candidatus Liberibacter solanacearum. Las alternativas de control utilizadas han carecido de eficacia por desconocer la distribución espacial del insecto dentro de la parcela. Conocer dicho comportamiento permitiría focalizar las alternativas de control, haciéndolas más eficaces. Este trabajo tuvo por objetivo modelizar la distribución espacial de los estadíos de huevo, ninfa y adulto de B. cockerelli obtenidos en muestreos por transectos en un cultivo de papa, utilizando herramientas geoestadísticas. Los resultados indican que la distribución espacial de las poblaciones de huevos, ninfas y adultos de B. cockerelli fue de tipo agregada en cada fecha de muestreo. La validación cruzada de los semivariogramas obtenidos corrobora la distribución agregada en las poblaciones de B. cockerelli. Por su parte, los mapas elaborados permiten observar la estructura agregada de las poblaciones del insecto, permitiendo identificar áreas infestadas y áreas libres. Se encontró estabilidad espacio temporal para los tres estadios del insecto.

Detección de Ralstonia solanacearum en Solanum tuberosum L. en el Estado de Sonora, México

Ralstonia solanacearum (Rs) produce la enfermedad cuarentenaria denominada marchitez bacteriana en papa. México es un país importador de semilla de Estados Unidos de América y Canadá, aspecto significante para provocar una eventual introducción de esta enfermedad en áreas con amplias extensiones de papa. Sonora es una región importante en relación con la producción de este cultivo. Por lo anteriormente expuesto, se realizó la presente investigación, teniendo como objetivos: a) la producción de antisuero para la bacteria Rs; b) diagnosticar Rs en tubérculos de importación que se utilizan para siembra, y en tubérculos de procedencia mexicana para consumo humano, que son utilizados como semilla; c) la detección de la bacteria durante el desarrollo vegetativo de lotes de papa en Sonora, México. Se analizó tubérculo semilla de importación, de consumo humano, plantas de papa, hojas y tubérculos de producción; los métodos de detección utilizados fueron medios de cultivos específicos, ELISA, antisuero producido y pruebas de patogenicidad. Los resultados mostraron positiva la presencia de Rs en tubérculos de consumo; en tubérculos de importación y en etapas vegetativas fue negativa. Cada prueba de detección por separado no debe ser utilizada como método único; la presencia de Rs representa un riesgo de eventual manifestación de la enfermedad, por lo que es necesario que las áreas productoras realicen actividades de control preventivo fitosanitario.

Die Kartoffel. Geschichte, Bau und Lebenserscheinungen, Nutzen und Anbau von Solanum tuberosum L. mit einer Beschreibung der Zuchtstätten der deutschen Kartoffel, der Kartoffelsorten und der Kartoffelkrankheiten.

Mode of access: Internet.

Producción de microtubérculos de papa (Solanum tuberosum L.), cultivar Burren en biorreactores económicos de inmersión temporal

El estudio de microtuberización del cultivar de papa Burren se realizó en el Laboratorio de Cultivo de Tejidos de la Universidad Nacional Agraria entre los meses de junio a diciembre del 2015. Se estudiaron las fases de multiplicación y formación de microtubérculos en Biorreactores Económicos de Inmersión Temporal (BEIT). En la fase de multiplicación se evaluó la formación de plantas completas cuando se sembraron 70 microesquejes en cinco variantes de medios de cultivo. Se empleó un diseño de Bloques Completos al Azar con arreglo unifactorial con réplicas conformadas por 2 BEIT, y para definir las diferencias estadísticas entre las medias (ANDEVA) de los tratamientos se realizó la prueba de rangos múltiples de Duncan-Waller ( = 0.05). En la formación de plantas se evaluaron la longitud de plantas, número de hojas y número de brotes que se les realizó la prueba de medias de diferencia mínima significativa con α = 0.05, se calculó el porcentaje de supervivencia. Como resultado se obtuvo en las variantes de medios de cultivo que contenían 0.20 mg l-1 de GA3 con 0.50 mg l-1 de BAP y 0.10 mg l-1 de GA3 con 1 mg l-1 de BAP, se obtuvieron medias respectivas en número de entrenudos de 6.32-5.7 y en número de hojas por planta de 7.37-6.93. Adiciones de sacarosa de 80 g l-1 y 110 g l-1 favorecieron la formación de microtubérculos de peso fresco con medias entre 0.69-0.75 gramos. La adición de sacarosa entre 80 g l-1 y 120 g l-1 no se registró diferencias estadísticas significativas entre las medias de las variables diámetro y longitud de microtubérculos. Con microtubérculos con diámetro mayor a los 10 mm se obtuvieron medias en longitud de planta, número de hojas y número de brotes de 21, 16.35 y 5.65 cm respectivamente y con diámetros entre 8-10 mm las medias respectivas fueron de 16.37, 11.35 y 5.35 cm.

Microtuberización del cultivar de papa (Solanum tuberosum L.) Banba en biorreactores económicos de inmersión temporal

El trabajo se realizó en el laboratorio de cultivo de tejidos de la Universidad Nacional Agraria (UNA) de mayo a septiembre de 2015. El mismo pretende sentar las bases de la producción de semilla básica con un método innovador, al producir microtubérculos de papa del cultivar Banba en BEITs y determinar la mejor variante de medio de cultivo en la fase de multiplicación y microtuberización. Se buscaron las características morfológicas deseadas, mediante el efecto de cinco variantes de medios de cultivos (0.10 y 0.20 mg l -1 de GA3 con 0.5 y 1 mg l -1 de bencilaminopurina (BAP)). Posteriormente se utilizaron cinco variantes de medios con BAP para la etapa de microtuberización en BEIT con 3000 ml de medio de cultivo en condiciones de crecimiento de 20 ± 3 °C, 16 horas luz y 8 de oscuridad con intensidad de luz de 2000 lux. El ensayo se estableció en BCA unifactorial con tres repeticiones. Para determinar las diferencias estadísticas entre las medias de los tratamientos se realizó la prueba de medias de diferencia mínima significativa (LSD) de Fisher con (α = 0.05). En los medios de multiplicación para las características altura de planta y número de brotes axilares, presentó mejor desempeño el medio con 0.10 mg l -1 de GA3 y 0.50 de BAP. Para el número de entrenudos no hubo diferencias significativas y para el número de hojas la mejor respuesta se obtuvo con 0.10 mg l -1 de GA3 y 0.50 g l -1 de BAP. En microtuberización se obtuvieron buenos resultados en microtubérculos por planta, diámetro y longitud en el medio de cultivo con 1 mg l -1 de BAP y 11% de sacarosa, así como microtubérculos esféricos superiores a los 0,6 g de peso en 36%.