ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
Jan Suszkiw, (301) 504-1630, jsuszkiw@ars.usda.gov
March 23, 2004

Wild potatoes growing high above the desert in southeastern Arizona may hold the genetic keys to a defense against the Columbia root-knot nematode, according to Agricultural Research Service scientists.

The tiny, wormlike pest is especially troublesome in Washington, Oregon and Idaho, where more than half of the U.S. tuber crop is grown. Growers fumigate fields to keep the nematode from damaging the crop's roots. Annually, they'll spend $20 million on fumigants to prevent crop losses of $40 million.

Since resistance isn't found in U.S. potatoes, ARS scientists Chuck Brown and John Bamberg sought to fortify the crop with useful new genes from its wild mountain relatives, including Solanum fendleri, a native of the U.S. Southwest and northern Mexico. Bamberg manages S. fendleri seedlots at the ARS U.S. Potato Genebank in Sturgeon Bay, Wis. Early tests in Prosser, Wash., showed some specimens were nematode resistant.

The researchers decided to repeat the tests. But first, they wished to see for themselves where the seed they had used originally came from, collect new specimens and answer the question: "Why would a wild potato be resistant to an agricultural pest?" In September 2002, this interest took them to the Huachuca and Chiricahua mountains in Arizona. There, they collected small tubers and seed from natural stands of S. fendleri at two sites at altitudes of 6,000-8,000 feet.

Upon returning, they grew new plants from the seed and tubers they had collected. Later, they assessed the nematode resistance or susceptibility, observing that some individuals from the collection were good hosts (susceptible), while others were not, meaning they resisted the pest.

Crossing the resistant S. fendleri plants with cultivated potatoes, however, is difficult to do because of chromosome number differences. Brown, at the ARS Vegetable and Forage Crops Research Unit in Prosser, tackled this hurdle using a breeding technique called "bridging crosses." The resulting plants are now growing in a greenhouse, and Brown plans to cross them with cultivated sources, setting the stage for breeders to develop new, nematode-resistant commercial varieties.

ARS is the U.S. Department of Agriculture's chief scientific research agency.

Papas silvestres utilizadas para la defensa contra el nematodo

Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en inglés)
Jan Suszkiw, (301) 504-1630, jsuszkiw@ars.usda.gov
23 de marzo 2004

Las papas silvestres creciendo en terreno muy alto arriba del desierto en la parte sudeste de Arizona podrían poseer las claves genéticas para una defensa contra el nematodo agallador del tipo 'Columbia', según científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS).

Esta plaga minúscula, semejante a un gusano, es especialmente molestosa en los estados de Washington, Oregon y Idaho, donde se cultiva más de la mitad de la cosecha de papa en EE.UU. Los cultivadores fumigan los campos para evitar el daño que el nematodo causa en las raíces de la cosecha. Ellos gastan 20 millones de dólares anualmente en fumigantes para prevenir las pérdidas de cosecha de 40 millones de dólares.

Ya que no se encuentra ninguna resistencia al nematodo agallador en las papas de EE.UU., los científicos Chuck Brown y John Bamberg del ARS intentaron a fortificar la cosecha con nuevos genes útiles provistos por sus parientes silvestres de papa de las montañas, incluyendo Solanum fendleri, nativa en el suroeste de EE.UU. y la parte norteña de Mexico. Bamberg mantiene lotes de S. fendleri en el Banco de Genes de Papa de EE.UU., mantenido por el ARS en Sturgeon Bay, Wisconsin. Algunos ensayos anteriores en Prosser, Washington, mostraron que algunos especímenes eran resistente al nematodo.

Los investigadores decidieron hacer los ensayos de nuevo. Pero primero, querían ver para sí mismos de donde vino originalmente la semilla que usaron, colectar especímenes nuevos, y contestar la pregunta: "¿Por qué tendría una papa silvestre una resistencia a una plaga agrícola?" En septiembre del 2002, este interés los llevó a las montañas Huachuca y Chiricahua en Arizona. Allá, ellos colectaron papas pequeñas y semillas de S. fendleri silvestre creciendo en dos sitios en altitudes de 6.000 a 8.000 pies.

Cuando regresaron, ellos cultivaron nuevas plantas de las semillas y papas que colectaron. Después, ellos evaluaron la resistencia o susceptibilidad de las plantas al nematodo, observando que algunas plantas de la colección eran buenos huéspedes (es decir, ellas eran susceptibles), mientras otras no, significando que resistieron la plaga.


Sin embargo, cruzar las plantas resistentes de S. fendleri con las papas cultivadas es difícil porque hay diferencias en la cantidad de cromosomas. Brown, en la Unidad de Investigación de Cosechas de Vegetales y Forraje en Prosser, abordó este problema utilizando una técnica de crianza llamada "bridging crosses" (colmando las cruces). Las plantas que resultaron ahora están creciendo en un invernadero, y Brown espera cruzarlas con las plantas cultivadas para que los cultivadores puedan desarrollar variedades comerciales nuevas que son resistentes al nematodo.

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU.