Este documento describe el programa de mejoramiento genético del cerezo en el INIA Biofrutales en Chile. El objetivo es desarrollar nuevas variedades adaptadas a las bajas necesidades de frío de las principales zonas productoras y con altos rendimientos y calidad de fruta. El programa involucra cruces, evaluación fenotípica y selección de segregantes en varias etapas. Hasta la fecha se han obtenido más de 30.000 segregantes y se han realizado selecciones primarias de 24 candidatas prometedoras. El programa

1. Mejoramiento Genético del
Cerezo
INIA / BIOFRUTALES
Dr. José Manuel Donoso
26 de septiembre 2018
Rengo, Chile.

2. Producción mundial de cerezas

3. Producción del HS

9. Índice presentación
•Antecedentes generales de la mejora
•Aspectos biológicos
•Mejoramiento genético del cerezo INIA-
Biofrutales

10. Búsqueda de la
dieta ¡perfecta!

12. Domesticación

13. Mejora genética*
* Evolución acelerada por el ser humano
12.000 AC 1865 2020

14. Maíz silvestre v/s Maíz moderno

15. Cambios durante la domesticación
 Variación en el color de
frutos.
 Aumento del tamaño
 Aumento del número de
frutos
 Independencia de la
longitud del día
 Eliminación de la absición
de los frutos
 Perdida de las espinas

16. Algunos ejemplos: Brassica

17. • Selección mendeliana:
Fuerzas (formas) de la evolución
Mutación
Espontanea
Artificial
Stella 2C - 27 – I9 (Lambert x JI2420):
‘Emperor Francis’ X polen irradiado de ‘Napoleon’

18. • Hibridación interespecífica (natural)
Fuerzas (formas) de la evolución
(Fuente: Hancock and Iezzoni
1988; Santi and Lemoine 1990;
Schuster and Schreiber 2000)
The sour cherry is an allopolyploid species,
probably as a result from a natural
hybridization between ground cherry, P.
fruticosa , and unreduced pollen of the sweet
cherry, P. avium .

19. • Hibridación interespecífica (artificial):
Desarrollo de portainjertos
Fuerzas (formas) de la evolución
(Kappel et al., 2012)

20. • Poliploidía: reduplicación de cromosomas enteros
Fuerzas (formas) de la evolución

21. Producción mundial (ULTUMOS 30 AÑOS)
(FAO, 2018)

22. (FAO, 2015)
0
200000
400000
600000
Turquía
EE.UU.
Italia
Siria
Irán
España
Chile
Rusia
Ucrania
Grecia
Producción total (t)
0
20000
40000
60000
Turquía
EE.UU.
Italia
Siria
Irán
España
Chile
Rusia
Ucrania
Grecia
Superficie cultivada (ha)
Principales productores mundiales
Gran parte de la producción proviene
del Hemisferio Norte

23. Hemisférico Sur
Chile
96 %
Nueva
Zelanda
1 %
Sudáfrica
< 1 %
Argentina
2 %
Australia
2 %
Chile es el principal
productor/exportador del Hemisferio Sur
(FAO, 2018)

24. (Alcaino (DECOFRUT), 2018)
Arribos y precios FOB en China
Cultivo estacional (no está presente durante todo el año)

25. Variedades comercializadas
Pocas variedades dominan el mercado

26. Otros antecedentes
¡Mercado
preferente!
¡Que crece
anualmente!

27. Nuevas plantaciones
OFERTA CONCENTRADA
Problemas graves en la industria

28. Oferta varietal actual
Fuente: Adaptado de diferentes autores
1 2 3 4 5
Royal Dawn® 1984 USA
Brooks 1988 USA
Santina® 1996 Canada
Bing 1875 USA
Lapins 1984 Canada
Kordia 1991 R. Checa
Skeena 1984 Canada
Regina 1981 Alemania
Sweetheart® 1994 Canada
PaísVariedad
Floración
Cosecha
Año
liberación
Noviembre Diciembre
45 46 47 48 49 50 51 52

29. Índice presentación
• Antecedentes generales
• Aspectos biológicos
• Mejoramiento genético del cerezo INIA-Biofrutales

30. Características de la especie
 Especie diploide (2n = 8)
 Genoma relativamente pequeño (338 Mb) (Arumuganathan
and Earle, 1991)
 Sistema de autoincompatibilidad gametofítico activo
 Periodo intergeneracional de 3-5 años
 Material cultivado = escasa variabilidad genética

31. Rosaceae
Rosa
Sorbus
ChaenomalesPhysocarpus
Geum
EriobotryaRubus
Cydonia
Malus
Pyrus
Prunus
Fragaria
Taxonomía

32. Género
Prunus
Chin et al. 2014
Sistemática

33. Parientes del cerezo (¿hibridación?)

34. Características de la especie
 Especie diploide (2n = 8)
 Genoma relativamente pequeño (338 Mb) (Arumuganathan
and Earle, 1991)
 Sistema de autoincompatibilidad gametofítico activo
 Periodo intergeneracional de 3-5 años
 Material cultivado = escasa variabilidad genética

35. Centro de origen

36. Color de
la piel
Variabilidad genética actual

37. Color de la piel y la pulpa Pedicelo
Forma del fruto
Solidos solubles
Firmeza Peso
Partidura del fruto Resistencia a enfermedades
Variabilidad presente actual

38. Índice presentación
• Antecedentes generales
• Aspectos biológicos
• Mejoramiento genético del cerezo INIA-Biofrutales

39. Esquema mejora del cerezo del JKU
(Schuster, 2016)

40. Fase 1: años 1-5
- Cruzamientos
- Prod. semillas y germ.
- Crec. plántulas en
invernadero y terreno
- Evaluación
Fenotípica.
Fase 2: años 5-9
- 6 árboles evaluados
sobre patrón
comercial
- Evaluación en
diferentes condiciones
- Test virológico
Fase 3: años 9-15
- Evaluación previa a
la liberación
- Limpieza de virus
- Calidad genética,
alelos-S (marcadores
moleculares)
Fase 4: años 15 +
- Liberación
comercial
- Propagación
- Distribución
nacional e
internacional.
15-20.000
plántulas
20-40 genotipos
1 genotipo
Fases progresivas del mejoramiento
Selección primaria
Selección intermedia
Selección avanzada

41. Etapas de la mejora genética
Objetivos
Nuevas
variantes
genéticas
SeleccionarDistribución
Eduardo, R., 2006

42. Objetivos de la mejora
Dirlewanger et al., 2007

43. Objetivos de la mejora

45. Rasgos buscados en mejora
Principalmente los mismos
en todo el mundo
Foto: gentileza Mirko Schuster

46. Rasgos buscados en mejora
De la planta
Productiva/precoz
Bajo requisito de
frío
Tolerante a
Pseudomonas
Adaptación a
nuevos climas
Otros

48. Etapas de la mejora genética: OBJETIVOS
Objetivos
Nuevas
variantes
genéticas
SeleccionarDistribución
Eduardo, R., 2006
Baja oferta de
frío invernal
Zona tradicional de
cultivo (Rancagua-
Curicó)

49. Objetivos del programa
Variedades adaptadas a bajos requerimientos
de frío
Variedades adaptadas a las condiciones
tradicionales del cultivo del cerezo
Primarios:
- Peso
- Firmeza
- Calidad de fruta
(SS/acidez)
- Poscosecha
Secundarios:
- Resistencia/tolerancia
cracking
- Autocompatibilidad ?
- Cáncer bacterial
- Pedicelo
- Color

50. Saneamiento de ‘ Cristobalina’ en el
IRTA de Cataluña

51. Introducción de germoplasma
Primera introducción de germoplasma
del programa:
850 semillas de ‘Areko’ OP
673 semillas de ‘Tamara’ OP

52. Etapas de la mejora genética
•Baja oferta de
frío invernal
• Zona tradicional
de cultivo
(Rancagua-
Curicó)
Objetivos
Nuevas
variantes
genéticas
SeleccionarDistribución
Eduardo, R,. 2006

53. CUARTEL 1
2010-2014
7.300 M2
CUARTEL 2
2012-2016
6.175 M2
CUARTEL 3
2015-2016
7.830 M2
CUARTEL 4
2016-2017
JARDIN DE
VARIEDADES
2.430 M2
CENTRO EXPERIMENTAL LOS TILOS-PMG CEREZO
Arboreto (73 genotipos)
BANCO DE GERMOPLASMA
N°
Variedades
incorporadas
/ año
2013 2014 2015 2016 2017 TOTAL
42 0 10 16 5 73

54. Métodos de cruzamientos
Casetas: mono y bi/parentales

55. Evolución obtención semillas / diferentes
metodologías
CRUZAMIENTOS Y OBTENCIÓN DE SEMILLAS
ITEM/ AÑO DE SIEMBRA 2012 2013 2014 2015 2016 2017
N° SEMILLAS CRUZAMIENTOS EN CASETAS 7.347 1.844 8.943 2.688 7.724 74.121
N° SEMILLAS OP 19.778 20.510 80.326 57.230 69.896 22.245
N° TOTAL SEMILLAS OBTENIDAS 27.125 22.354 89.269 59.918 77.620 96.366

56. Evolución obtención segregantes (F1)
CRUZAMIENTOS Y OBTENCIÓN DE híbridos F1
ITEM/ AÑO DE CRUZAMIENTO 2012 2013 2014 2015 2016 2017
N° DE CRUZAMIENTOS EN CASETAS 13 13 19 19 29 36
N° CASETAS BIPARENTALES 0 0 0 0 0 12
N° VARIEDADES COMO PARENTAL EN CRUZAMIENTOS
2012 2013 2014 2015 2016 2017
N° VARIEDADES UTILIZADAS/ AÑO 12 9 14 14 26 23
> 65% N° Casetas
< Uso de parentales

57. Métodos de cruzamientos
Cruzamientos
manuales

58. Eficiencia obtención semillas
CRUZAMIENTOS Y OBTENCIÓN DE SEMILLAS
ITEM/ AÑO DE SIEMBRA 2012 2013 2014 2015 2016 2017
N° SEMILLAS CRUZAMIENTOS EN CASETAS 7.347 1.844 8.943 2.688 7.724 74.121
N° SEMILLAS OP 19.778 20.510 80.326 57.230 69.896 22.245
N° TOTAL SEMILLAS OBTENIDAS 27.125 22.354 89.269 59.918 77.620 96.366
Utilización
preferente
variedades
tradicionales
(40%)
Introducción
parentales
tempranos
(30%)

59. Obtención de plantas según técnica
CRUZAMIENTOS Y OBTENCIÓN DE SEMILLAS
ITEM/ AÑO DE SIEMBRA 2012 2013 2014 2015 2016 2017
N° TOTAL SEMILLAS OBTENIDAS 27.125 22.354 89.269 59.918 77.620 96.366
0 0 0 225 0 1.016
2.591
4.217
7.923
5.052
6.005
6.016
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
2013 2014 2015 2016 2017 2018 (a la
fecha)
N°DEPLANTAS
RESCATE DE EMBRIONES SIEMBRA TRADICIONAL

60. Puesta a punto protocolo in vitro
> 1.000 plantas
producidas
Introducción de materiales
tempranos y ultra-
tempranos

63. I. LA SERENA
III. BUIN
IV. RENGO
7.813 segregantes
11.018 segregantes
9.966 segregantes
30.786
segregantes
establecidos a abril
2018
Situación Actual
II. OVALLE
1.989 segregantes
Dos zonas agroclimáticas

64. > 30.000
segregantes
Etapas de la mejora genética
•Baja oferta de
frío invernal
•Zona
tradicional de
cultivo
Objetivos
Nuevas
variantes
genéticas
Seleccionar
Distribución
Eduardo, R., 2006

65. Percepción sensorial

66. Criterios de selección
Ultra tempranas Tempranas Medias Media-Tardías Tardías
150-300 300-450 450-700 700-1.000 > 1.000
15/10 25/10 10/11 20/11 30/11 y más cosecha
70 75 80 ++++++++++ Firmeza
15 16 18 ++++++++++ Solidos solubles
Poscosecha Poscosecha Poscosecha

67. Fenotipado de alto rendimiento
Requerimientos: propuesta
para fenotipado de alto rendimiento
App fenotipado de
campo:
Fenotipado alto
rendimiento por análisis
de imágenes:

68. Fase 1: años 1-5
- Cruzamientos
- Prod. semillas y germ.
- Crec. plántulas en
invernadero y terreno
- Evaluación
Fenotípica.
Fase 2: años 5-9
- 6 árboles evaluados
sobre patrón
comercial
- Evaluación en
diferentes condiciones
- Test virológico
Fase 3: años 9-15
- Evaluación previa a
la liberación
- Limpieza de virus
- Calidad genética,
alelos-S (marcadores
moleculares)
Fase 4: años 15 +
- Liberación
comercial
- Propagación
- Distribución
nacional e
internacional.
15-20.000
plántulas
20-40 genotipos
1 genotipo
Fases progresivas del mejoramiento
Selección primaria
Selección intermedia
Selección avanzada

69. Selecciones
primarias
2017-2018

70. Segregantes 2017-2018
Segregantes
evaluados en
terreno
Segregantes
evaluados en
laboratorio
Selecciones
primarias
INIA Rayentué 2.743 197 13
INIA Los Tilos 2.352 99 2
INIA La PEPA 650 28 4
TOTAL 5.745 324 24
Proceso de análisis en
marcha
Total evaluadas Laboratorio Primarias

71. Trait
Cereza
ideal
Candidata
SS 18 18,4
SS/Ac. 10 5,31
Peso > 10,5 15,1
Firmeza >75 / >350 350,7
Color piel Rojo caoba Rojo oscuro
Color pulpa Rosado
Largo pedicelo L M
Grosor pedicelo M M
Sabor Equilibrado
Poscosecha Buena
- Pedicelo Verde
- Pitting No
- Retención
ped.
Sí
Fruto
Fenología
Selección RY C6 H21 P59
Origen: Rainier OP C6 H21-P59
Royal Dawn
Brooks
Santina
C6 H21 P59
Rainier
Bing
Lapins
Kordia
Skeena
Regina
Sweetheart
48 49 50 51 52
Variedad
Cosecha
noviembre diciembre
45 46 47
Cosecha: 24 nov 2017

73. Origen: Tulare OP C6 H2 P54
Fruto
Fenología
Selección RY C6 H2 P54
Cosecha: 28 nov 2017 (sin cianamida)
Royal Dawn
Brooks
Santina
Rainier
C6 H24 P32
Bing
Lapins
Kordia
Skeena
Regina
Sweetheart
48 49 50 51 52
Variedad
Cosecha
noviembre diciembre
45 46 47

74. Selección RY C6 H24 P32
Fruto
Trait
Cereza
ideal
Candidata
SS 18 18,7
SS/Ac. 10 9,66
Peso > 10,5 10,9
Firmeza >75 / >350 415,2
Color piel Rojo caoba Rojo oscuro
Color pulpa Rojo
Largo pedicelo L L
Grosor pedicelo M M
Sabor Equilibrado
Poscosecha Buena Muy buena
- Pedicelo Verde
- Pitting No
- Retención pedicelo Sí
Cosecha: 17 nov (sin cianamida)
Mejor híbrido evaluado en poscosecha:
 Pedicelo 95% verde
 Firmeza 555,7 g/mm
 Condición general Excelente
Royal Dawn
C6 H24 P32
Brooks
Santina
Rainier
Bing
Lapins
Kordia
Skeena
Regina
Sweetheart
48 49 50 51 52
Variedad
Cosecha
noviembre diciembre
45 46 47
Origen: Rainier OP C6 H24 P32

75. Selecciones
intermedias

76. Selecciones intermedias
Royal Dawn
Brooks
Santina
Rainier
Bing
Lapins
Kordia
Skeena
Regina
Sweetheart
50 51 52
Variedad
Cosecha
noviembre diciembre
45 46 47 48 49

77. Selecciones intermedias
Evaluación desde 2018-2019 Descartadas 2017-2018 Reseleccionadas 2017-2018
15
3
3

78. Selección RY C14 H25 P43
Origen: Somerset OP C14 H25 P43
FrutoFenología
Royal Dawn
Brooks
C14H23P43
Santina
Rainier
Bing
Lapins
Kordia
Skeena
Regina
Sweetheart
50 51 52
Variedad
Cosecha
noviembre diciembre
45 46 47 48 49
Trait Cereza ideal Candidata
SS 18 16,1
SS/Ac. ± 10 10,9
Peso > 10,5 12,1
Firmeza >75 / >350 355,2
Color piel Rojo caoba Rojo caoba
Color pulpa Rosado
Largo pedicelo L C
Grosor pedicelo M G
Sabor Equilibrado Equilibrado
Poscosecha Buena
- Pedicelo Verde 60-80
- Pitting No ?
- Retención ped. Sí Sí
Cosecha 15 nov (sin cianamida)

79. Accesion
Maturity
Date1 Fruit size2
Fruit Size2
Fruit color3 Cross
compatibility4
Code
Pav-G4Mat-
SSR
CPSCT038 BPPCT034 Pav-Rf-SSR S-universal
Bing 260 167:167 190:204 235:255 357:359 3 4
Bing Wab 13 167:167 190:204 235:255 357:359 3 4
Black Republican 167:167 190:204 225:235 357:359 1 4
Black Tartarian 167:193 190:204 225:235 359:359 1 2
Brooks 167:193 190:190 223:255 355:357 1 9
Celeste 167:167 190:190 223:255 357:359 1 4'
Compact Stella 167:167 190:204 223:235 357:361 3 4'
Early Burlat 167:167 190:190 255:255 355:355 3 6
Garnet 167:167 190:204 223:235 357:361 3 4'
Hartland 167:167 190:190 255:255 355:361 3 6
Hedelfingen 167:167 190:204 235:255 357:361 2 3
Karina 167:167 190:190 255:255 355:359 3 6
Karina (2) 167:167 190:190 255:255 355:359 3 6
Kordia 167:167 190:190 255:255 355:355 3 6
Kordia (2) 167:167 190:190 255:255 355:355 3 6
Lambert 167:167 190:192 223:255 357:361 3 4
Lapins 167:167 204:204 235:255 357:359 1 4'
Moreau 167:193 190:192 223:237 355:357 3 9
Napoleon 167:167 190:204 223:235 357:361 3 4'
New Star 167:167 190:190 223:255 357:361 3 4'
NY 7690 167:167 190:204 235:255 357:359 1 3
Rainier 167:167 190:190 255:255 355:361 2 4
Rainier (2) 167:167 190:204 235:255 357:357 1 4
Regina 167:167 190:204 223:255 357:359 1 3
Regina (2) 167:167 190:204 223:255 357:359 1 3
Ruby 167:167 190:204 223:235 357:361 3 4'
Sam 167:167 190:190 255:255 355:361 2
Schmidt 167:167 190:192 244:255 355:357 2
Schneider 167:167 190:190 255:257 355:357 3 12
Somerset 167:167 190:204 235:255 355:357 3 4
Star Hardy Giant 167:167 190:190 255:255 355:357 1 2
Star Hardy Giant
(2) 167:167 190:190 255:255 355:357 1 2
Stella 167:167 190:204 223:235 357:361 3 4'
Summet 167:167 190:190 255:255 355:357 1 2
Validación de la
genuidad varietal
(protección PI)
WSU: laboratorio
de referencia

80. Utilidad en programas de
mejoramiento genético
Diversidad genética Caracterización molecular
Estructura poblacional
Determinación de alelos S

81. Identificación de parentales
Utilidad en programas de
mejoramiento genético

82. Autocompatibilidad
S
G6
0
2
3
5
15
29
30
45
49
61
73
74
33
51
65
67
80
1
21
79

83. Tamaño del fruto

84. Color del fruto y pulpa

85. Ya que,
¿Naturaleza cuantitativa del rasgo?
Dissecting the genetic architecture of color inheritance in sweet
cherry (P. avium L.) fruit (skin and flesh) by the means of QTLs, eQTLs
and expression of key-candidate genes, during ripening.

86. > 30.000
segregantes
Etapas de la mejora genética
• Baja oferta de
frío invernal
• Zona
tradicional de
cultivo
Objetivos
Nuevas
variantes
genéticas
Seleccionar
Distribución
Eduardo, R., 2006
• 21 selecciones
intermedias.
• 24 selecciones
primarias 2017

87. Etapas de la mejora genética
Eduardo, R., 2006
• Integración
Tradicional /
Biotecnología.
• Socios
• Biofrutales
• > 30.000•Bajo oferta de
frío invernal
•Zona tradicional
de cultivo
Objetivos
Criar
variantes
genéticas
SeleccionarDistribución
Fenotipado alto rend.

88. MUCHAS GRACIAS
Programa Chileno Para el mejoramiento genético del cerezo
(INIA-BIOFRUTALES)