OVIPOSITION PREFERENCES OF THE LARGE PINE WEEVIL, HYLOBIUS ABIETIS
Trascendencia de las Interacciones bióticas en el...
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Trascendencia de las Interacciones bióticas en el uso de los RGF
Rafael Zas, Luis Sampedro
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Crecer Reproducirse Defenderse
Programas de mejora y Recomendaciones de uso de RGF centrados unilateralmente en crecimiento
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Phytophthora cinnamomi
B. xylophilus
Phytophthora alniT. pityocampaFusarium circinatum
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• Cambio climático
• Movimiento productos forestales
• Desfases fenológicos
• Restricciones ambientales
Cambio Global
• Movimiento material genético Tan et al 2010. Agr For Entomol
Hodar & Zamora 2004 Biodiver Conser
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14 Mha de Pinus contorta muerta por Dendroctonus ponderosae
Safranyik & Wilson 2008. Can For Ser. BC
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Safranyik & Wilson 2008. Can For Ser. BC
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Graves amenazas fitosanitarias
Escasa atención a la resistencia en el manejo de RGF
pero
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Variación intraespecífica adaptativa
Gran variación en resistencia entre poblaciones del pino
Paralelismo entre la estructura genética del hospedante y agresor
Harfouche et al 1995. Ann For SciBurban et al 1999. Mol EcolResistente
Susceptible
Matsucoccus feytaudi
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Distribution of naturally resistant Sitka spruce sources in Western NA
King et al 2004. Forestry
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Hylobius abietis
Armillaria ostoyae
Fusarium oxysporum
Variación genética dentro de poblaciones
hi2 = 0,23
hi2 = 0,23
hi2 = 0,10
Zas et al. 2007 Forestry; 2008 Can J For Res; 2005 Ann For SciKleinhentz et al 1998. For Gen
Dioryctria sylvestrella
hi2 = 0,1
CV = 232%
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Especie
Mejora genética de la resistencia
Material mejorado en resistencia a patógenos
Agresor País
Pinus monticolaPinus lambertiana Cronartium ribicola EEUU, CanadáPinus monticolaPinus lambertiana
Dothistroma pini NZPinus radiata
Cronartium quercuum EEUUPinus taeda
Phythophtora sp. EEUUChamaecyparis lawsoniana
Cronartium ribicolaYanchuk and Allard 2009. FAO
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Mejora genética de la resistencia
Material mejorado en resistencia a insectos
Especie Agresor País
Cryptorhynchus lapathi EEUUPopulus sp.
Anoplophora glabripennis China
Cryptorhynchus lapathi A. glabripensis
GMO Ctrl
(frondosas)
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Especie Agresor País
Pissodes strobi CanadáPicea sitchensisPicea glaucaPicea engelmanni
Elatobium abietinum EuropaPicea sitchensis
P. strobiE. abietinum
Mejora genética de la resistencia
Material mejorado en resistencia a insectos (frondosas)
Material mejorado en resistencia a insectos (coníferas)
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Reproducción
CrecimientoAgua
Luz
NutrientesNPK
Defensas
Energía asimilada
Reproducción
CrecimientoAgua
Luz
NutrientesNPK
Defensas
Energía asimilada
Res
iste
ncia
Teorías predicen compromisos entre crecimiento y defensas
Crecimiento
Reparto de recursos escasos
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7
8
9
10
11
5 10 15 20 25
Resistencia a H. abietis
Cre
cim
ient
o en
diá
met
ro (c
m)
• Correlación genética negativa entre crecimiento y resistencia
• Material mejorado más susceptible
Familias mejora
Testigo comercial
Zas et al. (2005). Ann For Sci
Compromisos crecimiento – resistencia son frecuentes
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aa
bb
c
0
5
10
15
2025
Control
Dañ
os H
. abi
etis
Fertilización con P
Fertilización sin P
• Las plantas fertilizadas son más susceptibles
Zas et al. 2006. For Eco Man
Compromisos crecimiento – resistencia son frecuentes
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aa
bb
c
0
5
10
15
2025
Dañ
os H
. abi
etis
0,2
0,4
0,5a
abb
b b0,3
Den
sida
d ca
nale
s
Control +P -P• Las plantas fertilizadas
tienen menos defensasMoreira et al. (2008). Trees
• Las plantas fertilizadas son más susceptibles
Compromisos crecimiento – resistencia son frecuentes
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Combinando estrategias
Defensas inducidas
Daño
Defensas inducidas
Cre
cim
ient
oDefensas costosas
Resistencia
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0
20
40
60
80
1
2
3R
esin
(mg
g-1 )
Res
in c
anal
s (N
mm
-2)
Bioensayos in vivo Ensayos de campo
Fuerte respuesta a ataque de insectos
Defensas inducidas
Moreira et al. (2009). TreesSamperdo et al. (2010). Trees
t = mesest = horas
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Señalamiento
Defensas inducidas
Daño
Defensas inducidas
Ácido jasmónico
COOH
O
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Simulación herbivoría con Metil Jasmonato
La aplicación de MeJa induce la producción de resina,
... y reduce la incidencia de H. abietis
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
0 5 50 100
Áre
a m
ordi
da (m
m2 )
0
10
20
Dosis MeJa (mM)
Con
teni
do e
n re
sina
Moreira et al (2009) Env. Exp. Bot.
Defensas inducidas
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Gestión de enfermedades y plagas en agricultura ecológica basada
en activación de defensas inducidas
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Un mundo complejo
Defensas constitutivas
Defensas inducidas
Daño
VOCs
señalalamiento
Talking trees Call for help
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Alteración emisión VOCs
0
2000
4000
6000
8000
-pineno
ControlMJ
-pineno
Leaf
conc
entra
rtion
(g
g-1) ?
Disminución atrayentes y aumento repelentes tras daño
Sampedro et al (2010) J Exp Bot
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Dañ
os
Resistencia
fitne
ss
Daños
Resistencia Tolerancia
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Pinus radiata Pinus pinaster
0
200
400
600
1 2 3 4 5
Hei
ght(
cm)
Edad (años)
SanoAtacado
***
1 2 3 4 5Edad (años)
n.s.
Hylobius abietis
menos tolerante que
Zas et al (en revisión) J Ecol
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0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
Root : shoot
0.0
1.0
2.0
3.0
Constitutive
Fine : coarse
Mecanismos de tolerancia
Moreira et al (en revisión) New Phytol
Rat
io º/
1R
atio
º/1
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Inducción de defensas transgeneracional
Fo
F1
Agrawal et al (1999) Nature
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¿Es la progenie de árboles inducidos más resistente?
Experimento en marcha
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Especies longevasAlta aparienciaMúltiples enemigosHeterogeneidad espacial y temporal
Agravadas por cambio global
Graves amenazas fitosanitarias
Compromisos con otros caracteres de interés
Genética y ecología de la resistencia a insectos en Pinos
Estrategias defensivas basada en procesos complejos
Hay variación genética
CONCLUSIONES
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Estrecha correlación negativa entre defensas constitutivas e inducidasevidenciando un claro compromiso entre las dos estrategias defensivas
Sampedro y Zas (en prep)
5 10 15 20 25
0
10
20
-10
Resina en el control (mg g-1)
Res
ina
Mej
a -C
ontro
l
Defensas constitutivas
Def
ensa
s in
duci
das
r2 = 0,64
Compromisos evolutivos
Defensas inducidas
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0
40
80
Implicaciones en la gestión de recursos
0
10
20
Woundedarea(score0-30)
P. pinaster(nativo)
P. radiata(exótico)
Dañ
os p
or H
ylob
ius
abie
tis
En campo, el gorgojo prefiere la especie exótica
En bioensayos in vitro el gorgojo prefiere la especie
nativa
Zas y Sampedro (en prep)
P. pinaster(nativo)
P. radiata(exótico)
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0
10
20
30
40
50R
esin
cont
ent(
mg
g-1)
Constitutive Induced
ns
***
P. pinaster P. radiata
La capacidad de respuesta al insecto es mucho mayor en la especie nativa
Implicaciones en la gestión de recursos
Zas y Sampedro (en prep)
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Peso de semilla
Comportamiento juvenil
Efectos maternos en P. pinaster
HS con baja calidad de estación
HS con alta calidad de estación
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 20 40 60 80 100
Días dende a sembra
% X
erm
inac
ión
MonferoSergude
27.8 35.10
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 20 40 60 80 100
Días dende a sembra
% X
erm
inac
ión
MonferoSergude
27.8 35.1
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?