Breeding Ox-heart Tomato Populations through Participatory Plant Breeding in Italy

Abstract

[ES] El Mejoramiento Genético Participativo y Evolutivo ofrece una alternativa práctica al mejoramiento convencional centralizado y tiene como principales objetivos aumentar la participación de los agricultores y desarrollar materiales genéticos adaptados a condiciones pedo-climáticas específicas, sobre todo para aquellas ligadas a la agricultura ecológica y/o de bajos insumos. En este marco, se llevó a cabo un programa de Mejora Participativa de tomate corazón de buey en Italia liderado por la Rete Semi Rurali (RSR). Se cultivó una población F4, proveniente del cruce compuesto entre 4 materiales locales sobresalientes, en 4 fincas orgánicas durante dos años consecutivos (2018-2020). En 2018 y 2019, para cada ubicación, un grupo de agricultores y otros actores evaluaron parcelas de 400 plantas y se seleccionaron las 20 plantas mejor evaluadas, de este modo se constituyeron las poblaciones de selección participativa. Simultáneamente, se tomaron las semillas de un fruto por planta para constituir poblaciones seleccionadas naturalmente. En 2020, se realizó un ensayo multi-localidad en las 4 fincas, utilizando las poblaciones derivadas de la selección participativa y natural para cada ubicación, además de 4 controles locales y 2 controles comunes de toda Italia, para un total de 14 genotipos. Se realizó un análisis espacial para tomar en cuenta la heterogeneidad del campo en el desempeño de los materiales, la prueba HSD de Tukey para diferenciar entre genotipos y se usaron GGE Biplots para analizar visualmente la interacción genotipo x ambiente. Los resultados muestran evidencia importante de eficacia en la selección participativa, especialmente para el rendimiento en la primera cosecha. Este rasgo es muy importante para los agricultores, ya que garantiza mejores precios de mercado al comienzo de la temporada. Además, solo en una localidad, (Rotonda, Basilicata), Se demostró también, para una sola una localidad, un efecto notable de adaptación local de los materiales. En conjunto, estos resultados confirman la viabilidad del uso de mejora participativa y de la mejora evolutiva en tomate, y marcan un hito como uno de los primeros ejemplos documentados de mejora evolutiva en el cultivo de hortalizas.

[EN] Participatory Plant Breeding (PPB) and Evolutionary Plant Breeding (EPB) offer a practical alternative to centralized conventional breeding, with the special aim to improve farmer's participation and to develop genetic materials adapted to specific pedo-climactic conditions, especially those linked to organic and/or low input agriculture. In that frame, an ox-heart tomato PPB program was conducted in Italy by Rete Semi Rurali (RSR) between 2018 and 2020. An F4 population, derived from a half-diallel cross of 4 outstanding local varieties, was grown and selected in 4 different organic farms in Italy during two consecutive years (2018-2019). In 2018 and 2019, for each location, a group of farmers and other participants evaluated plots of 400 plants, and the 20 plants with the highest score were selected to constitute a Farmer's Selection (FS) population. Simultaneously, in every location, the seeds from a random fruit per plant were taken to constitute Natural Selection (NS) populations. In 2020, a Multi-Location Trial was performed in the 4 locations, using all of the FS and NS from each of the 4 locations, as well as 4 local controls and 2 widely grown varieties, for a total of 14 genotypes. After performing Spatial Analysis, Tukey HSD tests and GGE Biplots, the results show evidence of efficiency in participatory selection, especially for the yield at first harvest. This trait is highly important for the farmers, as it guarantees better market prices earlier in the season. A noteworthy effect of local adaptation was also demonstrated in one of the locations (Rotonda, Basilicata). Altogether, these results confirm the viability of using PPB and EPB in tomato, and set a milestone as one of the firsts documented examples of EPB in vegetable crops.