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Genetic Breeding of Prosopis Species from the “Great American Chaco”

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Abstract

“Algarrobos” are a set of multipurpose tree species of the Prosopis genus, which consequently can have several breeding aims, including timber production, non-timber forest products and environmental services such as recovery of saline soils. The low-intensity breeding strategy for this group is presented here, detailing the identification of seed production areas in the natural forest for P. alba, P. chilensis, and P. flexuosa. Hybrid swarms are quite common, so the analysis of specific purity of natural stands is a basic step to manage the genetic resources of these species. Such analyses are conducted by means of morphological characters of leaves and isozyme patterns of seeds and can lead to the prescription of thinning in order to create seed production areas. Those basic materials are evaluated through provenance trials. The interest on using P. alba for afforestation has promoted the initiation of a high-intensity breeding program, including multi-site progeny testing with BLUP estimation, and backward, forward, family, and individual selection. The initial strategy of a unique base population dispersed in the entire Argentine Chaco was recently changed for the delineation of breeding zones. Vegetative propagation was adjusted as a useful tool for genetic improvement. Selection and breeding of beneficial soil microorganisms (rhizobia and mycorrhizae) accompany the breeding of the tree species: specific molecular markers were used for taxonomic identification and genetic characterization, and their symbiotic ability was evaluated.

Keywords

  • Algarrobos
  • Multipurpose trees
  • Provenance trials network
  • Low- and high-intensity breeding
  • Vegetative propagation
  • Rhizobia
  • Mycorrhizae

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Fig. 10.1
Fig. 10.2
Fig. 10.3
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Fig. 10.5
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Fig. 10.7
Fig. 10.8
Fig. 10.9

References

  • Arce P, Balboa O (1991) Seasonality in rooting of Prosopis chilensis cuttings and in-vitro micropropagation. For Ecol Manag 40:163–173

    CrossRef  Google Scholar 

  • Begum N, Qin C, Ahanger M, Raza S, Khan M, Ashraf M et al (2019) Role of arbuscular mycorrhizal fungi in plant growth regulation: implications in abiotic stress tolerance. Front Plant Sci 10:1–15

    CrossRef  Google Scholar 

  • Bessega C, Pometti C, Ewens M, Saidman BO, Vilardi JC (2012) Strategies for conservation for disturbed Prosopis alba (Leguminosae, Mimosoidae) forests based on mating system and pollen dispersal parameters. Tree Genet Genomes 8:277–288

    CrossRef  Google Scholar 

  • Bessega C, Pometti C, Miller J, Watts R, Saidman BO, Vilardi JC (2013) New microsatellite loci for Prosopis alba and P. chilensis (fabaceae). Appl Plant Sci 1:1–4

    CrossRef  Google Scholar 

  • Bessega C, Pometti C, Ewens M, Saidman B, Vilardi J (2015) Evidences of local adaptation in quantitative traits in Prosopis alba (Leguminosae). Genetica 143:31–44

    CrossRef  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Borralho N (1995) The impact of individual tree mixed models (BLUP) in tree breeding strategies hardwood forestry. In: Proceedings of the CRC-IUFRO conference: Eucalypts plantations: Improving fiber yield and quality, 12–24 February, 1995, Hobart, pp 141–145

    Google Scholar 

  • Cabrera AL (1976) Regiones Fitogeográficas Argentinas. Enciclopedia argentina de agricultura y jardinería, Tomo 2, fasc. 1. ACME, Buenos Aires

    Google Scholar 

  • Capello R (2019) Banco de Germoplasma Forestal. Manejo de los Recursos Genéticos Forestales Nativos. Dirección de Recursos Naturales. Gobierno de la Provincia de Formosa

    Google Scholar 

  • Cappa E, Varona L (2013) An assessor-specific Bayesian multi threshold mixed model for analyzing ordered categorical traits in tree breeding. Tree Genet Genomes 9:1423–1434

    CrossRef  Google Scholar 

  • Carreras R, Bessega C, López C, Saidman B, Vilardi J (2016) Developing a breeding strategy for multiple trait selection in Prosopis alba Griseb., a native forest species of the Chaco Region in Argentina. Forestry 90:199–210

    Google Scholar 

  • Chávez Díaz L, González P, Rubio E, Melchiorre M (2013) Diversity and stress tolerance in rhizobia from Parque Chaqueño region of Argentina nodulating Prosopis alba. Biol Fertil Soils 49:1153–1165

    CrossRef  Google Scholar 

  • Cony M (1996) Genetic potential of Prosopis in Argentina for its use in other countries. Semiarid fuelwood and forage tree building consensus for the disenfranchised. Center for Semi-Arid Forest Resources, Texas, pp 6–3. 6–24

    Google Scholar 

  • De Souza S, Felker P (1986) The influence of stock plant fertilization on tissue concentrations of N, P and carbohydrates and the rooting of Prosopis alba cuttings. For Ecol Manag 16:181–190

    CrossRef  Google Scholar 

  • De Souza J, Bender A, Tivano J, Barroso D, Moroginski L, Vegetti A, Felker P (2014) Rooting of Prosopis alba mini-cuttings. New For 45:745–752

    CrossRef  Google Scholar 

  • Di Rienzo J, Casanoves F, Balzarini M, Gonzalez L, Tablada M, Robledo C (2012) InfoStat versión 2012. Grupo InfoStat, FCA, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina

    Google Scholar 

  • Ewens M, Felker P (2003) The potential of mini-grafting for large-scale production of Prosopis alba clones. J Arid Environ 55:379–387

    CrossRef  Google Scholar 

  • Fagg C, Stewart J (1994) The value of Acacia and Prosopis in arid and semi-arid environments. J Arid Environ 27:3–25

    CrossRef  Google Scholar 

  • FAO (2014) Plan de acción mundial para la conservación y la utilización sostenible y el desarrollo de los recursos genéticos forestales p comisión de recursos genéticos para la alimentación y la agricultura, 35 pp

    Google Scholar 

  • Felker P, López C, Soulier C, Ochoa J, Abdala R, Ewens M (2001) Genetic evaluation of Prosopis alba (algarrobo) in Argentina for cloning elite trees. Agrofor Syst 53:65–76

    CrossRef  Google Scholar 

  • Ferreyra L, Vilardi J, Verga A, López V, Saidman B (2013) Genetic and morphometric markers are able to differentiate three morphotypes belonging to section Algarobia of genus Prosopis (Leguminosae, Mimosoideae). Plant Syst Evol 299(6):1157–1173

    CrossRef  Google Scholar 

  • Galera F (2000) Los algarrobos: Las especies del género Prosopis (algarrobos) de América Latina con especial énfasis en aquellas de interés económico. Graziani Gráfica, Córdoba, 269 pp

    Google Scholar 

  • Gómez A, Rossi F, Bravo S (2019) Determinación del momento oportuno de raleo de algarrobo blanco en plantaciones: técnica alternativa para la medición de anillos de crecimiento. En: Avances en el conocimiento y tecnologías productivas de especies arbóreas nativas de Argentina / [Compiladoras]: Carla S. Salto; Ana María Lupi. Ediciones INTA, Buenos Aires, 78 pp

    Google Scholar 

  • Grattapaglia D, Silva-Junior O, Resende R, Cappa E, Müller B, Tan B, El-Kassaby Y (2018) Quantitative genetics and genomics converge to accelerate forest tree breeding. Front Plant Sci 9:1693. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01693

    CrossRef  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  • Joseau J, Verga A, Días MP, Julio N (2013) Morphological diversity of populations of the genus Prosopis in the semiarid Chaco of Northern Cordoba and Southern Santiago del Estero. Am J Plant Sci 4:2092–2111

    CrossRef  Google Scholar 

  • Kees S, Michela J (2016) Aspectos de la producción primaria y el mercadeo del algarrobo en Chaco, Argentina. Presidencia Roque Sáenz Peña, Argentina

    Google Scholar 

  • Kees S, Ferrere P, Lupi A, Michela J, Skoko J (2018) Producción y crecimiento de las plantaciones de Prosopis alba Griseb. en la provincia Chaco. Revista de Investigaciones Agropecuarias 44:113–120

    Google Scholar 

  • Kees S, López A, Zurita J, Brest E, Roldan M, Rojas J (2019) Identificación de las características edáficas determinantes de la calidad de sitio para el cultivo de Prosopis alba. En: Avances en el conocimiento y tecnologías productivas de especies arbóreas nativas de Argentina / [Compiladoras]: Carla S. Salto; Ana María Lupi. Ediciones INTA, Buenos Aires, 78 pp

    Google Scholar 

  • Lindgren D, Mullin T (1997) Balancing gain and relatedness in selection. Silvae Genet 46:124–129

    Google Scholar 

  • López Lauenstein D, Vega C, Luna C, Sagadin M, Melchiorre M, Pozzi E et al (2016) Subprograma Prosopis. In: Marcó MA, Llavallol CE (eds) Domesticación y mejoramiento de especies forestales. Unidad para el Cambio Rural. Ministerio de Agroindustrias. Presidencia de la Nación Argentina, Buenos Aires, pp 113–136

    Google Scholar 

  • López Lauenstein D, Vega C, Verga A, Fornes L, Saravia P, Feyling M et al (2019) Evaluación de diez orígenes de Algarrobo para establecer sistemas silvopastoriles en el Chaco semiárido argentino. In: Proceedings of X Congreso Internacional sobre Sistemas Silvopastoriles. Asunción, 24–26 September, Editorial CIPAV, Cali

    Google Scholar 

  • MAGyP (2016) Avances en la silvicultura del algarrobo blanco. https://www.agroindustria.gob.ar/sitio/areas/ss_desarrollo_foresto_industrial/biblioteca_forestal/publicaciones/_archivos/000000_Avances%20en%20la%20silvicultura%20del%20algarrobo%20blanco.pdf

  • Marcucci Poltri S, Gallo L (2016) Herramientas moleculares. In: Marcó MA, Llavallol CE (eds) Domesticación y mejoramiento de especies forestales. Unidad para el Cambio Rural. Ministerio de Agroindustrias. Presidencia de la Nación Argentina, Buenos Aires, p 201

    Google Scholar 

  • Min. Agro (2015) Informe Nacional del Relevamiento Censal de Aserraderos. Ministerio de Agroindustria. República, Argentina. https://www.agroindustria.gob.ar/sitio/areas/ss_desarrollo_foresto_industrial/censos_inventario/

  • Moglia G, Giménez A (2006) Resultados preliminares de la arquitectura vegetal de Prosopis alba y Prosopis nigra. En: II Jornadas Forestales de Santiago del Estero: Forestación y Aprovechamiento Integral del Algarrobo. Santiago del Estero, 5 p

    Google Scholar 

  • Mottura M, Finkeldey R, Verga A, Gailing O (2005) Development and characterization of microsatellite markers for Prosopis chilensis and Prosopis flexuosa and cross-species amplification. Mol Ecol Notes 5:487–489

    CrossRef  CAS  Google Scholar 

  • Namkoong G, Barnes R, Burley J (1980) Philosophy of breeding strategy for tropical forest trees, Tropical Forest Paper N°16. Commonwealth Forestry Institute, Oxford, 67 pp

    Google Scholar 

  • Oberschelp G, Marcó M (2010) Efecto del ácido 3-indolbutírico sobre el enraizamiento adventicio y la altura de plantines clonales de Prosopis alba Grisebach. Quebracho Revista de Ciencias Forestales 18(1–2)

    Google Scholar 

  • Pomponio MF, Acuña C, Pentreath V, López Lauenstein D, Marcucci Poltri S, Torales S (2015) Characterization of functional ssr markers in Prosopis alba and their transferability across Prosopis species. For Syst 24:2013–2016

    Google Scholar 

  • Pozzi Tay E (2016) Simbiosis en Prosopis alba como estrategia para la mejora de su tolerancia a estrés hídrico. Graduate thesis, Fac. Cs. Exactas, Físicas y Naturales. Universidad Nacional de Córdoba

    Google Scholar 

  • Ruotsalainen S, Lindgren D (1998) Predicting genetic gain of backward and forward selection in forest tree breeding. Silvae Genet 47:42–50

    Google Scholar 

  • Sagadin M, Monteoliva M, Luna C, Cabello M (2018) Diversidad e infectividad de hongos micorrícicos arbusculares nativos provenientes de algarrobales del Parque Chaqueño argentino con caracteríticas edafoclimáticas contrastantes. Agriscientia 35:19–33

    CrossRef  Google Scholar 

  • Saidman B (1986) Isoenzymatic studies of alcohol dehydrogenase and glutamate oxalacetate transaminase in four South American species of Prosopis and their natural hybrids. Silvae Genet 35:3–10

    Google Scholar 

  • Salto C (2011) Variación genética en progenies de polinización abierta de Prosopis alba griseb. de la región chaqueña. Tesis de Maestría. Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad Nacional de Rosario, Argentina, 75 pp

    Google Scholar 

  • Salto C, Lupi A (2019) Avances en el conocimiento y tecnologías productivas de especies arbóreas nativas de Argentina / [Compiladoras]: Carla S. Salto; Ana María Lupi. Ediciones INTA, Buenos Aires, 78 pp

    Google Scholar 

  • Salto C, Oberschelp J, Harrand L (2012) Recolección, acondicionamiento y transporte de material vegetal de Prosopis alba Griseb. para propagación vía estacas. En: Reunión Nacional del Algarrobo, 13–14 noviembre 2012, Córdoba, Argentina

    Google Scholar 

  • Salto C, Harrand L, Oberschelp J, Ewens M (2016) Crecimiento de plantines de Prosopis alba en diferentes sustratos, contenedores y condiciones de vivero. Bosque (Valdivia) 37:527–537

    CrossRef  Google Scholar 

  • Salto C, Harrand L, Oberschelp J, Ewens M (2019a) Efecto del tamaño de envase y calidad del sustrato utilizado sobre la calidad del plantín de Prosopis alba. En: Avances en el conocimiento y tecnologías productivas de especies arbóreas nativas de Argentina / [Compiladoras]: Carla S. Salto, Ana María Lupi. Ediciones INTA, Buenos Aires, 78 pp

    Google Scholar 

  • Salto CS, Sagadin M, Luna C, Oberschelp G, Harrand L, Cabello M (2019b) Interactions between mineral fertilization and arbuscular mycorrhizal fungi improve nursery growth and drought tolerance of Prosopis alba seedlings. Agrofor Syst 94:103–111

    CrossRef  Google Scholar 

  • SAyDS (2019) Anuario de Estadística Forestal de Especies Nativas 2017–2018. https://www.argentina.gob.ar/ambiente/bosques/estadistica-forestal

  • Spensley J, Sabelli A, Buenfil J (2013) Estudio de Vulnerabilidad e Impacto Del Cambio Climático En El Gran Chaco Americano. Ed. Programa de las Nacionales Unidas para el Medio Ambiente – PNUMA

    Google Scholar 

  • Suja A, Venkataraman G, Parida A (2007) Identification of stress-induced genes from the drought-tolerant plant Prosopis juliflora (Swartz) D. C. Through analysis of expressed sequences tags. Genome 50:470–478

    CrossRef  CAS  Google Scholar 

  • Tamura K, Peterson D, Peterson N, Stecher G, Nei M, Kumar S (2011) MEGA5: molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance and maximum parsimony methods. Mol Biol Evol 28:2731–2739

    CrossRef  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  • Torales S, Rivarola M, Pomponio MF, Gonzalez S, Acuña C, Fernández P et al (2013) De novo assembly and characterization of leaf transcriptome for the development of functional molecular markers of the extremophile multipurpose tree species Prosopis alba. BMC Genomics 14:705

    CrossRef  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  • Velázquez E, Igual J, Willems A, Fernández MP, Muñoz E, Mateos PF et al (2001) Mesorhizobium chacoense sp., a novel species that nodulates Prosopis alba in the Chaco Arido region (Argentina). Int J Syst Evol Microbiol 51:1011–1021

    CrossRef  PubMed  Google Scholar 

  • Verga A (1995) Genetic study of Prosopis chilensis y Prosopis flexuosa (Mimosaceae) in the dry Chaco of Argentina. Doctoral thesis, Abteilung für Forstgenetik und Forstpflanzensüchtung der Universität Göttingen, Alemania, 96 pp

    Google Scholar 

  • Verga A (2005) Recursos Genéticos, Mejoramiento y Conservación de Especies del Género Prosopis. En: Mejores Árboles Para Más Forestadores: El Programa de Producción de Material de Propagación Mejorado y el Mejoramiento Genético en el Proyecto Forestal de Desarrollo Edición: Carlos A. Norberto. SAGPyA-BIRF

    Google Scholar 

  • Verga A (2014) Rodales semilleros de Prosopis a partir del bosque nativo. Quebracho 19:125–138

    Google Scholar 

  • Verga A (2015) “Hoja 3.6.” Programa de distribución gratuita. Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales (IFRGV). Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Camino 60 Cuadras, km 5.5 X5020ICA, Córdoba, Argentina. E -mail: verga.anibal@inta.gob.ar

    Google Scholar 

  • Verga A, Gregorius H (2007) Comparing morphological with genetic distances between populations: a new method and its application to the Prosopis chilensis – P. flexuosa Complex. Silvae Genet 56:45–51

    CrossRef  Google Scholar 

  • Verga A, López Lauenstein D, López C, Navall M, Joseau J, Gómez C et al (2009) Caracterización morfológica de los algarrobos (Prosopis sp.) en las regiones fitogeográficas Chaqueña y Espinal norte de Argentina. Quebracho 17:31–40

    Google Scholar 

  • Versalovic J, Schneider M, de Bruijn F, Lupski J (1994) Genomic fingerprinting of bacteria using repetitive sequence-based polymerase chain reaction. Methods Mol Cell Biol 5:25–40

    CAS  Google Scholar 

  • Verzino G, Joseau MJ (eds) (2005) El Banco Nacional de Germoplasma de Prosopis. Conservación de recursos forestales nativos en Argentina, 172 pp

    Google Scholar 

  • Verzino G, Frassoni J, Joseau M, Clausen G, Navarro C (2020) Conservación ex situ, circa situ e in situ realizada por el Banco Nacional de Germoplasma de Prosopis, Córdoba, Argentina. Revista Nexo (NA-V7N1-9) (in press)

    Google Scholar 

  • Vincent J (1970) A manual for the practical study of the root-nodule bacteria. Blackwell, Oxford

    Google Scholar 

  • Wendling I, Trueman S, Xavier A (2014) Maturation and related aspects in clonal forestry. Part II: Reinvigoration, rejuvenation and juvenility maintenance. New For 45:473–486

    CrossRef  Google Scholar 

  • Wojtusik T, Felker P (1993) Interspecific graft incompatibility in Prosopis. For Ecol Manag 59:329–340

    CrossRef  Google Scholar 

  • Zamioudis C, Pieterse C (2012) Modulation of host immunity by beneficial microbes. Mol Plant Microbe Intract 25:139–150

    CrossRef  CAS  Google Scholar 

  • Zárate M, Gyenge J, Gómez A (2019) ¿Cuál es el efecto de la poda y la densidad de plantación en el crecimiento de los algarrobos? In: Avances en el conocimiento y tecnologías productivas de especies arbóreas nativas de Argentina / [Compiladoras]: Carla S. Salto; Ana María Lupi. Ediciones INTA, Buenos Aires, 78 pp

    Google Scholar 

  • Zobel B, Talbert J (1984) Applied forest tree improvement. Wiley, New York, 505 pp

    Google Scholar 

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López Lauenstein, D. et al. (2021). Genetic Breeding of Prosopis Species from the “Great American Chaco”. In: Pastorino, M.J., Marchelli, P. (eds) Low Intensity Breeding of Native Forest Trees in Argentina. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-56462-9_10

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