C. R. Brown

Antioxidants in Potato

The content of compounds in potato that may act as antioxidants in the human diet is not widely appreciated. Carotenoids are present in the flesh of all potatoes. The contents mentioned in the literature range from 50 to 100 μg per 100 g fresh weight (FW) in white-fleshed varieties to 2000 μg per 100 g FW in deeply yellow to orange-fleshed cultivars. The carotenoids in potato are primarily lutein, zexanthin, and violaxanthin, all of which are xanthophylls. There is just a trace of either alpha or beta-carotene, meaning that potato is not a source of pro-vitamin A carotenes. In potatoes with total carotenoids ranging from 35 to 795 μg per 100 g FW, the lipophilic extract of potato flesh presented oxygen radical absorbance capacity (ORAC) values ranging from 4.6 to 15.3 nmoles α-tocopherol equivalents per 100 g FW. Potatoes contain phenolic compounds and the predominant one is chlorogenic acid, which constitutes about 80% of the total phenolic acids. Up to 30 μg per 100 g FW of flavonoids are present in the flesh of white-fleshed potatoes with roughly twice the amount present in red and purple-fleshed potatoes. The predominant flavonoids are catechin and epicatechin. Red and purple potatoes derive their color from anthocyanins. The skin alone may be pigmented, or the flesh may be partially or entirely pigmented. Whole unpeeled with complete pigmentation in the flesh may have up to 40 mg per 100 g FW of total anthocyanins. Red-fleshed potatoes have acylated glucosides of pelargonidin while purple potatoes have, in addition, acylated glucosides of malvidin, petunidin, peonidin, and delphinidin. The hydrophilic antioxidant activity of solidly pigmented red or purple potatoes is comparable to brussels sprouts or spinach. In red and purple potatoes with solidly pigmented flesh with levels of total anthocyanin ranging from 9 to 38 mg per 100 g FW, ORAC ranged from 7.6 and 14.2 umole per g FW of Trolox equivalents. Potato contains on average 20 mg per 100 g FW of vitamin C, which may account for up to 13 % of the total antioxidant capacity. Potatoes should be considered vegetables that may have high antioxidant capacity depending on the flesh composition.

Breeding studies in potatoes containing high concentrations of anthocyanins

Studies of the breeding behavior of clones containing high levels of anthocyanins were conducted. Red-fleshed clones appeared in proportions suggesting multigenic control of degree of pigmentation. Red-fleshed and pur-ple-fleshed clones were always accompanied by red and purple skin, respectively. Red flesh ranged from partial pigmentation to complete pigmentation represented by pigment present in all tuber tissues. Percentage of com-pletely red-fleshed progeny was 14.5% and 4.1% in red x red crosses vs red × white (or the reciprocal), respectively. Purple-fleshed progeny were obtained from red x white crosses where the white-fleshed parent harbored theP pigment gene in juxtaposition with the nulliplex recessive state of theI gene (i.e.,iiii), which suppressed expression. Total anthocyanin ranged from 6.9 to 35 mg per 100 g fresh weight in the red-fleshed and 5.5 to 17.1 in the purple-fleshed clones. Red-fleshed clones contained predominantly acylated glycosides of pelargonidin while the purple-fleshed clones contained predominantly acylated glycosides of petunidin and peonidin. Oxygen Radical Absorbance Capacity and Ferrous Reducing Ability of Plasma revealed that the antioxidant levels in the red or purple-fleshed potatoes were two to three times higher than white-fleshed potato.ResumenSe llevaron a cabo estudios de mejoramiento sobre el comportamiento de clones de papa con niveles altos de antocianinas. Los clones de pulpa roja mostraron esta característica en mayor proporción, lo que sugiere un control multigénico del grado de pigmentación. Los clones de pulpa roja y los de pulpa morada estuvieron siempre acompañados de piel roja y piel morada respectivamente. La pulpa roja varió desde una pigmentación parcial a una pigmentación completa, en el cual el pigmento se encontraba presente en todos los tejidos del tubérculo. El porcentaje en una progenie de pulpa roja completa fue de 14.5% y 4.1% en los cruzamientos rojo x rojo vs. rojo × bianco (o recíproco) respectivamente. La progenie de pulpa morada se obtuvo de cruzamientos rojo × blanco, donde el progenitor de pulpa blanca albergaba el gen del pigmento moradoP en yuxtaposición con el estado recesivo nuliplex del gen inhibidorI, el cual suprimió la expresión. La antocianina total varió de 6.9 a 35mg por 100g de peso fresco en los clones de pulpa roja y de 5.5 a 17.1 mg en los de pulpa morada. Los clones de pulpa roja contenían predominantemente glicósidos acilados de pelargonidina, mientras que los clones morados contenían predominantemente glicósidos acilados de petunidina y pelargonidina. La Capacidad de Absorbencia del Radical Oxigeno y la Habilidad del Plasma para la Reducción del Hierro revelaron que los niveles de antioxidante en papas de pulpa roja o morada fueron de dos a tres veces mayores que en las papas de pulpa blanca.

RFLP analysis of resistance to Columbia root-knot nematode derived from Solanum bulbocastanum in a BC2 population

The mapping of resistance toMeloidogyne chitwoodi derived from Solarium bulbocastanum is reported. A population suitable for mapping was developed as follows. A somatic hybrid of nematode-resistant S. bulbocastanum and cultivated tetraploid potato was produced. This was backcrossed to tetraploid potato, and a single resistant BC1 was selected and backcrossed again to the same recurrent tetraploid parent. The mapping population consisted of 64 BC2 progeny scored for restriction fragment length polymorphic (RFLP) markers and 62 of these were evaluated for the reproductive efficiency of race 1 of M. chitwoodi. Forty-eight polymorphic RFLP markers, originally derived from tomato and mapped in diploid cultivated potato, were assigned to 12 chromosomes of S. bulbocastanum. Of the 62 progeny screened for nematode resistance, 18 were non-hosts and four were poor hosts. The rest were highly susceptible (good hosts). Analysis of the resistance (including non-hosts and poor hosts) as both a qualitative trait and as a meristic trait on which QTL analysis was applied supported the same genetic hypothesis. Genetic control was localized solely to factor(s) lying at one end of chromosome 11. The level of expression of resistance in the S. bulbocastanum parent and the resistant portion of the BC2 was essentially the same. This fact, together with the highly significant LOD scores for one end of the chromosome-11 marker array, supports a genetic model equivalent to monogenic dominant control.

Enhancing beta-carotene content in potato by RNAi-mediated silencing of the beta-carotene hydroxylase gene

Plant carotenoids are lipid soluble pigments that play key roles in numerous plant functions. They also play significant roles in the human diet by serving as precursors for vitamin A synthesis and by reducing the occurrence of certain diseases. The purpose of this work was to identify novel methods for enhancing betacarotene content in potato, a major staple food crop. In particular, we used RNA interference (RNAi) to silence the beta-carotene hydroxylase gene (bch), which converts beta-carotene to zeaxanthin. Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation was employed to introduce two RNAi constructs into three different potato lines (‘Yema de Huevo’, 91E22, and ‘Desiree’). One construct contained the tuber-specific granulebound starch synthase (GBSS) promoter, and the other contained the strong constitutive cauliflower mosaic virus 35S (CaMV 35S) promoter. Eighty-six percent of the silenced lines had altered carotenoid profiles, as revealed by HPLC. Beta-carotene content was increased from trace amounts in wild type tubers up to 331 μg 100 g1 fresh weight. In addition, some transformants exhibited a significant decrease in zeaxanthin content and/or an increase in lutein. In general, transformants derived from the GBSS construct contained more beta-carotene than CaMV 35S transformants. Reverse-transcriptase PCR (RT-PCR) analysis of bch RNA abundance in tubers demonstrated that the extent of bch silencing varied between transformants, and was in most cases associated with the level of beta-carotene. Similarly, RT-PCR showed that bch silencing also occurred in leaves, but primarily in the CaMV 35S lines. These results demonstrate that silencing bch has the potential to increase the content of two health-promoting carotenoids, betacarotene and lutein, in potato.ResumenLos carotenoides vegetales son pigmentos solubles que juegan un rol importante en numerosas funciones de la planta. También juegan un rol significativo en la dieta humana, pues sirven como precursores de la síntesis de vitamina A y reducen la presencia de ciertas enfermedades. El propósito de este trabajo fue de identificar métodos nuevos para incrementar el contenido de betacaroteno en papa, un cultivo alimenticio importante de consumo diario. Particularmente hemos utilizado la RNA interferencia (RNAi) para silenciar el gen betacaroteno hidroxilasa (bch), el cual convierte el betacaroteno en zeaxantina. Se empleó la transformacion mediada por Agrobactrium tumefaciens para introducir dos construcciones de RNAi en tres diferentes líneas de papa (‘Yema de huevo’, 91E22 y ‘Desiree’). Una construcción contenía el promotor específico del tubérculo ligado a gránulo de sintasa del almidón (GBSS) y el otro contenía el promotor constitutive del mosaico de la coliflor 35S (CaMV 35S). El 85% de las líneas silenciadas tuvieron carotenoides de perfiles alterados, tal como lo revelado por HPCL. El contenido de beta-caroteno se incrementó de trazas en tubérculos tipo silvestre hasta 33.1 ¼g/100 g-1 de peso fresco. Además, algunos transformantes exhibieron una significativa disminucion en el contenido de zeaxantina y/o un aumento en luteína. En general, los transformantes derivados del GBSS, contenían más beta-caroteno que los de CaMV 35S. El análisis reverso transcriptasa PCR (RT-PCR) de abundancia de bch RNA en tubérculos demostró que la cantidad de silenciamiento bch varió entre transformantes y fue en muchos casos asociado con el nivel de beta-caroteno. Similarmente, el RT-PCR mostró que el silenciamiento bch también ocurrió en las hojas, pero principalmente en las líneas CaMV 35S. Estos resultados demuestran que el silenciar el bch tiene potencial para incrementar dos carotenoides promotores de la salud, el betacaroteno y la luteína, en papa.

INTERSPECIFIC SOMATIC HYBRIDIZATION BETWEEN SOLANUM TUBEROSUM L. AND S. BULBOCASTANUM DUN. AS A MEANS OF TRANSFERRING NEMATODE RESISTANCE

Interspecific somatic hybrids were produced between tetraploidSolanum tuberosum and a nematode-resistant accession of the diploid speciesSolanum bulbocastanum by protoplast fusion. Hybrid cells were selected using dual fluorescent labeling of protoplast preparations prior to fusion. Hybridity of regenerated plants was confirmed with a combination of morphological assessment, chromosome counting and isozyme analysis. Somatic hybrids had the same level of resistance to infection by race 1 of the nematodeMeloidogyne chitwoodi as theS. bulbocastanum parent used in the fusion. Some of the somatic hybrids were fertile as females when crossed with tetraploidS. tuberosum breeding lines. Thus, these hybrids can be used in a potato improvement program to incorporate a valuable pest resistanceCompendioHíbridos somáticos interespecíficos fueron producidos, por fusión de protoplastos, entre el tetraploideSolanum tuberosum y una entrada de la especie diploideSolanum bulbocastanum resistente a los nematodos. Se seleccionaron células híbridas utilizando la marcación con sondas fluorescentes duales en las preparaciones de protoplastos antes de la fusión. Se confirmó la hibridación de las plantas regeneradas con una combinación de evaluación morfológica, contaje de cromosomas y análisis de isozimas.Los híbridos somáticos tuvieron el mismo nivel de resistencia a la infectión por la raza 1 del nematodoMeloidogyne chitwoodi como el de los padresS. bulbocastanum utilizados en la fusión. Algunos de los híbridos somáticos fueron fértiles cuando se les usó como madres en cruzamientos con líneas de mejoramiento del tetraploideS. tuberosum. Por lo tanto, estos híbridos pueden ser usados en un programa relacionado al mejoramiento de la papa, para incorporar resistencia valiosa a la plaga.

Segregation of total carotenoid in high level potato germplasm and its relationship to beta-carotene hydroxylase polymorphism

High carotenoid potato may have particular value for human health due to the antioxidant properties and the therapeutic value for eye health in patients at risk for macular degeneration. Carotenoid concentrations were determined among the progeny of a cross between two high carotenoid lines derived from diploidPapa Amarilla germplasm from South America. The total carotenoid content ranged from 82 to 2686 µg / 100 g fresh weight (FW). The higher values greatly exceeded the mid-parent value of the cross. An index for yellow tuber flesh color was determined for a subset of the progeny. A cleaved amplified polymorphic sequence (CAPS) assay was developed to distinguish the alleles of beta-carotene hydroxylase (bch) in the two high-carotenoid parents. Abch allele (denoted B) common to the high carotenoid parents co-segregated with yellow flesh in the progeny of a white-flesh x yellow-flesh cross, makingbch an excellent candidate for the classicalY locus, required for yellow tuber flesh. The same allele was also present in all other yellow-fleshed potato clones tested. Genotype atbch explained a portion of the variation of total carotenoid (R2=0.42). Clones homozygous for the B allele (BB) contained, on average, slightly more carotenoid than heterozygous Bb clones, which in turn had much more carotenoid than homozygous bb clones, suggesting a partially dominant gene model. Similarly, bb flesh was significantly less yellow than Bb and BB, the latter two being quite close. Total carotenoid varied considerably between progeny in the Bb and BB genotype categories, suggesting that variation at one or more additional loci have a significant effect on total carotenoid levels. Since the total carotenoid levels in manyPapa Amarilla cultivars and progeny are much higher than those in white- and yellow-fleshed tetraploid cultivars, it may be possible to breed for high carotenoid values in tetraploid germplasm by introducing one or more genes derived fromPapa Amarilla germplasm.ResumenLas papas con alto contenido de carotenoides podrían tener particular valor en la salud humana debido a las propiedades antioxidantes y al valor terapéutico para la salud ocular, en pacientes con riesgo de degeneración macular. La concentración de carotenoides fue determinada en la progenie de un cruzamiento entre dos lineas con carotenoides, derivadas de germoplasma del diploide Papa Amarilla de Sudamérica. El contenido total de carotenoides varió de 82 a 2686 microgramos por 100g de peso fresco. Los mayores valores totales excedieron al valor del progenitor medio de los cruzamientos. Para un subconjunto de la progenie, se determinó el índice del color amarillo de la pulpa. Se desarrolló una prueba de división de secuencia polimórfica amplificada (CAPS) para distinguir alelos de beta caroteno hidroxilasa (bch) en dos de los progenitores con alto contenido carotenoideo. Un alelobch (designado B), común en progenitores de alto caroteno co-segregó a pulpa amarilla en la progenie de un cruzamiento de pulpa blanca x pulpa amarilla, haciendobch un excelente candidato para el clásico locusY, requerido para pulpa amarilla del tubérculo. El mismo alelo estuvo también presente en todos los otros clones de pulpa amarilla probados. La explicación de la variación de una porción del total de carotenoide (R2=0.42) la dio el genotipobch. Clones homocigotas para el alelo B (BB) contenían en promedio, ligeramente mas carotenoide que los clones heterocigotas Bb, los cuales a su vez tienen mucho mas carotenoide que los clones homocigotas bb, sugiriendo un modelo de gen parcialmente dominante. Similarmente, la pulpa de bb fue significativamente menos amarilla que Bb y BB, siendo las dos últimas muy parecidas. El total de carotenoide varió considerablemente entre progenies en las categorías de genotipo Bb y BB, sugiriendo que la variación en uno o más loci, tienen efecto significativo sobre los niveles totales de carotenoide. Desde que el total del nivel de carotenoide en muchos cultivares y progenies de Papa Amarilla son mucho mas altos que en los cultivares tetraploides de pulpa blanca y amarilla, sería posible hacer cruzamientos para mayores valores de carotenoide en el germoplasma tetraploide, introduciendo uno o mas genes del germoplasma derivado de Papa Amarilla.

Development and Evaluation of Potato Breeding Lines with Introgressed Resistance to Columbia Root-Knot Nematode (Meloidogyne chitwoodi )

Columbia root-knot nematode (Meloidogyne chitwoodi) (CRN) is a serious pest of potato in the Pacific Northwest of the USA. Because this nematode can reproduce rapidly within a single growing season, small initial populations are capable of causing crop loss in the Columbia Basin of Washington or Oregon. Presently, soil fumigation is the main treatment for controlling CRN on potato. Developing potato varieties with resistance to CRN is highly desirable to reduce the cost of control and to alleviate concerns about the effects of fumigants on the environment. Resistance to CRN race 1 was found in two wildSolanum species. Resistance fromS. bulbocastanum was introduced via protoplast fusion and fromS. hougasii via sexual hybridization. Subsequent breeding consisted of repeated backcrossing and selection. The dominant monogenic inheritance was expressed in undiminished fashion across several backcross generations. When tested in replicated trials in three locations, selected resistant clones from the BC4 and BC5 of theS. bulbocastanum introgression populations had total marketable yields and yields of >113-g (4 oz) tubers as good or better than standard potato varieties tested in replicated yield trials in three locations. Percentage of tubers weighing more than 113 g in the highest yielding clones was not significantly different from commercial standards. The resistance phenotype, typified by failure of the nematode to reproduce on the root systems, was sufficiently effective to prevent economic damage in a field exposure. All CRN-resistant clones are pollen sterile. Germplasm listed is available upon request.ResumenEl nematodo del nudo de Columbia (Meloidogyne chitwoodi) (CRN), es un parásito serio de la papa en la zona del Pacífico noroeste de los EUA. Poblaciones iniciales pequeñas son capaces de ocasionar la pérdida del cultivo, debido a la habilidad de este nematodo a reproducirse rápidamente dentro de un mismo periodo de cultivo en los valles de Columbia de Washington u Oregon. Actualmente, la fumigación del suelo es el principal método de control del CRN de la papa. El desarrollo de resistencia al CRN es muy deseable para reducir los costos de control y la preocupación que se tiene de los fumigantes sobre el medio ambiente. Se encontró resistencia a la traza 1 del CRN en dos especies silvestres deSolanum spp. La resistencia deS. bulbocastanum se introdujo por fusión de protoplastos y la deS. hougasii por hibridación sexual. Las siguientes pruebas de mejoramiento consistieron en retrocruzas repetidas y selección. La herencia monogénica dominante fue expresada a lo largo de varias generaciones de retrocruza. Cuando se hicieron pruebas múltiples en tres localidades, los clones resistentes seleccionados de BC4 y BC5 de la población de introgresión deS. bulbocastanum tuvo un rendimiento total comerciable de tubérculos por encima de los 113g (4 onzas), tan bueno o mejor que las variedades estándar de papa evaluadas en pruebas de rendimiento con repeticiones en tres localidades. El porcentaje de tubérculos con pesos mayores a los 113 gramos en el clon de mayor rendimiento, no mostró diferencia significativa en comparación con los estándares comerciales. La resistencia del fenotipo, tipificado por la falta de reproducción del nematodo en los sistemas de raíces, fue suficientemente efectiva para prevenir el daño económico en la exposición de campo. Todos los clones resistentes CRN son de polen estéril. El germoplasma incluido en la lista está disponible para quien lo solicite.

Defender: A High-Yielding, Processing Potato Cultivar with Foliar and Tuber Resistance to Late Blight

The potato cultivar Defender is high-yielding, white-skinned, and notable for having foliar and tuber resistance to late blight infection caused byPhytophthora infestans (Mont.) de Bary. It was released in 2004 by the USDA-ARS and the agricultural experiment stations of Idaho, Oregon, and Washington. Defender is suitable for processing into french fries and other frozen potato products directly from the field or from storage. Defender also may be used for fresh markets in regions such as California, where cultivars with long tubers and white skin are traditionally grown. Resistances to late blight and other potato diseases make Defender an ideal candidate for organic potato production. Defender consistently produced greater total and U.S. No. 1 yields than ‘Russet Burbank’ in Idaho trials. In early harvest trials conducted in the western U.S., average total yields of Defender were 17% and 23% greater than yields for ‘Ranger Russet’ and ‘Shepody’, respectively. In full-season trials conducted in the western U.S., Defender averaged 10% and 15% higher yields than Ranger Russet and Russet Burbank, respectively. Specific gravity of Defender is consistently high, with values comparable to those of Ranger Russet; tuber ascorbic acid (Vitamin C) levels are also high. In addition to late blight, Defender also is resistant to tuber early blight (Alternaria solani, (Ellis & G. Martin), L.R. Jones & Grout), potato virus X, and net necrosis; it has moderate levels of resistance to Verticillium wilt (Verticillium dahliae, Kleb), pink rot, foliar early blight, corky ringspot, and Erwinia soft rot. Defender is susceptible to scab (common and powdery) and potato leafroll virus; it has moderate susceptibility to dry rot (Fusarium spp.) and potato virus Y. Susceptibilities to internal necrosis, tuber greening, and blackspot bruise also have been noted, but may be minimized through cultural and harvest practices.ResumenDefender es un cultivar de papa de alto rendimiento, piel blanca y excelente por su resistencia al tizón tardío causado porPhytophthora infestans (Mont.) de Bary, tanto a la infección foliar como a la de los tubérculos. Ha sido liberada el 2004 por USDA-ARS y las Estaciones Experimentales Agrícolas de Idaho, Oregon y Washington. Defender es apropiado para el procesamiento de papa frita y otros productos congelados de papa, directamente del campo o del almacén. Defender puede también ser usado en regiones como California, donde se cultivan tradicionalmente variedades de tubérculos alargados y piel blanca. La resistencia al tizón tardío y otras enfermedades de la papa hace de Defender un candidato ideal para la producción orgánica. Defender tuvo consistentemente un mayor rendimiento de tubérculos de grado “US No. 1” que Russet Burbank en pruebas en Idaho. En ensayos de cosecha temprana realizados en el oeste de EUA, el promedio de rendimiento total de Defender fue de 17 y 23% mayor que el de las variedades Ranger Russet y Shepody respectivamente. En ensayos de ciclo completo realizadas en el oeste, Defender tuvo rendimientos 10 y 15% mayores que Ranger Russet y Russet Burbank respectivamente. El peso específico de Defender es consistentemente alto, con valores comparables a los de Ranger Russet y los niveles de ácido ascórbico (Vitamina C) son también altos. Además de ser resistente al tizón tardío, Defender es también resistente al tizón temprano (Alternaria solani (Ellis & G. Martín) L. R. Jones & Grout), Virus X de la papa y necrosis en red. Tiene niveles moderados de resistencia a marchitez por Verticillium (Verticillium dahliae Kleb.), pudrición rosada, tizón foliar temprano, mancha corchosa en anillo y pudrición blanda causada por Erwinia. Defender es susceptible a la sarna (común y polvorienta) y al virus del enrollamiento; tiene moderada susceptibilidad a la pudrición seca (Fusarium spp.) y al virus Y de la papa. También se ha notado susceptibilidad a necrosis interna, verdeamiento del tubérculo y mancha negra, pero estas pueden minimizarse a través de prácticas culturales.

Partial resistance toPhytophthora infestans in fourSolanum crosses

Thirty progeny from each of fourSolanum crosses were evaluated in the field at Mount Vernon, WA, in 1996 and 1997 for partial resistance toPhytophthora infestans. Of the four parents, three have high levels of partial resistance toP. infestans; one derived from somatic hybridization ofS. bulbocastanum, the other two from traditional breeding efforts for multiple disease resistance. Data were collected from each cross to estimate area under the disease progress curve (AUDPC), days to 5% disease severity threshold (DT5), and sporangia production (SP). All of these variables differed significantly among the progeny within each cross in each year. Correlation analysis indicated that DT5 was highly correlated with AUDPC for all four populations for both years. Log-transformed SP was significantly (P>0.001) correlated to AUDPC values for one population in both years, but the significance of the correlation was variable between years for the remaining three crosses. The variable DT5, which is composed of three components (infection efficiency, latent period, and lesion growth rate), was the most important in identifying progeny with partial resistance to late blight in all four crosses in this study.ResumenTreinta progenies de cada uno de los cuatro cruzamientos deSolanum fueron evaluadas en los campos de Mount Vernon, WA en 1996 y 1997, para comprobar su resistencia parcial aPhytophthora infestans. De los cuatro progenitores, tres muestran altos niveles de resistencia parcial aP. infestans; uno, derivado de la hibridación somática deS. bulbocastanu; los otros dos, producto de esfuerzos tradicionales de mejoramiento para conferir resistencia a múltiples enfermedades. Los datos fueron recolectados de cada cruce, con el fin de estimar la curva de progreso de la enfermedad (AUDPC por sus siglas en inglés), los días al 5% de inicio severo de la enfermedad (DT5) y la producción de esporangio (PE). Todas estas variables fueron significativamente diferentes entre la progenie de cada cruce, cada año. Los análisis correlativos indicaron que DT5 fue la correlación más alta con AUDPC para las cuatro poblaciones en ambos años. El registre transformado de PE fue significativamente (P⩽0.001) correlativo con los valores de la AUDPC para una población en los dos años, pero el significado de la correlación fue variable entre años para los tres cruces restantes. La variable DT5 -que consta de tres componentes (eficacia de la infección, período de latencia y tasa de crecimiento de la lesión)- fue la más importante para identificar las progenies con resistencia parcial al tizón tardío en los cuatro cruces de este estudio.

Freezing behavior of potato (Solanum tuberosum) tubers in soil

Volunteer potatoes are a major weed problem in potato rotations in regions with mild winter soil temperatures. Freezing dynamics of potato tubers in air have been previously reported, but freezing dynamics of tubers in soil may differ due to ice nucleation sites and soil water associated with soil. Laboratory experiments conducted in hydrated and dry soil columns and field experiments were conducted to determine cold temperatures required to kill potato tubers in soil. Potato tubers in air-dried soil columns exposed to decreasing temperatures typically supercooled to −3 to −7 C before exhibiting a distinct exotherm, which stabilized at −1.4 to −1.5 C, representing the freezing point of tubers. Tubers that were supercooled and removed from the cold environment before experiencing this exotherm were able to sprout and had no visual symptoms of freezing injury, whereas tubers that experienced the exotherm were nonviable and unable to sprout. Tubers in soil columns hydrated to 7% SWC supercooled much less than tubers in dry soil and exhibited an exotherm that stabilized near −1.9 C. Tubers exposed to temperatures near the tuber-freezing point (−1.4 to −1.9 C) for periods of 1 min to 24 h, but not undergoing an exotherm, exhibited varying degrees of injury, which increased with time of exposure. Tubers held at −1.0 C for 4 to 24 h were unharmed and able to sprout similar to controls. In field trials conducted from 1993 to 1999 in the Columbia Basin of Washington, tubers buried at shallow depths (5 cm) were much more likely to experience lethal cold temperatures than tubers buried deeper. In general, when minimum soil temperature at tuber depth reached −1.5 to −1.9 C or lower, some tuber mortality occurred and when soil temperature at tuber depth reached −2.8 C or lower, extensive tuber death occurred. Monitoring of winter soil temperatures by depth in potato- growing regions could be used to predict severity of volunteer potato for the subsequent growing season.ResumenLas plantas voluntarias constituyen un problema mayor de malezas en las rotaciones de papa, en regiones con temperaturas moderadas de suelo durante el invierno. La dinámica de congelamiento al aire de los tubérculos ha sido reportada previamente, pero la dinámica de congelamiento de los tubérculos en el suelo puede ser diferente debido a los lugares de concentración de hielo y de agua asociada con el suelo. Se realizaron experimentos de laboratorio en columnas de suelo seco e hidratado y experimentos en campo para determinar las temperaturas requeridas para matar los tubérculos de papa en el suelo. Los tubérculos de papa en columnas de suelo secado al aire expuestos a temperaturas típicamente decrecientes, enfriados a −3 hasta −7 antes de que mostraran exotermia visible, la cual estabilizada a 1.4 y 1.5 representa el punto de congelación de los tubérculos. Los tubérculos que fueran superenfriados y sacados del ambiente frío, fueron capaces de brotar y no presentaron síntomas visuales de daño por congelamiento, mientras que los tubérculos que experimentaron exotermia no estaban viables y por tanto no fueron capaces de brotar. Los tubérculos en columnas de suelo hidratadas al 7% SWC mucho menos superenfriados que los tubérculos en suelo seco exhibieron una exotermia que se estabilizó cerca de −1.9 C. Los tubérculos expuestos a una temperatura cercana al punto de congelamiento (−1.4 a −1.9 C) por periodos de 1 min a 24 h, pero que no experimentaron exotermia, exhibieron varios grados de daño, que se intensificó con el tiempo de exposición. Los tubérculos mantenidos a −1.0 por 4 a 24 h no sufrieron daños y fueron capaces de brotar igual que los controles. En pruebas de campo realizadas de 1993 a 1999 en la cuenca de Columbia, Washington, los tubérculos enterrados superficialmente (5cm) estuvieron posiblemente mas expuestos a temperaturas frías letales que los tubérculos enterrados profundamente. En general, cuando la temperatura mínima del suelo Ilegó de −1.5 a −1.9 C o menores ocurrió alguna muerte de tubérculos y cuando la temperatura del suelo alcanzó por debajo de −2.8 C se produjo muerte masiva de los tubérculos. El monitoreo de la temperatura del suelo en invierno, por profundidades, en las regiones de cultivo de papa, podría ser utilizado para predecir la severidad de presencia de papas voluntarias en la siguiente época de cultivo.