Introduction and development of Upland cotton cultivars in the Colombian production system: A review

Oscar Burbano-Figueroa, Karen Sofía Montes-Mercado, Iván Javier Pastrana-Vargas, Jorge Cadena-Torres

Abstract


The purpose of this review was to provide a comprehensive description of the Upland cotton cultivars incorporated into the Colombian production systems. Genealogy and traits data of the Colombian cultivars is scattered across grey literature which reduces chances to discover, access and evaluate this information.Consequently, the objectives of this review were: i) to describe traits and genealogy of the Upland cotton cultivars developed by the breeding programs in Colombia, and ii) to describe the Upland cotton cultivars from other countries that have been introduced into the Colombian production system. This data repository is part of the efforts dedicated to consolidate data dispersed in public and private institutions with the purpose of metadata analysis. In the future, this document will provide guidance to procedures of breeding, introduccion of new varieties, and assessment of  the development and introduction of new cultivars on closing yield gaps. Additionally, this review includes recommendations to develop new cultivars based on the current scenario of cotton producers.


Keywords


advanced breeding lines; Corpoica; Genetic breeding; Gossypium; ICA; LCER

References


(1) Gotmare V. Wild and Cultivated Species of Cotton. Singh P, Tule BN, editors. Nagpur: Central Institute for Cotton Research; 2011.

(2) Paterson AH., Wendel JF., Gundlach H., Guo H., Jenkins J., Jin D., et al. Repeated polyploidization of Gossypium genomes and the evolution of spinnable cotton fibres. Nature. 2012; 492(7429): 423-437. DOI: http://doi.org/10.1038/nature11798.

(3) Li F., Fan G., Lu C., Xiao G., Zou C., Kohel RJ., et al. Genome sequence of cultivated Upland cotton (Gossypium hirsutum TM-1) provides insights into genome evolution. Nat Biotechnol. 2015; 33(5): 524-30. DOI: http://doi.org/10.1038/nbt.3208.

(4) Wendel JF. New World tetraploid cottons contain Old World cytoplasm. Proc Natl Acad Sci USA. 1989; 86(11): 4132-4136. DOI: http://doi.org/10.1073/pnas.86.11.4132.

(5) Leurquin P. Cotton growing in Colombia: achievements and uncertainties. Food Research Institute; 1966.

(6) Brochero MF. Importancia socioeconómica del cultivo del algodón en Colombia. La producción de semillas de algodón para siembra en Colombia. Bogotá: Instituto Colombiano Agropecuario (ICA); 1987.

(7) Espinal CF., Martínez Covaleda H., Pinzón Ruíz N., Barrios Urrutia C. La cadena de algodón en Colombia: una mirada global de su estructura y dinámica 1991-2005 [Internet]. Bogota: Banco de la Republica; 2005 [cited 2018 Jan 18]. Disponible en: http://bibliotecadigital.agronet.gov.co/handle/11348/6113.

(8) Cadena Torres J. Organización de la investigación en algodón en Colombia. En: XI Reunión Asociación Latinoamericana de Investigación y Desarrollo del Algodón. Argentina: ALIDA; 2010.

(9) Conalgodon. Área, producción y rendimiento. Bogotá: Conalgodon; 2017.

(10) Barragán Quijano E. Determinación de zonas óptimas para la producción del algodón (Gossypium hirsutum l.) en el valle cálido del Alto Magdalena por ambiente, rendimiento y calidad de fibra con énfasis en potasio [Doctoral dissertation]. Universidad Nacional de Colombia; 2010.

(11) Rache Cardenal LY. Monitoreo del flujo de genes de algodón transgénico en la Agremiación Remolino S.A. (Espinal-Tolima) [Tesis de maestría]. Universidad Nacional de Colombia; 2011.

(12) IICA, MADR, CORPOICA. Competitividad de la producción algodón: Proyecto de análisis de competitividad del sector agropecuario colombiano. 1995.

(13) Porter HG. The cotton industry of Colombia [Internet]. Washington D.C.: Foreign Agricultural Service USDA; 1961 [fecha de acceso: 14 de enero de 2018]. Disponible en: http://archive.org/details/cottonindustryof113port.

(14) Barragán E., Díaz A., Caicedo A., Montenegro O., Mendoza A. Módulo 2: El algodonero - Manejo integrado del cultivo en el Valle Cálido del Alto Magdalena. El algodonero - Manejo integrado del cultivo en Colombia. Bogotá: Corpoica; 2005.

(15) Amaya OS., Restrepo OD., Argüelles J., Garramuño EA. Evaluación del comportamiento del complejo Spodoptera con la introducción de algodón transgénico al Tolima, Colombia. Revista Corpoica Ciencia y Tecnología Agropecuaria. 2013; 10(1): 24-32. DOI: http://doi.org/10.21930/rcta.vol10_num1_art:125.

(16) Valencia SJ. Efecto de las tecnologías Bollgard® y Bollgard II® de variedades genéticamente modificadas (GM) de algodón sobre larvas y adultos del falso bellotero Spodoptera frugiperda Smith (Lepidoptera: Noctuidae) [Undergraduate thesis]. Universidad Nacional de Colombia; 2013.

(17) Valencia Cataño SJ., Rodríguez Chalarca J., Mesa Cobo NC. Efecto de variedades de algodón genéticamente modificadas sobre larvas de Spodoptera frugiperda Smith (Lepidoptera: Noctuidae). Acta Agron. 2014; 63(1): 63-70. DOI: http://doi.org/10.15446/acag.v63n1.38356.

(18) Giraldo AC., Rache Cardenal LY., Oberlaender JM. Study of gene flow from GM cotton (Gossypium hirsutum) varieties in El Espinal (Tolima, Colombia). Acta Biológica Colombiana. 2013; 18 (3): 489-498.

(19) Blanco Martínez J., Rache Cardenal L., Alfonso N., Chaparro Giraldo A. Convenio interadministrativo de asociación suscrito entre el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial y la Universidad Nacional de Colombia. Bogotá: Conalgodon; 2011.

(20) Akhurst RJ., James W., Bird LJ., Beard C. Resistance to the Cry1Ac δ-endotoxin of Bacillus thuringiensis in the cotton bollworm, Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae). J Econ Entomol. 2003; 96 (4):1290-1299. DOI: http://doi.org/10.1093/jee/96.4.1290.

(21) Sivasupramaniam S., Moar WJ., Ruschke LG., Osborn JA., Jiang C., Sebaugh JL., et al. Toxicity and characterization of cotton expressing Bacillus thuringiensis Cry1Ac and Cry2Ab2 proteins for control of lepidopteran pests. Journal of Economic Entomology. 2008; 101(2): 546-54. DOI: http://doi.org/10.1093/jee/101.2.546.

(22) Adamczyk Jr JJ., Gore J. Laboratory and field performance of cotton containing Cry1ac, Cry1f, and both Cry1ac and Cry1f (widestrike®) against beet armyworm and fall armyworm larvae (Lepidoptera: Noctuidae). Florida Entomologist. 2004; 87(4): 427-432. DOI: http://doi.org/10.1653/0015-4040(2004)087[0427:LAFPOC]2.0.CO;2.

(23) Sweeney JA., Jones MA. Glufosinate Tolerance of Multiple WideStrike and Liberty-Link Cotton (L.) Cultivars. Crop Sci. 2015; 55(1): 403. DOI: http://doi.org/10.2135/cropsci2014.03.0175.

(24) Kurtz RW., McCaffery A., O’Reilly D. Insect resistance management for Syngenta’s VipCotTM transgenic cotton. Journal of invertebrate pathology. 2007; 95(3): 227-230. DOI: http://doi.org/10.1016/j.jip.2007.03.014.

(25) Funke T., Han H., Healy-Fried ML., Fischer M., Schönbrunn E. Molecular basis for the herbicide resistance of Roundup Ready crops. Proc Natl Acad Sci USA. 2006; 103(35): 13010-13015. DOI: http://doi.org/10.1073/pnas.0603638103.

(26) Barragán Quijano E., Cadena Torres J. Mejoramiento genético y avances en biotecnología del algodón en Colombia. En: ALIDA. Chaco, Argentina; 2010.

(27) Campbell BT., Chee PW., Lubbers E., Bowman DT., Meredith WR., Johnson J., et al. Dissecting Genotype × Environment Interactions and Trait Correlations Present in the Pee Dee Cotton Germplasm Collection following Seventy Years of Plant Breeding. Crop Sci. 2012; 52(2): 690. DOI: http://doi.org/10.2135/cropsci2011.07.0380.

(28) Campbell BT., Chee PW., Lubbers E., Bowman DT., Meredith WR., Johnson J., et al. Genetic Improvement of the Pee Dee Cotton Germplasm Collection following Seventy Years of Plant Breeding. Crop Sci. 2011; 51(3): 955. DOI: http://doi.org/10.2135/cropsci2010.09.0545.

(29) Campbell BT., Weaver DB., Sharpe R., Wu J., Jones DC. Breeding potential of elite pee dee germplasm in upland cotton breeding programs. Crop Sci. 2013; 53: 894-905. DOI: http://doi.org/10.2135/cropsci2012.09.0549.

(30) Clement JD., Constable GA., Stiller WN., Liu SM. Negative associations still exist between yield and fibre quality in cotton breeding programs in Australia and USA. Field Crops Res. 2012; 128: 1-7. DOI: http://doi.org/10.1016/j.fcr.2011.12.002.

(31) Kuraparthy V., Bowman DT., Kuraparthy V., Bowman D. Gains in breeding Upland cotton for fiber quality. J Cotton Sci. 2013; 17: 157-162.

(32) Bayer Colombia. El algodón es una materia prima muy codiciada, aunque su cultivo no resulta fácil. Crop Science Colombia [Internet]. 2015 [fecha de acceso: 27 de junio 2017]. Disponible en: http://www.cropscience.bayer.co/es-CO/Centro-de-Noticias/Noticias/2015/01/En_estrecho_contacto_con_las_fibras.aspx?overviewId=7CC0F601-0F91-41AB-89E4-6998110C8286.

(33) Nichols S., Snipes C., Jones M. Cotton growth, lint yield, and fiber quality as affected by row spacing and cultivar. The Journal of Cotton Science. 2004; 8: 1-12.

(34) Smith CW., Hague S., Hequet E., Thaxton PS., Brown IN. Development of Extra-Long Staple Upland Cotton. Crop Sci. 2008; 48(5): 1823. DOI: http://doi.org/10.2135/cropsci2008.01.0052.

(35) Arteta Hernández CM. Una experiencia inconclusa. El cultivo de algodón en el departamento del Atlántico, 1935-1965. Historia Caribe. 2012.

(36) ICAC. Bollgard II: comercialización de nueva generación de genes Bt. ICAC Recorder. 2003.

(37) James C. Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops. International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications, Ithaca, NY; 2014.

(38) ICA. Resolución N.° 0310 (feb. 11/2008). 2008.

(39) Hinze LL., Hulse-Kemp AM., Wilson IW., Zhu Q-H., Llewellyn DJ., Taylor JM., et al. Diversity analysis of cotton (Gossypium hirsutum L.) germplasm using the CottonSNP63K Array. BMC Plant Biol. 2017 Feb 3; 17(1): 37. DOI: http://doi.org/10.1186/s12870-017-0981-y.

(40) Urrea Gómez R., Garcés Gutiérrez R., Aramendiz Tatis H., Mendoza Olivella A. Nuevas variedades de algodón adaptadas al Valle del Sinú. En: CORPOICA, CONALGODON (eds.). Aportes tecnólogicos a la producción competitivia y sostenible del algodonero en la región Caribe. 2000.

(41) Cadena Torres J., Urrea Gómez R., Mendoza Ollivella A., Jiménez Mass N., Murillo Solano J., Negrete Barón F., et al. Corpoica M-123 Nueva variedad de algodón de fibra media con adaptación al Caribe Húmedo. CORPOICA (ed.), Plan Nacional de Algodón. Cereté: CORPOICA; 2001. Report N.° 1.

(42) Gaitana M. Variedad rendidora de excelente calidad textil apta para las zonas secas del alto Magdalena. Corpoica.

(43) Corpoica. Variedad de algodón Sinuana M-137, adaptada a las condiciones de la subregión del Caribe Húmedo. Valle del Sinú, las Sabanas de Sucre y Bolívar y el Bajo Magdalena [Internet]. Bogotá: CORPOICA; 2017 [acceso: 22 de junio de 2017]. Disponible en: http://corpoica.org.co/menu/ot/cultivos-transitorios-y-agroindustriales/170-variedad-de-algod%C3%B3n-sinuana-m-137-adaptada-a-las-condiciones-de-la-subregi%C3%B3n-del-caribe-h%C3%BAmedo-valle-del-sin%C3%BA-las-sabanas-de-sucre-y-bol%C3%ADvar-y-el-bajo-magdalena/.

(44) Cadena Torres J., Burbano Figueroa O., Agamez Saibis A., Espitia Camacho M., Campo Arana R. Corpoica Turipaná LCER0044.

(45) Cadena Torres J., Burbano Figueroa O., Agámez Saibis A., Espitia Camacho M., Campo Arana R. Corpoica Turipaná LCER0007.

(46) Campuzano-Duque LF., Caicedo-Guerrero S., Guevara-Agudelo J. Determinación de atributos en genotipos de algodón (Gossypium hirsutum L.) en la rotación maíz-soya asociados a suelos ácidos mejorados de la altillanura colombiana. Corpoica. 2015.

(47) Moreno-Morán M., Burbano-Figueroa O. First report of Colletotrichum gossypii var. cephalosporioides causing cotton ramulosis in Colombia. Plant Dis. 2016; 100(3): 653. DOI: http://doi.org/10.1094/PDIS-08-15-0933-PDN.

(48) Monteiro JEBA., Sentelhas PC., Gleason ML., Esker PD., Chiavegato EJ. Development of ramulosis disease of cotton under controlled environment and field conditions. Phytopathology. 2009; 99(6): 659-665. DOI: http://doi.org/10.1094/PHYTO-99-6-0659.

(49) Moreno-Morán M., Burbano-Figueroa O. Dynamics of cotton ramulosis epidemics caused by Colletotrichum gossypii var. cephalosporioides in Colombia. Eur J Plant Pathol. 2017; 12: 1-12. DOI: http://doi.org/10.1007/s10658-017-1194-9.

(50) Zambrano P., Fonseca LA., Cardona I., Magallanes E. The socio-economic impact of transgenic cotton in Colombia. In: Tripp R (ed.). Biotechnology and agricultural development: Transgenic cotton, rural institutions and resource poor farmers. London: CRC Press; 2009.

(51) Osorio-Almanza L., Burbano-Figueroa O., Martínez-Reina A. Evaluación de la factibilidad técnica de variedades de algodón expresando proteínas Cry tóxicas contra Anthonomus grandis en el cultivo de algodón en el Valle del Sinú, Colombia. (En prensa). 2018.

(52) Bravo A., Soberón M. How to cope with insect resistance to Bt toxins? Trends Biotechnol. 2008; 26(10): 573-579. DOI: http://doi.org/10.1016/j.tibtech.2008.06.005.

(53) ISAAA. Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2016. Ithaca, NY: International Service for the Acquisition of Agr-biotech Applications (ISAAA); 2016.

(54) de Oliveira RS., Oliveira-Neto OB., Moura HFN., de Macedo LLP., Arraes FBM., Lucena WA., et al. Transgenic Cotton Plants Expressing Cry1Ia12 Toxin Confer Resistance to Fall Armyworm (Spodoptera frugiperda) and Cotton Boll Weevil (Anthonomus grandis). Front Plant Sci. 2016; 7: 165. DOI: http://doi.org/10.3389/fpls.2016.00165.

(55) Silva CR., Monnerat R., Lima LM., Martins ÉS., Melo Filho PA., Pinheiro MP., et al. Stable integration and expression of a cry1Ia gene conferring resistance to fall armyworm and boll weevil in cotton plants. Pest Manag Sci. 2016; 72(8): 1549-1557. DOI: http://doi.org/10.1002/ps.4184.

(56) Ribeiro TP., Arraes FBM., Lourenço-Tessutti IT., Silva MS., Lisei-de-Sá ME., Lucena WA., et al. Transgenic cotton expressing Cry10Aa toxin confers high resistance to the cotton boll weevil. Plant Biotechnol J. 2017; 15(8): 997-1009. DOI: https://doi.org/10.1111/pbi.12694.

(57) Monsanto. Monsanto | Bollgard 3 [Internet]. 2017 [fecha de acceso: 29 de sep. de 2017]. Disponible en: http://www.monsantoglobal.com/global/au/products/pages/bollgard3.aspx.

(58) Liu D., Hu R., Palla KJ., Tuskan GA., Yang X. Advances and perspectives on the use of CRISPR/Cas9 systems in plant genomics research. Curr Opin Plant Biol. 2016; 30: 70-77. DOI: http://doi.org/10.1016/j.pbi.2016.01.007.

(59) Schaeffer SM., Nakata PA. CRISPR/Cas9-mediated genome editing and gene replacement in plants: Transitioning from lab to field. Plant Sci. 2015; 240: 130-142. DOI: http://doi.org/10.1016/j.plantsci.2015.09.011.

(60) Kumar V., Jain M. The CRISPR-Cas system for plant genome editing: advances and opportunities. J Exp Bot. 2015; 66(1): 47-57. DOI: http://doi.org/10.1093/jxb/eru429.

(61) Bortesi L., Fischer R. The CRISPR/Cas9 system for plant genome editing and beyond. Biotechnol Adv. 2015; 33(1): 41-52. DOI: http://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2014.12.006.

(62) Belhaj K., Chaparro-García A., Kamoun S., Nekrasov V. Plant genome editing made easy: targeted mutagenesis in model and crop plants using the CRISPR/Cas system. Plant Methods. 2013; 9(1): 39. DOI: http://doi.org/10.1186/1746-4811-9-39.

(63) Hsu PD., Lander ES., Zhang F. Development and applications of CRISPR-Cas9 for genome engineering. Cell. 2014; 157(6): 1262-1278. DOI: http://doi.org/10.1016/j.cell.2014.05.010.

(64) Li C., Unver T., Zhang B. A high-efficiency CRISPR/Cas9 system for targeted mutagenesis in Cotton (Gossypium hirsutum L.). Sci Rep. 2017; 7: 43902. DOI: http://doi.org/10.1038/srep43902.

(65) Gao W., Long L., Tian X., Xu F., Liu J., Singh PK., et al. Genome Editing in Cotton with the CRISPR/Cas9 System. Front Plant Sci. 2017; 8:13-64. DOI: http://doi.org/10.3389/fpls.2017.01364.




DOI: https://doi.org/10.19053/01228420.v15.n1.2018.7754

Article Metrics

Abstract Views
213




Metrics Loading ...
_

Refbacks

  • There are currently no refbacks.




Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

__________________________________________________________________________________________________________________

Revista Ciencia y Agricultura - ISSN: 0122-8420

Indexed by: REDIBDialnetCAB Abstracts, Gale Cengage-Informe Académico.

__________________________________________________________________________________________________________________

Licencia de Creative Commons

Los artículos de la Revista Ciencia y Agricultura son difundidos bajo Creative Commons Attribution 4.0 International

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA
Sede Central Tunja–Boyacá–Colombia
Avenida Central del Norte 39-115
PBX: (57+8) 7405626
portalweb@uptc.edu.co Comentarios de este sitio
Horario de atención y servicio telefónico
8:00 a.m. a 12:00 m y 2:00 p.m a 6:00 p.m.

Atención al Ciudadano
Línea Gratuita: 01 8000 942024
Tel: (57+8) 7428263
quejas.reclamos@uptc.edu.co
Notificaciones Judiciales
Notificaciones de aviso

Institución de Educación Superior sujeta a inspección y vigilancia por el Ministerio de Educación Nacional
Sistema OJS - Metabiblioteca |