estrategias de mejoramiento para productividad, adaptabilidad y calidad en trigo
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8º Simposium Internacional de Trigo; Mazatlán (Mexico); 22-24 Ago 2013TRANSCRIPT
Estrategias de mejoramiento para
productividad, adaptabilidad y
calidad en trigo
Agosto 2013
Estrategias de mejoramiento para productividad,
adaptabilidad y calidad en trigo
Ravi Singh
Julio Huerta, Govindan Velu, Enrique Autrique,
Suchismita Mondal, Caixia Lan, Bhoja Basnet, Yuanfeng
Hao
Apoyados por
Javier Peña (Calidad), Pawan Singh (Patologia), Jose
Crossa (Biometria), Susanne Dreisigacker
(Biotecnologia) y Xinyao He (Fusarium)
14 Tecnicos
Países clasificados por la importancia de trigo como fuente de calorías
Fuente: FAO Stats 2010
Clasificación de Kcal diarias del trigo
Cambio Climático: Impacto en la agricultura y costos
de adaptación (IFPRI, 2009)
● El rendimiento del trigo de riego se verá reducido alrededor de un 30% en el
2050.
● Mantener el rendimiento actual ya es un logro – pero no aceptable –se tiene
la necesidad de incrementar el rendimiento en un 70%.
● Los precios para el 2050 se incrementaran en un 90% en el trigo, 12% para
el arroz y 35% para el maíz, por encima de precios ya de por si altos.
● Por lo menos 7 mil millones de dólares anuales serán necesarios para
mejorar la producción agrícola y prevenir efectos adversos.
Rango
País
Población
(millones)
Incremento
(millones) % Cambio
1 India 1614 416 35
2 China 1417 71 5
3 Estados Unidos de América 404 89 28
4 Paquistán 335 154 85
5 Nigeria 289 134 86
6 Indonesia 288 58 25
7 Bangladesh 222 60 37
8 Brasil 219 25 13
9 Etiopía 174 91 110
10 República Democrática del Congo 148 82 124
11 Filipinas 146 54 59
12 Egipto 130 47 57
13 México 129 19 17
14 Federación Rusa 116 -25 -18
15 Vietnam 112 24 27
Futuros Retos – El Monstruo Poblacional Países con las mayores poblaciones en 2050 y cambios relativos a 2009
620 millones más solamente en Sur Asia para 2050 = Población de EUA y Brasil en 2009
Futuros retos- Rendimientos Trigo: 2008
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Promedio Mundial 2012
UN/FAO meta de producción para trigo 4 tons/ha para 2020
Promedio para 2020
Promedio para 2050
Promedio de rendimiento de trigo 2007/08 = 2.8t/ha
< 1.5 1.5-2 2.01- 3 3.01 - 4 4.1 - 6 6.01-8 >8
FAO Statistics 2007
Promedio de rendimiento de trigo 2050 = 5 t/ha
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Producción Mundial de Trigo Área Cosechada y Rendimiento Promedio
Area Cosechada Rendimiento
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Trigo en el Mundo Producción, Consumo e Inventarios
Produccion Consumo Inventarios
Programa de Mejoramiento de Trigo Harinero – Área Objetivo: 60 M ha
● Mega-ambiente 1 - Riego: Noreste India, Pakistán, Afganistán, Irán,
Turquía, Egipto, China, México y Chile: 30 M ha
● Mega-ambiente 2 – Alta precipitación: Oeste de Asia, Norte de
África, Altiplano del Este de África: 5 M ha
● Mega-ambiente 4 - Semiárido: Este de Asia, África del Norte, India
Central, Sur de Pakistán, Sur América: 15 M ha
● Mega-ambiente 5 – Riego (caluroso): Noreste, Centro e India
Peninsular, Nepal, Bangladesh, Sur de Pakistán, Sudan: 10 M ha
s
Prioridades del Programa
Características Básicas (Idealmente, deben de estar presentes en
todos los trigos harineros de CIMMYT)
Alto potencial de rendimiento y estabilidad
Resistencia Duradera a Royas del tallo (Ug99), de la hoja y
amarilla
Eficiencia en el uso del agua/Tolerancia a sequia
Tolerancia a Calor
Adecuada calidad de procesamiento – trigo con grano grande y
duro, alta proteína, gluten con fuerza media/alta y extensible para
varios tipos de pan
Incrementos en el Potencial de Rendimiento
en el Germoplasma de Trigo de CIMMYT
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Red
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Año
Tendencias en rendimiento del Trigo en el Valle del Yaqui de 1951 to 2013
r2 = 0.887
Incremento Rendimiento/año = 2.13%
Fuente: Fischer y Edmeades (2010)
Incrementos en el Potencial de Rendimiento
en el Germoplasma de Trigo de CIMMYT
Avances en el potencial de rendimiento de nuevas
líneas de trigo en el 17 a 31 ESWYT sembradas en
India (1996/97-2010/11)
(=1.32% ganancia anual)
Fuente: Siap-Sagarpa
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Producción de Trigo en México
OI PV Prod (Miles Ton)
Fuente: Siap-Sagarpa
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Producción de Trigo en México (Promedio Nacional)
PV
OI
Anual
Linear (PV)
Linear (OI)
● Nueva diversidad en derivados de Hexaploides Sintéticos
● Utilización de un segmento de cromosoma de Th. elongatum
con genes de resistencia Sr25/Lr19
● Utilización de variedades invernales y criollos regionales
● Incremento en biomasa y peso de grano
● Eficiencia en el uso del agua y tolerancia a calor
● Tendencia hacia precocidad, manteniendo variabilidad en el
rango de madurez de las líneas
Diversidad genética y combinación de tolerancia a estreses con potencial de rendimiento como meta
de mejoramiento
Ganancia en Potencial de Rendimiento
en Nuevo Germoplasma
Prioridades del Programa
Características Básicas (Idealmente, deben de estar presentes en
todos los trigos harineros de CIMMYT)
Alto potencial de rendimiento y estabilidad
Resistencia Duradera a Royas del tallo (Ug99), de la hoja y
amarilla
Eficiencia en el uso del agua/Tolerancia a sequia
Tolerancia a Calor
Adecuada calidad de procesamiento – trigo con grano grande y
duro, alta proteína, gluten con fuerza media/alta y extensible para
varios tipos de pan
Puccinia graminis f.sp. tritici Puccinia recondita f.sp. tritici
Puccinia striiformis f.sp. tritici
“Boom-and-Bust”: Resistencia especifica para roya de la hoja en el Noroeste de Mexico
Año
Variedad
Gen de Resistencia Liberada No efectivo Raza
Trigo Harinero:
Yecora 70 Lr1, 13 1970 1973 ?
Tanori 71 Lr13, 17 1971 1975 ?
Jupateco 73 Lr17, 27+31 1973 1977 TBD/TM
Genaro 81 Lr13, 26 1981 1984 TCB/TB
Seri 82 Lr23, 26 1982 1985 TCB/TD
Baviacora 92 Lr14b, 27+31 1992 1994 MCJ/SP
Trigo Cristalino:
Altar 84 LrAlt 1984 2001 BBG/BN
Jupare 2001 LrAlt, 27+31 2001 2007 BBG/BP
Resistencia Duradera: Interacciones Geneticas
Suceptible
1 to 2 genes menores
2 to 3 genes menores
4 to 5 genes menores
% Roya
Evaluación en días
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Uno o pocos genes confiriendo resistencia
Combinando 4 o 5 genes se confiere casi inmunidad (trazas a 5%
severidad) bajo presión de la enfermedad
Mejoramiento de germoplasma de trigo con mayor potencial de
rendimiento, tolerancia a estreses bióticos y abióticos, y calidad adecuada México (Cd. Obregón-Toluca/El Batan)- Kenya International Shuttle Breeding:
Ciclo de cinco años de mejoramiento
Cd. Obregón 39 msnm
Alto rendimiento (riego), Eficiencia en Uso del
Agua, tolerancia a calor, roya de la hoja, roya
del tallo (no Ug99)
Toluca 2640 msnm
Roya amarilla
Septoria tritici
Fusarium
Labranza Cero
El Batán 2249 msnm
Roya de la hoja,
Fusarium
Njoro, Kenia 2185 msnm
Roya del tallo (Grupo
Ug99), roya amarilla
● Cruzas para selección en Kenia fueron hechas en 2006 and primeras poblaciones sembradas en Kenia en 2008
● >1000 poblaciones F3/F4 son enviadas anualmente a Kenia
● Líneas con alto potencial de rendimiento y resistencia derivadas del primer grupo de selección en Kenia fueron distribuidas a todo el mundo en 2011 y 2012
● Distribución de nuevos materiales continuara cada año
Prioridades del Programa
Características Básicas (Idealmente, deben de estar presentes en
todos los trigos harineros de CIMMYT)
Alto potencial de rendimiento y estabilidad
Resistencia Duradera a Royas del tallo (Ug99), de la hoja y
amarilla
Eficiencia en el uso del agua/Tolerancia a sequia
Tolerancia a Calor
Adecuada calidad de procesamiento – trigo con grano grande y
duro, alta proteína, gluten con fuerza media/alta y extensible para
varios tipos de pan
Pronostico de expansión
del Mega-ambiente 5
(Riego – Caluroso) en
India
Current
2050
Hodson & White, 2007
Cruzamientos, Selección y Evaluación
P-1 P-2 X
F - 1
F - 2
(P 1, 2 o 3) X
F – 1 Top
Año 1
Año 2
F - 3
F - 4
Año 3
MM
MM
MM
Testigo
F - 5
F - 6
Año 4
Ensayo Rendimiento
Año 5
SE o PI
Caliidad de Procesamiento Otras Enfermedades Entrega a INIFAP Año 6 Ensayo Rendimiento
(5 ambientes)
Cruzamientos, Selección y Evaluación
Fenotipo – Alto Rendimiento
Fenotipo – Siembra de Calor Fenotipo – Tolerancia a Sequia
Evaluación de Rendimiento de Líneas
Avanzadas Cd. Obregón, México (2012-13) ● Primer año de evaluación en riego (9717 líneas):
30 líneas/ensayo, 2 reps, diseño alfa-latice
Surcos con 5 riegos
● Segundo año de evaluación (672 líneas Riego + 308 líneas
sequia): 30 líneas/ensayo, 3 reps, diseño alfa-latice
melgas-5 riegos (>8 t/ha)
Surcos (Camas)-5 riegos (>8 t/ha)
Surcos (Camas), labranza cero-2 riegos (3-4 t/ha)
Plano –riego reducido por goteo (2-2.5 t/ha)
Surcos (Camas) – siembra tardía (28 febrero) (4-5 t/ha)
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<60 60-65 65-70 70-75 75-80 80-85 85-90 90-95 95-100 100-105 105-110 110-115 >115
Nu
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(%
)
Rendimiento (% testigos – variedades nuevas en México)
n=4814 (2005)
n=4956 (2010)
n=6685 (2011)
n=10196 (2012)
5% (238 líneas)
2% (102 líneas)
0.1% (4 líneas) Testigo Roelfs F2007
3.7% (464 líneas)
El mejoramiento es ciencia, arte, pasión, trabajo intenso y juego de números
Progreso en Potencial de Rendimiento de nuevas líneas de trigo harinero desarrolladas
desde el lanzamiento del BGRI (Datos de Cd. Obregón, México 2005, 2010, 2011 y 2012)
Calidad de Procesamiento Otras Enfermedades
Año 6 Ensayo Rendimiento (5 ambientes)
Año 7 Ensayos Nac. e Int.
- Entrega a Programas Nac. - Viveros Internacionales
Cruzamientos, Selección y Evaluación
Prioridades del Programa
Características Básicas (Idealmente, deben de estar presentes en
todos los trigos harineros de CIMMYT)
Alto potencial de rendimiento y estabilidad
Resistencia Duradera a Royas del tallo (Ug99), de la hoja y
amarilla
Eficiencia en el uso del agua/Tolerancia a sequia
Tolerancia a Calor
Adecuada calidad de procesamiento – trigo con grano grande y
duro, alta proteína, gluten con fuerza media/alta y extensible para
varios tipos de pan
W >300
W >350
Tenacious gluten
x
x
Weak gluten
Alveograph
x
Mixographic Type
x Discard
Select
baking
Glu-1 Glu-3 Sec-1 Gli-1
Hardness (NIR), protein % and Sedimentation
x x
Yellowness
NIRS
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1a 1b 2a 2b 3a 3b 4a 5
Nú
m. L
ínea
s (%
)
Clasificación de Calidad de Procesamiento
Calidad de Procesamiento de 644 líneas
de trigo harinero
Alta frecuencia de tipos 1a, 1b, 2a, 2b and
3a necesarios panes planos y de volumen
Prioridades del Programa
Características adicionales para mega-ambientes específicos
Resistencia Durable a enfermedades y plagas
Septoria tritici – Tizón (ME2)
H. sativus – Tizón (ME5)
H. tritici repentis – Mancha amarilla (ME4)
Fusarium – Roña y micotoxinas (ME2/4/5)
Carbón Parcial (ME1)
Pudrición de raíz y nematodos (ME4)
Mayor concentración de Zn y Fe (ME1/5)
Prioridades del Programa
Mycosphaerella graminicola Septoria tritici blotch (STB)
Carbón Parcial H. Sativus
Fusarium
H. Tritici repentis
Agradecimientos a agencia de apoyo al programa de mejoramiento genético & investigación en royas
(2005-2012)
Fundación Bill and Melinda Gates: DRRW Project CSISA Project Harvest Plus Project Fundación Syngenta
Gobiernos ICAR, India USAID, USA USDA-ARS, USA CONACYT, Mex
Organizaciones de agricultores: Agrovegetal, España Cofupro, México GRDC, Australia Patronato-Sonora, México
Gracias