Genética y mejora de maíz

Misión Biológica de Galicia

CSIC

Resistencia a plagas

• Aumento del número e incidencia de las plagas

Con el cambio climático

esperamos

• Taladro mediterráneo: Sesamia nonagrioides

• Taladro europeo: Ostrinia nubilalis Plaga: Los taladros

• Producen galerías destruyendo la caña, reduciendo el rendimiento y aumentando el encamado, también producen daños en la mazorca

Daño

Resistencia a plagas

• Programas de selección

– La resistencia y rendimiento no se pueden mejorar simultáneamente

• Selección fenotípica para mejorar el rendimiento con intensidad alta de plaga

• Selección genómica considerando ambos caracteres

Resistencia a plagas

• Objetivo de investigación

– Dilucidar la relación entre resistencia y rendimiento

• Genes y regiones genómicas relacionadas con ambos caracteres

• Mecanismos de defensa constitutivos e inducidos, centrándonos en la pared celular

Resistencia a enfermedades y a la contaminación con micotoxinas

• Un incremento de la incidencia de F. proliferatum en las regiones cálidad y de F. verticillioides en regiones mas frías donde ahora predomina F. graminearum

Con el cambio climático esperamos

• Ambas especies son causantes de la podredumbre rosa de la mazorca y también pueden causar podredumbres en el tallo

Enfermedad

• Ambas especies son las principales causantes de la acumulación de fumonisinas en el grano de maíz. Probada su toxicidad en animales y posibles efectos carcinogénicos en humanos

Micotoxinas

Resistencia a enfermedades y a la contaminación con micotoxinas

Objetivos científicos:

• Determinación de los puntos críticos de control para prevenir la contaminación con fumonisinas mediante el estudio de los factores ambientales y genéticos que favorecen la contaminación.

• Búsqueda de fuentes genéticas de resistencia a la contaminación con fumonisinas y estudio de la herencia de dicha resistencia.

• Estudio de los mecanismos (metabolitos y genes) que emplea la planta de maíz para limitar el desarrollo del hongo (F. verticillioides) y la posterior contaminación con fumonisinas.

Línea resistente (H99)

Línea susceptible (EP42)

Inoculación artificial

Resistencia a enfermedades y a la contaminación con micotoxinas

Programas de selección:

• Obtención de líneas altamente resistentes a la contaminación con fumonisinas mediante selección genealógica.

Fusarium verticilloides Fumonisina B1

Tolerancia al frío en germinación

• Veranos más calurosos y secos

• Condiciones climáticas más extremas

Con el cambio climático

esperamos

• Frío en las siembras tempranas

• Sequía en las siembras tardías

• Poca disponibilidad de riego

Factores limitantes

• Siembras tempranas para evitar la sequía y las plagas estivales y aumentar rendimiento

• Mejorar la tolerancia al frío en germinación Soluciones

Tolerancia al frío en germinación • Programas de selección

– Obtención de líneas tolerantes al frío

– Selección genómica (proyecto CoolCorn)

Tolerancia al frío en germinación

• Objetivos de investigación

– Identificar genes implicados en la tolerancia al frío

– Determinar mecanismos de tolerancia al frío

– Relacionar la tolerancia al frío y a otros estreses

– Desarrollar material que combine diferentes mecanismos

Obtención de bioenergía

• Aumento de concentración de CO2 Causas del cambio

climático

• Los combustibles fósiles (petróleo y otros

Causas del aumento del CO2

• Bioenergía a partir de biomasa vegetal

Soluciones

Obtención de bioenergía

Obtención de bioenergía a partir de residuos agrícolas:

• De maíz dulce

• De maíz grano

Tipos de bioenergía que se investigan:

• Producción de electricidad y calor mediante combustión

• Producción de etanol:

• Fermentación de azucares libres

• Pretratamiento, hidrólisis y fermentación de la biomasa lignocelulósica

Obtención de bioenergía

• Mejora genética para el desarrollo de variedades para doble uso:

– Alimentario

– Energético

• Búsqueda del material base para programas de selección

Tipos de maíz

Maíz grano

Maíz dulce Maíz palomitas

Calidad nutritiva • Programas de selección

– Mejora de maíz dulce: • Obtención de líneas puras

• Obtención de nuevas poblaciones

• Mejora de poblaciones

– Maíz de palomitas: • Obtención de líneas puras

• Obtención de nuevas poblaciones

– Maíz panificable: • Mejora de poblaciones

• Desarrollo de alimentos funcionales

Calidad nutritiva • Objetivos

– Maíz dulce:

• Genes implicados en la viabilidad de los mutantes

– Maíz de palomitas:

• Factores que afectan a la adaptación

– Maíz panificable:

• Factores de calidad del maíz panificable

• Efectos antioxidantes de los pigmentos del grano: – Antocianinas

– Carotenoides

Banco de germoplasma (I)

• 306 poblaciones:

– 18 del Corn Belt (Reid, Lancaster, Minn. 13, etc.)

– 168 españolas

– 30 dulces (su1, se1, sh2)

– 34 de palomitas (21 españolas, 13 americanas)

– 56 diversas

Banco de germoplasma (II)

• 297 líneas puras:

– 177 amarillas

– 22 blancas

– 62 dulces

– 20 de palomitas

– 16 especiales (opacas, waxy...)

Gracias por su atención

Resistencia a plagas

• Dinámica de la plaga

Resistencia a plagas