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Hitos y perspectivas del mejoramiento genético de trigo en Chile

I.Matus, C. Jobet, R.Madariaga, C.Alfaro y D. Castillo

Colonia, Uruguay, 27 de agosto 2014

INTRODUCCION

• En Chile el trigo es el principal cultivo en términos de superficie total sembrada, distribución geográfica, número de explotaciones agrícolas asociadas y en su uso como alimento

• Asociadas a este cultivo hay 45.358 explotaciones. Con una superficie promedio cultivada por explotación e 4,8 hectáreas.

• El 32% con menos 50 ha y rendimientos de 3,3 t/ha, 9% entre 50‐100 ha, y rendimientos de 4,3 t/ha, y 59%  mayor a 100 ha, con rendimientos de 5,7 t/ha. 

INTRODUCCION

• En la temporada 2012‐2013  se sembraron  253.626 hectáreas, con un rendimiento promedio de 5,8 ton/ha.  

• El consumo promedio anual de pan es 86 kilos por persona, siendo este uno de los mayores consumos en  Latino América.

• La producción nacional alcanzó en 2012/2013 a 1.5 millones de  toneladas, que cubre aproximadamente el 55% de la demanda.

• Actualmente, los principales países abastecedores de trigo son Estados Unidos y Canadá, que en el año 2013 representaron el 90% de las importaciones.  

INTRODUCCION

• Mucha de la superficie sembrada en el pasado con este cereal esté hoy día ocupada con plantaciones forestales.  

• No obstante, el trigo está inserto en un sistema productivo en el que participan rubros tradicionales como avena, remolacha, lupino, maíz, papas, raps y cebada.

• Sin considerar aquellos cultivos de exportación que pueden competir ventajosamente con el trigo.

• Por lo tanto es un cultivo estratégico.

Principal área de cultivo de Trigo

Región del Maule (34º 58’ S;71º 13’ O)

Región de Los Lagos (40º 35’ S;73º 10’ O)

Clima mediterráneo semiárido, con 350 mm de precipitación anual

Clima templado húmedo, con más de 2000 mm de precipitación anual

El 75% de las siembras se establecen en condiciones de secano.

Producen el 60% del grano cosechado en el país.

Sementeras que sufren déficit hídrico no superaría el 40%,  

• 1926 ‐ 1931 Inicio trabajos de genética vegetal

• 1931 ‐ 1947 Depto de genética y fitotecnia

• 1947 ‐ 1964 Depto de investigaciones agrícolas

• 1964 ‐ 2014 INIA, Semillas Baer (otras) 

MEJORAMIENTO GENETICO

OBJETIVOS

• Desarrollar  variedades de trigo de hábito invernal, primaveral y facultativo

• Alto rendimiento

• Resistente a las principales enfermedades predominantes según las áreas geográficas de siembra y

• Que cumplan con los estándares de calidad exigidos por la industria molinera, panadera y de pastas. 

Rendimiento promedio de trigo en Chile entrelos años 1929 ao 2005

0

1

2

3

4

5

1925 1935 1945 1955 1965 1975 1985 1995 2005

Ren

dim

ient

o (t/

ha)

-1

Desinfección de semilla

Introducción herbicidas

Inicio mejoramiento

INIA Mejoramiento

Departamento deAgricultura

Primer trigo alternativo Semi-enano CV Lilifen

Concurso del trigo

Primer trigo Invierno semi-enano

cultivar (Melifen)

Trigos semi-enanos

GTT

Rendimiento promedio de trigo en Chile entrelos años 1929 ao 2005

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1925 1935 1945 1955 1965 1975 1985 1995 2005

Ren

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ha)

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Desinfección de semilla

Introducción herbicidas

Inicio mejoramiento

INIA Mejoramiento

Departamento deAgricultura

Primer trigo alternativo Semi-enano CV Lilifen

Concurso del trigo

Primer trigo Invierno semi-enano

cultivar (Melifen)

Trigos semi-enanos

GTT

Rendimiento promedio de trigo en Chile entre los años 1929 y 2005

2012/2013= 5,8 t/ha

1950/1960= 800.000 ha

Distribución por especie y hábito de desarrollo de las variedades cultivadas durante el siglo XX y comienzos del siglo XXI.

Período Total

variedades

Especie de trigo Hábito de desarrollo

Harinero Candeal

Invernal y Alternativo Primaveral

1921‐1950 32 30 2 21 111951‐1960 35 28 7 11 241961‐1970 28 26 2 13 151971‐1980 34 33 1 16 181981‐1990 64 60 4 32 321991‐2000 46 39 7 22 242001‐2011 25 20 5 10 15Total 264 236 28 125 139

HIDANGO (33°40’)

QUILAMAPU (36°31’)CARILLANCA (38°41’)

Trigos harineros y candeales de primavera

Centros experimentales  

Trigos harineros  de invierno/facultativos

Trigos harineros y candeales facultativos

• Introducciones– Inicios del mejoramiento – CIMMYT, Centros de mejoramiento europeos

• Hibridaciones– Más exitoso– Trigos facultativos (invierno x primavera). 1968 Lilifen.

• Dobles haploides– Trigos de invierno. Var Konde‐INIA (2012)

METODOS DE MEJORAMIENTO 

Doble siembra

Cosecha Enero(Verano)

Siembra Enero(Verano)

Siembra Agosto(Invierno)

Cosecha Julio(Invierno)

1000 km

Vallenar 28° 34’

Chillan 36° 31

2009

• Pedigri

• Masal modificado

• Masal seleccionado

• Asistida con marcadores moleculares

METODOS DE SELECCION

Selección asistida con marcadores moleculares 

• Calidad– Translocaciones 1B/1R, 1A/1R y otras (Eliminación)– Clasificar los granos de acuerdo con la textura, utilizando 

principalmente los genes asociados a la puroindolina.

• Contenido proteína – Gen de alta proteína en variedades de alto potencial

• Tolerancia Aluminio– Uso de marcadores asociados a genes de tolerancia a aluminio para 

caracterizar germoplasma elite con el objetivo de generar germoplasma con tolerancia a acidez y exceso de aluminio.

Selección asistida con marcadores moleculares 

• Resistencia a herbicidas– El año 2008 se obtiene la variedad de trigo harinero clearfield Pantera‐

INIA, que deriva de la variedad Pandora‐INIA.

– Se introgresaron dos genes (BASF) que confieren resistencia a una mezcla formulada con  los productos imazamox e imazapyr. 

– Esta variedad se desarrolló aplicando la metodología de retrocruzaavanzada y selección asistida por marcadores moleculares. 

– Esta fue la primera variedad de trigo harinero de primavera clearfieldcon dos genes, liberada en Chile.

Rendimiento 

• En Chile, Hewstone (1997) informa haber producido a nivel experimental un rendimiento de 17,2 t/ha con la variedad Renaico‐INIA.

• En la temporada 2009/2010 a nivel experimental se logro un rendimiento de 20,0 t/ha en la zona sur de Chile, localidad de Paillaco (40°08´S/72°42´O), con la variedad introducida de Alemania “Maxwell”. 

Rendimiento 

• En la zona centro sur de Chile, localidad de Mulchen (37º 46' S/72º 18'O), se obtuvo un rendimiento de 16,0 t/ha con la variedad de trigo candeal Lleuque‐INIA.

• En trigo harinero de primavera, durante la temporada 2011/2012 se alcanzo un rendimiento de 13,5 t/ha con la variedad Pantera‐INIA, en la localidad de Chillan (36º31’S/71º54’O) . 

Localidad

Variedad Santiago

(Riego)

Chillan

(Riego)

Yungay

(Riego)

Los Ángeles  (Riego) 

Yungay

(Secano)

Mulchen

(Riego)

Purranque

(Secano)Pantera‐INIA 11,2 11,8 9,1 7,3 8,8 10,0 9,9Pandora‐INIA 11,0 9,2 8,0 8,0 8,3 9,0 10,6Kipa‐INIA 10,4 11,3 9,1 7,8 8,7 9,4 9,9Ciko‐INIA 10,1 9,3 8,3 7,6 7,1 8,6 8,5Millan‐INIA 9,2 10,0 7,7 7,7 6,4 7,4 9,5

Rendimiento (t/ha) de variedades de primavera sembradas en cinco localidades bajo riego y dos bajo condiciones de secano. 

*Valores promedios temporadas 2011/2012 y 2012/2013

Localidad

Variedad Chillan

(Riego)

Mulchen

(Secano)

Perquenco

(Secano)

Galvarino(Secano) 

Vilcun

(Secano)

Mafil

(Secano)

Purranque

(Secano)

Bicentenario‐INIA 9,5 9,9 16,7 13,7 10,7 8,9 12.3Dollinco‐INIA 9,5 8,4 16,4 12,7 10,5 10,8 12.4Rupanco‐INIA 11,0 8,3 16,9 12,5 7,5 10,2 12,7Konde‐INIA 10,7 10,9 16,9 13,7 8,7 9,3 13,4Maxwell 10,9 11,9 18,3 13,7 8,6 12,2 14,4

Rendimiento (t /ha) de variedades habito  invernal y facultativas sembradas en una localidad bajo condiciones de riego y seis localidades bajo condiciones de secano.

* Valores promedio 4 repeticiones. Temporada 2012/2013

Calidad

Clase Proteína (%) Gluten Húmedo (%) Sedimentación (cc)

Fuerte ≥ 10.5 ≥ 30.0 ≥ 33.0

Intermedio 9.0‐10.4 25.0‐29.9 27.0‐32.9

Suave 7.0‐8.9 18.0‐24.9 17.0‐26.9

Clasificación del trigo harinero, según  Norma Chilena 1237. Of. 2000 

En elaboración  reglamento de Ley muestra y contra muestras

Características de Calidad

Variedad Color

grano 

Peso Hectolitro 

(kg/hL)

Peso

1000 g

Sedimentación 

(cc)Gluten

Húmedo (%)Pantera‐INIA Rojo 82‐84 46‐48 30‐37 26‐35

Pandora‐INIA Rojo 82‐84 46‐48 30‐37 26‐35

Kipa‐INIA Blanco Vítreo

82‐84 44‐48 23‐37 26‐35

Ciko‐INIA Blanco Vítreo

82‐86 46‐52 30‐45 35‐40

Millan‐INIA Blanco Vítreo

83‐85 50‐59 28‐39 32‐44

Color del grano y características  de calidad  de variedades de trigo harinero de primavera.

Características de Calidad

Variedad Color

grano 

Peso Hectolitro

(kg/hL)

Peso

1000 g

Sedimentación 

(cc)Gluten

Húmedo (%)Bicentenario‐INIA Rojo 80‐82 35‐43 25‐35 22‐34

Dollinco‐INIA Rojo 78‐82 35‐43 22‐35 21‐32

Rupanco‐INIA Rojo 80‐82 30‐42 28‐32 21‐28

Konde‐INIA Rojo 79‐82 45‐50 26‐35 28‐35

Maxwell Rojo 76‐80 35‐48 25‐35 22‐30

Color del grano y características  de calidad  de variedades de trigo harinero de habito invernal y facultativo.

RESISTENCIA A ENFERMEDADES

• Roya de la caña. Puccinia graminis [Pg]

• Roya de la hoja.  Puccinia triticina [Pt]• Roya de la gluma o estriada.  Puccinia striiformis [Pst]• Septoriosis de la hoja. Mycosphaerella graminicola [Mg]

• Otras limitantes del cultivo de trigo y candeales. Oidio, Mancha ocular, Mancha Parda, Mancha ocular aguda, BYDV, carbón hediondo, carbón volador, áfidos y gusanos de raíces  y para los candeales se tienen que incluir las limitantes nutricionales, caso del Manganeso y Zinc,  que son de mayor importancia que las de origen infeccioso

Variedad Roya estriada Roya de la hoja Septoriosis Oidio

Pantera‐INIA MR MS‐S E MR

Pandora‐INIA MR MS‐S E MR

Kipa‐INIA MR MR E MR

Ciko‐INIA MS S E MR

Millan‐INIA R‐MR R‐MR E R‐MR

Comportamiento a enfermedades de  variedades de trigo harinero de primavera.

Reacción de la planta puede ser: Resistente (R), Moderadamente Resistente (MR), Moderadamente Susceptible (MS), o Susceptible(S). E: Escape por fecha de siembra.

Variedad Roya estriada Roya de la hoja Septoriosis Oidio

Bicentenario‐INIA R‐MR S MS R‐MR

Dollinco‐INIA MS S MR R

Rupanco‐INIA R MS MR MR

Konde‐INIA R S MR R

Maxwell R S MR R

Comportamiento a enfermedades de  variedades de trigo harinero de habito invernal y facultativo

Reacción de la planta puede ser: Resistente (R), Moderadamente Resistente (MR), Moderadamente Susceptible (MS), o Susceptible (S). 

Tolerancia a estrés hídrico

• Se ha desarrollado un trabajo con 382 genotipos de trigo de primavera provenientes de, CIMMYT, Uruguay y Chile. (FONTAGRO)

• En Chile, se evaluó las temporadas 2011‐2012 y 2012‐2013,  bajo condiciones de estrés hídrico , y estrés moderado y riego 

• Evaluaciones agronómicas y fisiológicas

• Paralelamente,  los genotipos se sometieron a un análisis con 8746 SNPs.

• Análisis 

SECANO RIEGO

CIMMYT

INIA‐ChileINIA‐Uruguay

Caracterización de genotipos

Nuevos desarrollos y desafíos

• Desarrollo de prototipos de trigo tipo ‘soft’ para la industria de galletas. – Potencial de 10.000 hectáreas de trigo ‘soft’

• Producción de pan con harina de grano blanco entero (WholeGrain)– Desarrollo de pan diferenciado nutricionalmente y elaborado a partir 

de trigo blanco

• Desarrollo de trigos para alimentación animal– Alto contenido de almidón y aporte en energía.

• Intercambio de germoplasma

• Manejo de los rastrojos 

• Nuevos mejoradores

• Equilibrio CAMPO / laboratorio

• Uso de semilla certificada (20% TH y 60% TC)

Nuevos desarrollos y desafíos

LILIAN AGUAYORENE CORTAZARIGNACIO RAMIREZCRISTIAN HEWSTONEJUAN ACEVEDOHECTOR WULF

OSCAR MORENOFERNANDO RIVEROSMIREYA ZERENEHERNESTO HACKEDENISSE GRANGER

MARIO MELLADO

RICARDO MADARIAGACLAUDIO JOBETIVAN MATUS

CHRSTIAN ALFARODALMA CASTILLO

AYUDANTES DE INVESTIGACIÓN

TRABAJADORES DE CAMPO

PRODUCCIÓN DE SEMILLAS

Y MUCHOS MAS!!!!!!

GRACIAS