presentación de powerpoint - mercosoja 2019
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LA GENETICA DE LA SOJA Y LOS NIVELES DE PROTEINA EN GRANO.
RODOLFO L. ROSSI MP40028
OBJETIVO:
Retomar la citada problemática respecto al tema proteína en el grano de soja Argentino, aportando información y prospectiva, desde el lado de la genética de la soja, con el fin de acercarnos a una posición definitiva.
Se propone analizar y discutir la situación actual, generando como resultado del intercambio de ideas, un plan de trabajo que pueda concluir en un aumento del tener proteico promedio de las harinas.
1. FACTORES QUE AFECTAN LOS NIVELES DE PROTEINA Y EL ACEITE EN LA SOJA.
2. LA GENETICA Y SU INTERACCIÓN CON EL AMBIENTE, LOCAL E INTERNACIONAL.
3. CONTRIBUCIÓN DEL MEJORAMIENTO A LA CALIDAD DEL GRANO DE SOJA.
4. ADONDE ESTAMOS A NIVEL VARIETAL. 5. NUEVAS HERRAMIENTAS BIOTECNOLÓGICAS.6. ESTRATEGIAS PARA CAMBIAR EL PARADIGMA EN EL
MEJORAMIENTO DE NUEVAS VARIEDADES DE SOJA.
La variación de los tenores de proteina y aceite es determinada principalmente por factores GENETICOS, con una fuerte influencia AMBIENTAL, principalmente en el período del llenado de granos.
Historicamente hubo disponibilidad de variabilidad genética para esos caracteres, y las instituciones y empresas han hecho esfuerzos en el mejoramiento genético, pero poco se ha manifestado a nivel comercial.
Eso se debe ha :
Mayor énfasis dado al rendimiento, resistencias a enfermedades e incorporación de caracteres novedosos.
La correlación negativa entre concentración de proteína y la concentración de aceite, requiriendo más tiempo e inversión en mejoramiento genético.
Ausencia de incentivo económico, ya que se paga por el rinde y no por la calidad.
EL PRODUCTOR CALCULA SU MARGEN EN BASE AL PRECIO DEL GRANO Y SU MANGEN BRUTO ES FUNCION DEL RENDIMIENTO POR HECTAREA.
En los principales países productores:
Evolución Proteína y Aceite por quinquenios 1997-2017
• CORRELACION NEGATIVA ENTRE PROTEINA Y ACEITE.
• POSITIVA CORRELACIÓN ENTRE ACEITE Y RENDIMIENTO.
• CORRELACION DEBIL ENTRE RENDIMIENTO Y PROTEINA
• HAY QUE DIFERENCIAR CORRELACIONES GENOTIPICAS CON LAS INTERACCIONES CON EL AMBIENTE
• RESPUESTA A NIVELES DE NITROGENO Y FIJACION SIMBIOTICA
• CON EL ADELANTO DE LA FECHA DE SIEMBRA MENOR PROTEINA Y MAYOR ACEITE
• CORRELACION NEGATIVA ENTRE PROTEINA ALTAS TEMPERATURAS Y STRESS HIDRICO
• EL NIVEL DE PROTEINA DE LAS VARIEDADES NO SON ESTABLES PER SE ENTRE LOCALIDADES PERO SI RELATIVAMENTE ENTRE ELLAS.
LA PROTEINA EN LA SOJA CONCEPTOS y FACTORES
Mapa de contenido de proteína donde se puede notar que a medida que aumenta el rendimiento del cultivo disminuye el porcentaje de proteína en grano.
Mapa de contenido de aceite donde se puede notar el aumento en el contenido de aceite a medida que aumentaba el rendimiento del cultivo
EEA INTA Manfredi – Proyecto Agricultura de Precisión –
web: www. agriculturadeprecision.org
Página Web: www.agriculturadeprecision.org
e-mail: [email protected]
• La temperatura, que durante el llenado del poroto tiene mayor efecto sobre el porcentaje de aceite sintetizado que sobre el de proteína (Cuniberti y Herrero, 2006). Esto indica que a mayor temperatura es esperable aumentos en el porcentaje de aceite durante el llenado de grano, con óptimos térmicos equivalentes a los 25-28ºC, así como también, mermas del porcentaje de proteína alrededor de los 20 ºC, con aumentos de este componente a medida que nos alejamos de ese valor durante el llenado de granos (Dardanelli et al., 2006).
• El estrés hídrico produce disminuciones importantes sobre los rendimientos y consecuentemente aumentos leves de proteína en relación a cultivos que no han experimentado este tipo de estrés
Entre los factores ambientales se destacan
Según Pipolo (2002), en Brasil la disponibilidad hídrica explica mejor que latemperatura las variaciones en el tenor proteico de la semilla de soja.
La latitud, reconociéndose que a menor latitud tanto el nivel de aceitecomo el de proteína tienden a ser superiores respecto a los observadosen mayores latitudes. Zonas más cálidas del norte de Argentina tienenmayor concentración de proteína.
La luminosidad, siendo mayor el contenido de aceite a mayor luminosidaddurante el llenado de granos.
La disponibilidad de Nitrógeno en el suelo, relacionando positivamente elcontenido de proteína a mayor contenido de Nitrógeno.
Entre los factores ambientales se destacan
En relación a los factores de manejo, influyen principalmente la fecha de siembra y la elección del grupo de madurez.
A medida que se atrasa la fecha de siembra (de Noviembre a Enero), se han encontrado relaciones positivas con el porcentaje de proteína y relaciones negativas con el de aceite.
En cuanto a los grupos de madurez, existe una tendencia a mayor contenido de proteína y menor aceite en los grupos de madurez más largos.
Entre los factores de manejo se destacan
MAS BAJO MAS ALTO PROMEDIO
PROTEINA 31.7 % 57.9 % 44.3 %
ACEITE 8.0 % 25.4 % 17.9 %
VALORES DE PORCIENTO DE PROTEINA Y ACEITE EN EL BANCO DE GERMOPLASMA DE BRASIL-16472 ENTRADAS
TEMPERATURA?
FERTILIDAD?
PROMEDIOS DESDE EL 2006 AL 2010PROTEINA EN USA
COMPARATIVO ENTRE MATTO GROSO Y USA PARA COMPOSICION QUIMICA DEL GRANO DE SOJA
Analyzing the Effects of Climate Factors on Soybean Protein,Oil Contents, and Composition by Extensive and High-Density Sampling in ChinaWenwen Song,†,‡,# Ruping Yang,‡,§ Tingting Wu,‡ Cunxiang Wu,‡ Shi Sun,‡ Shouwei Zhang,‡Bingjun Jiang,‡ Shiyan Tian,‡ Xiaobing Liu,*,† and Tianfu Han*,‡
DISTRIBUCION DE PROTEINA Y ACEITE CRUDO EN CHINA2010-2013
PROTEINA ACEITE
UN PATRON ESPACIAL GEOREFERENCIADO AYUDO A IDENTIFICAR ZONAS CON CONSISTENTES BAJOS Y ALTOS NIVELES DE PROTEINA A TRAVEZ DE CONDICIONES CLIMATICAS, ECOLÓGICAS Y CONDICIONES DE MANEJO.MUESTREARON 1721 CAMPOS DE PRODUCTORES ENTRE 2012 Y 2016 Y CON 52 CULTIVARES DE SOJA.
INFORMACION FUNDAMENTAL Y NECESARIA
PANORAMA VARIETALEXISTEN DIFERENCIAS ENTRE VARIEDADES
PARA CADA GRUPO DE MADURACION
GRUPOS NORTE CENTRO SUR DIF
LARGOS PROT 38.13 37.4 0.73
ACEITE 22.13 22.2 0.10
MEDIOS PROT 36.4 33.7 2.70
ACEITE 23.13 20.7 2.43
CORTOS PROT 36.2 33.8 2.40
ACEITE 23.4 20.7 2.70
DATOS RECSO ARGENTINA POR REGION Y GM MAS SEMBRADOS-2018
Herrero R. et al
ZONA NORTE PAMPEANA SUR
ALTO BAJO DIF PROM ALTO BAJO DIF PROM ALTO BAJO DIF PROM
II-III 37.8 34.9 2.9 36.4 35.2 33.6 1.7 34.3
22.5 24.4 23.7 20.0 21.0 20.6
III largo 37.6 35.6 2.0 36.4 34.5 33.5 1.0 33.8
22.6 24.1 23.5 20.1 21.3 20.8
IV corto 36.9 34.8 2.1 35.8 34.1 32.9 1.2 33.5
22.9 23.8 23.1 20.4 21.0 20.7
IV largo 39.9 37.3 2.6 38.8 38.3 35.50 2.8 37.0 35.2 33.2 2 33.8
21.7 24.4 22.9 21.8 23.5 22.8 20.0 21.4 20.7
V corto 40.0 36.1 3.9 37.7 38.8 36.3 2.5 37.1
22.2 23.5 23.1 21.0 23.4 22.6
V largo 39.3 36.5 2.8 37.7 38.8 36.2 2.6 37.4
20.7 23.0 22.1 21.2 23.0 22.2
VI 39.7 36.7 3 38.1 38.00 35.4 2.6 36.5
21.6 23.9 22.7 22.1 24.0 22.9
VII-VIII 39.3 37.7 1.6 38.6 40.4 37.0 3.4 38.5
21.6 22.8 22.2 21.0 22.4 21.7
Proteína y aceite regiones 2017-2018
PAMPEANA
36.40
SUR
33.85
GANANCIA GENETICA NO AJUSTADAMGII change 0.34 bu/acre/yearMGIII change 0.34 bu/acre/yearMGIV change 0.30 bu/acre/year
NUEVAS VARIEDADES RINDEN MAS - USA
GG AJUSTADA POR MADUREZMGII change 0.30 bu/acre/yearMGIII change 0.28 bu/acre/yearMGIV change 0.26 bu/acre/year
20
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1920 1970
Yie
ld B
u/A
Year of release
20
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1920 1940 1960 1980 2000
Yie
ld B
u/A
Year of release
MGIIMGIIIMGIV
NUEVAS VARIEDADES EN USA. TENDENCIA DE LA CALIDAD 1920-2010PROTEINA EN GRANO DECRECE Y EL ACEITE AUMENTA
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1920 1970
% P
rote
in
Year of Release
14
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22
1920 1970
% O
il
Year of Release
ProteinaMGII change -0.023%/yearMGIII change -0.027%/yearMGIV change -0.015%/year
AceiteMGII change 0.014%/yearMGIII change 0.014%/yearMGIV change 0.006%/year
LA CANTIDAD DE PROTEINA Y ACEITE CRECE POR UNIDAD DE SUPERFICIE
ProteinaMGII change 6.49 lbs/A/yearMGIII change 6.35 lbs/A/yearMGIV change 5.94 lbs/A/year
AceiteMGII change 4.20 lbs/A/yearMGIII change 4.23 lbs/A/yearMGIV change 3.48 lbs/A/year
400500600700800900
10001100120013001400
1920 1940 1960 1980 2000
Pro
tein
lbs/
A
Year of Release
200
300
400
500
600
700
800
1920 1970
Oil
lbs/
A
Year of Release
RENDIMIENTO EN PROTEINA POR SUPERFICIE
De Felipe,2019
EVOLUCION DE LA PROTEINA POR AÑO DE LANZAMIENTO
1980 38.6%2015 37.6%
De Felipe,2019
GRUPO DE MADUREZ
CULTIVARES DESTACADOS EN PROTEINA EN POR LO MENOS DOS REGIONES
CULTIVARES DESTACADOS EN PROTEÍNA EN UNA REGION
II-III c NS 3220 STS
(3)
SPS 3x1 RR (3)
(16/17)
III L SY 3X5 RR (3)
IV c ACA 4220 IPRO (3)
AW 4326 IPRO (2)
NS 4309 y CZ 4306 B
(3)
BIOCERES 4.11 (3)
(15/16 y 16/17)
IV L
SY 4X6 IPRO, CZ 4505 STS y ACA 4949 IPRO (3)
VT 4994 y RA 458 (2)
NS 4619 IPRO STS y SY 4x9 RR (3)
(15/16 y
16/17) ACA 4990 GR, BIOCERES 4.91, NS 4955, BIOCERES 4.51 y SY 4X9RR
(3)
Vc
NS 5258
(3)
CZ 5107(2)
NS 5419 IPRO ,BIOCERES 5.21
(3)
VL
RA 569 (2)
ACA 5725 GR y 59MS01 IPRO STS (3)º
SRM 5951 (3)
(15/16 y 16/17)
VI
CZ 6806 IPRO (2)
MS 6.3 IPRO(3)
(15/16 y 16/17)
CZ 6505, NS 6248, SY 6X1 y MS 6.9
IPRO (3)
VII-VIII
BIOSOJA 8.40 (2)
(15/16)
RA 750, M 6210 IPRO, CZ 7905 IPRO
y NS 7809 (3)
DM 7976 RSF IPRO, NS 8288 STS, NS 7709 IPRO STS, DM 8473 RSF y DM 8277 RSF IPRO STS
(3) (15/16 y 16/17)
NS 8282(3)
(15/16 y 16/17)
CALIDAD INDUSTRIAL DE CULTIVARES DE SOJA DE LOS GRUPOS DE MADUREZ II-III CORTO al VII-VIII, SEGÚN REGIONES DE ARGENTINA.CAMPAÑA 2017/18
Herrero, R.1; Mir, L.1; Fuentes, F.2 ; Vissani, C.3; Conde, M. Belén4 ; Fernández, D.5 y Giménez, F6.
ACA4660
ACA4949
ACA4990
BIO4.51
BIO4.91
CZ4.97
CZ4505
DM4612
DM4615
HO4919
NS4619
NS4955
SPS4x4
SY4x6
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Test de estabilidad
36
37
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39
40
PR
OTE
INA
(%
sss)
INTERACCIÓN GENOTIPO POR AMBIENTE PARA PROTEÍNA, ACEITE Y RENDIMIENTO DE SOJA EN LA REGIÓN PAMPEANA NORTE DE
ARGENTINAL. Mir*, R. Herrero, F. Fuentes, C. Vissani y M. Conde
PROTEINA ACEITE
INTERACCIÓN GENOTIPO POR AMBIENTE PARA PROTEÍNA, ACEITE Y RENDIMIENTO DE SOJA EN LA REGIÓN PAMPEANA NORTE DE
ARGENTINAL. Mir*, R. Herrero, F. Fuentes, C. Vissani y M. Conde
ACA4660
ACA4949
ACA4990
BIO4.51
BIO4.91
CZ4.97
CZ4505
DM4612
DM4615
HO4919
NS4619
NS4955
SPS4x4
SY4x6
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Test de estabilidad
36
37
38
39
40
PR
OTE
INA
(%
sss)
ACA4660
ACA4949ACA4990
BIOC4.51
BIOC4.91
CZ4.97
CZ4505
DM4612DM4615
HO4919
NS4619
NS4955
SY4x6
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Test de estabilidad
3800
3900
4000
4100
4200
4300
4400
RE
ND
IMIE
NTO
(kg/h
a)
2015/16, 2016/17 y 2017/18 (68 ambientes) y 14 cultivares de Grupo de Madurez (GM) IVL pertenecientes a ensayos de la RECSO
PROTEINA RINDE
IVc
IVL
Fuente: Fac. Cs. Agr.UNR/CREA Sur de Santa Fé.
Para sitios no hubo correlación entre rendimiento promedio y proteina.La disponilidad y absorción de Nitrogeno permite simultaneo incremento de ambos.
MODELO DE ARBOL DE CORRELACIONES DE PORCENTAJE DE PROTEINA EN CULTIVO DE PRIMERA EN LA REGION CENTRAL DE ARGENTINA.
PROPORCION DE LA VARIABILIDAD EXPLICADA EN EL % DE PROTEINA
EXPLICA 39% Y 47%
VARIABLE SOJA 1° SOJA 2°
VARIEDAD 71.5 68.9
GM 1.8 0
LATITUD 1.1 0
LONGITUD 13.3 0
Pp ENERO 0 15.5
RAD FEBRERO 4.1 0
TEMP DIC 10 0
TEMP ENE 0 4
SELECCIÓN Y EVALUACIONALTA PROTEINA
ESTABILIDADCONCENTRACION AMA
QTL´SMAPA DE
LIGAMIENTOHAPLOTIPOSDIV ALELICA
LINEAS MEJORADASMAYOR QTLS´S/GWAS LOCUSELITE LINES
GENOTIPADORESECUENCIACION
GENOTIPO POR SECUENCIAMAS ASSAY
ANALISIS TRANSCRIPTOMA
SELECC PADRES Y PBGERMOPLASMA
DIVERSO
MAS/MABC/MARINTROGRESION TRAIT
LOCALIZACION EN LOS CROMOSOMAS DE SOJA DE LOS PUNTOS LIGADOS A LA CALIDAD DE LA SOJA
IDENTIFICARON CROMOSOMAS Y QTL RESPONSABLES
CONFIRMA LA DIFICULTAD DE AUMENTAR AMBOS
QTL CON ACEITE Y PROTEINA EN REPULSION
ALTA INTERACCION DE LOS QTL CON AMBIENTE
EL EFECTO GENETICO ADITIVO FUE EL MAS IMPORTANTE QUE LA EPISTASIS O LA
INTERACCION QTL X AMBIENTE
QTL PARA ALTA PROTEINA TIENE EFECTO PLEIOTROPICO CON BAJO ACEITE Y
RENDIMIENTO
Control Genético de la calidad de la Soja
MARCADORES PARA QTL QUE INCREMENTA EL % DE PROTEINA EN SOJA.
NIDERA SA
Se encuentran graficados todos los datos de aceite y proteínas paracada una de las líneas en cada repetición de cada localidad. Como puede observarse el R2 entre ambas variables es de 0,89.
NIDERA SA
MARCADORES PARA QTL QUE INCREMENTA EL % DE PROTEINA EN SOJA.
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
ESTADOS
IA
KS
MN
IL
IN
MI
AR
KY
LA
AL
GA
NC
DE
MD
EPVB: VALOR DE PROCESO
POR BUSHEL RELATIVO
WCB
DIFER
EPVB
c/bu
Soybean Quality
Toolbox
Maximizing
Soybean Quality
HERRAMIENTA PARA LA ELECCION DE VARIEDADES (USA)
VALOR ESTIMADO EN PROCESO EPV
FORMULA DE “COMPONENTES DE PRECIOS”
UNIVERSIDAD DE ARKANSAS
Hubo un desarrollo de nuevas variedades con diferentes características en calidad y con rendimientos aceptables .Se hizo un análisis de costo-beneficio para determinar el valor económico de la mejora en un componente de la calidad y la posible reducción frente a aumentar aceite en detrimento de la proteína o sacrificar aceite por aumento de la proteína.Un análisis de sensibilidad considero cambios en rendimiento y los traits, en un rango de precios históricos.Un aumento de rendimiento y caída de aceite resultó más beneficioso cuando la proteína se mejora.
•Pasa por un tema varietal?
•Por los niveles “altos” de rendimiento ?
•Es un tema NUTRICIONAL?
•Contamos con suficiente información previa?
•Es “corregible” el ambiente?
•Podremos crear las bases para segregar regiones?
•Que incentivos tiene el productor o la misma industria?
•Necesitamos investigar mas?
•Sabemos de nuestra calidad intrínseca de las harinas?
•Deberíamos tomar posición frente al marketing adverso?
•Aumentar nuestro valor agregado interno?
……………………..
gracias.
