Mejoramiento de especies alógamas UNIDAD 7 Parte 2

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1 Mejoramiento de especies alógamas UNIDAD 7 Parte 2 Ing. Agr., M. Sc. Jaime A. García Curso: Mejoramiento Genético Vegetal Facultad de Ciencias Agrarias Universidad de la Empresa Montevideo

2 Maíz Tercer cereal más importante del mundo luego del trigo y arroz. USA produce el 45% de la producción mundial. Es el único cereal importante que evolucionó en América. Probablemente se originó en Mexico. Hay evidencias arqueológicas de su cultivo hace 7000 años. Múltiples usos: alimento humano, alimento animal, aplicaciones industriales, etanol. Zea mays, gramínea, diploide, 2n=20, monoica, alógama, anemófila, 5% autofecundación, alta heterocigosis, gran productora de polen.

3 Maíz Es un cultivo de verano. Se han desarrollado líneas que se adaptan a distintos climas, pero crece mejor en un rango de temperaturas de C. Es exigente en humedad, especialmente durante la floración. Las mazorcas se inician en las yemas axilares de las hojas. Esto ocurre simultáneamente con la emergencia de la panoja Las temperaturas extremas y falta de agua tienen un mayor efecto sobre la emergencia de los estigmas que sobre la dispersión y viabilidad del polen y es la causa de los bajos rendimientos en situaciones de estrés.

4 Variedades criollas de Maíz en México El grano de maiz difiere en color: blanco, amarillo, naranja, rojo, púrpura y negro. Estas diferencias se deben a diferencias genéticas en el pericarpio, la capa de aleurona y tejidos del endosperma.

5 Tipos de maíz: Maíz Dentado (Dent): son los de más rendimiento, tiene más almidón blando que los duros, el más cultivado para grano y ensilaje, hay de granos blancos (consumo humano) y amarillos (consumo animal). Duro (Flint): rinden menos que los dentados, granos duros, endosperma de almidón duro, para consumo humano y animal. Blando o harinosos (Fluor): granos blandos, almidón blando, menor rendimiento, para uso humano. Dulce (Sweet): tiene más azúcar, usado para consumo directo en mazorcas verdes, menor rendimiento y más susceptible a enfermedades. Pisingallo (Popcorn): granos duros, redondeados, explotan al calentarse. Opaco-2: tienen el doble de lisina y triptofano pero igual cantidad de proteína.

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7 Métodos de mejoramiento. Maíz Se usan indistintamente la mayoría de los métodos: selección masal, medios hermanos, hermanos completos, retrocruzas, etc. La mayoría de los programas apuntan a la producción de híbridos simples. El desarrollo de líneas endogámicas se realiza a partir de poblaciones mejoradas e híbridos superiores seguida de selección por pedigree por 5-7 generaciones. Con el advenimiento de la transgénesis, se usa mucho la retrocruza para transferir el transgen a líneas elite.

8 Híbridos de Maíz Se comenzaron a usar en USA en Hubo una rápida adopción. En 1945, el 90% del área de maíz de USA eran híbridos. Al principio se usaron híbridos dobles que abarataba los costos porque las primeras líneas endocriadas no eran muy vigorosas y la semilla de los híbridos dobles se hacía sobre híbridos vigorosos. El progreso del mejoramiento hizo que se desarrollaran muy buenas líneas endogámicas y los híbridos simples reemplazaron a los dobles. Los híbridos dobles no tienen la uniformidad de los simples. Los híbridos simples tienen un período de polinización más corto que los dobles, y son por tanto más susceptibles al estrés durante la floración. Los híbridos no califican como variedades porque no son genéticamente estables: su progenie pierde vigor híbrido y por segregación y cruzamientos no controlados establecen nuevas combinaciones genéticas.

9 Híbridos F1 Hitos en la historia del mejoramiento del maíz en USA: Shull propuso método para producir híbridos simples cruzando líneas endogámicas Jones propuso método para producir híbridos dobles cruzando híbridos F Comienza expansión comercial de híbridos dobles. Hasta ese momento predominaban VPA Se introduce la machoesterilidad citoplasmática. Híbridos simples reemplazan los híbridos dobles Epidemia de tizón foliar por susceptibilidad del citoplasma Texas. Se vuelve al despanojado mecánico Maíz Bt Rendimientos de maíz en USA: 1930: 1500 kg/ha 1970: 5000 kg/ha híbridos responsables del 60% 2005: 8200 kg/ha La industria de producción de híbridos se basa en el vigor híbrido o heterosis.

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11 cutter cortadora puller despanojadora

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13 Producción de maíz híbrido

14 Maíz Evaluación y selección de líneas e híbridos en USA. (multistage) La evaluación se realiza en distintas etapas. 1. Evaluación testcross de líneas en pocas localidades (5) 2. Evaluación híbridos de líneas selectas en más localidades (20) 3. Evaluación de híbridos en varias combinaciones, ensayos, 50 localidades 4. Evaluación mejores híbridos precomerciales, ensayos 75 localidades, on-farm 5. Verificación de performance del híbrido, ensayos 75 localidades, on-farm La evaluación de los híbridos en las etapas finales se hace en múltiples ambientes para seleccionar por adaptabilidad y estabilidad La industria de híbridos de USA utiliza una evaluación amplia, alta mecanización, registro y análisis de datos confiable, y altas intensidades de selección. En este sistema, solo un muy pequeño porcentaje de los híbridos experimentales pasan a escala comercial.

15 Maíz Objetivos de Mejoramiento en USA: Rendimiento Estabilidad, adaptación Resistencia a vuelco Bajo contenido humedad a cosecha Retención de mazorca Tolerancia a sequía, stay green Resistencia a enfermedades e insectos Vigor inicial Fecha de madurez En Uruguay: Muy poco mejoramiento genético. Se utiliza mayoritariamente genética de USA y Argentina.

16 Cultivares de Maíz Autorizados en Uruguay INASE, Setiembre 2011 Origen N de Cultivares Multinacionales 79 Argentina 74 Francia 10 Sudáfrica 5 USA 7 Uruguay (77% transgénicos)

17 Sorgo Cuarto cultivo más importante del mundo después del trigo, arroz y maíz. Originario del Africa es un cultivo de gran diversidad genética y una de sus características principales es su capacidad para tolerar el calor y la sequía. La mayor parte se produce en Asia y Africa. Se usa para grano (consumo humano, animal, industria), forraje, ensilaje, jarabes y escobas. Sorghum bicolor 2n = 2x = 20, autógama, 6% de alogamia, flores bisexuales. Se puede autofecundar, muestra depresión por endogamia y heterosis. Las anteras se abren en cuanto salen o poco después. Es una planta de día corto. Sorghum bicolor es un taxon muy grande y complejo que comprende los sorgos domesticados, los sorgos silvestres y los híbridos entre ellos. Grupos de sorgo: Kafir, Hegari, Milo, Feterita, Durra, Shallu y Kaoliang. La mayoría de los sorgos graníferos actuales son híbridos Kafir x Milo.

18 Sorghum bicolor Sorghum halepense

19 Sorghum halepense. Sorgo de Alepo

20 Sorgo Tipos de sorgo según potencial agronómico: Graníferos: alto potencial de rendimiento de grano. Algunos aptos para silo Azucarados: alto contenido azúcar en caña, aptos pastoreo directo y ensilaje, aceptable producción de grano, buena digestibilidad. Sileros: combinación de graníferos y azucarados, buen rendimiento y calidad de silo. Sudan (S.bicolor var sudanense): adaptados al pastoreo directo. Nervadura marrón BMR (Brown midrib): menor contenido lignina (30-60%) y mayor digestibilidad, aptos pastoreo directo y ensilaje. BMR es una mutación que da más digestibilidad por menor lignina, coloración marrón claro en la nervadura central. Fotosensitivos: no florecen en estas latitudes y no producen grano. Buena aptitud para pastoreo y buen volumen de forraje.

21 Sorgo Métodos de mejoramiento. El descubrimiento de machoesterilidad citoplasmática y genes restauradores a comienzos del 50 hizo que la mayor parte del mejoramiento de sorgo se enfoque a la producción de híbridos en forma similar al maíz. Dado que el sorgo es predominantemente autógamo, la producción comercial de híbridos no sería posible sin el uso de machoesterilidad citoplasmática. Se utiliza el modelo de las líneas A, B, R. Los esquemas de evaluación son similares a los de maíz. Objetivos de mejoramiento: Rendimiento de grano, estabilidad, resistencia al vuelco, resistencia a sequía, ciclo, resistencia a enfermedades e insectos, calidad de grano. Uruguay: muy poco mejoramiento, Se utiliza genética de USA, Argentina, Sudáfrica, etc.

22 Producción de sorgo híbrido utilizando machoesterilidad citoplasmática

23 Producción de sorgo híbrido

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25 Taninos en el Sorgo Sorgos con alto contenido de taninos son menos susceptibles al daño de pájaros, pero puede reducir la eficiencia alimenticia del ganado en un 30%. Para usar estos sorgos hay que desactivar los taninos. (Suplementar con proteína adicional que sirve como agente ligador de los taninos, o agregar urea 3% de la cantidad de grano y agua para llevar la humedad del grano a 25-30%). El color del grano no es un indicador del contenido de taninos, hay que hacer un análisis. Los sorgos con taninos condensados no son tóxicos. Los taninos condensados existen en muchos alimentos: uvas, moras, arándanos, chocolate. Los sorgos con taninos son consumidos por humanos extensivamente en Africa y Asia.

26 Cultivares de Sorgo autorizados para Uruguay INASE, Setiembre 2011 Origen N cultivares Argentina 148 Multinacionales 37 USA 12 Sudáfrica 7 Uruguay

27 Mejoramiento de alógamas. Parte 2 Bibliografía Poehlman+Sleper Caps. 17, 18 Acquaah, Caps 28 y 30

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