El Proyecto Seeds of Discovery del CIMMYT:

Transcripción

1 El Proyecto Seeds of Discovery del CIMMYT: Dr. Terry Molnar Mejorador de maíz en el Programa de Recursos Genéticos al CIMMYT XXI REUNIÓN LATINOAMERICANA DE MAIZ 29 a 31 octubre 2015, Santa Cruz, Bolivia

2 Seeds of Discovery / MasAgro Biodiversidad: Visión: Proveer recursos genéticos valiosos, conocimientos y herramientas tecnológicas a las redes de mejoramiento de maíz y trigo, para acelerar el desarrollo de variedades mejoradas que toleren el cambio climático; contribuyendo así a la seguridad alimentaria y a la sustentabilidad. Caracterización de recursos genéticos Descubrimiento de alelos valiosos

3 Colaboraciones 37,000 muestras de Trigo 25,000 muestras plantadas y cosechadas en invernadero (2,000 muestras/semana) Caracterización Banco de Germoplasma CIMMYT/ICARDA 20,000 perfiles genómicos (2,000 muestras/semana) 20,000 extracciones de ADN (2,000 muestras/semana 3

4 Mapas de diversidad genética de maíz Líneas élite de maíz de CIMMYT Sequía en estadío vegetativo (+ floración) Calor durante floración Calor y sequía

5 ~27,000 accesiones: La colecta de maíz más grande del mundo. pero que lo utiliza?

6 Por qué no quieren los mejoradores trabajar con materiales del banco? Efectos de ligamiento negativo. No quieren rompa los bloques de ligamiento favorables conservados. Es difícil trabajar con el material de las accesiones. Diversidad genética extrema. Problemas de adaptación, raíz débil, muy altas, alta ubicación de la mazorca, rendimiento bajo en los ambientes objetivo. Falta de información de los materiales en los bancos.

7 Concepto: llenar la brecha que existe entre los bancos de germoplasma y los programas de mejoramiento. Recursos Genéticos Mejoradores de Líneas Elite Caracterización de híbridos y su comercialización Aplicación de la nueva diversidad en los campos de los productores

8 Objetivos de liberación de germoplasma por líneas Deben contener alelos nuevos para el carácter objetivo. Debería ser mejor que el germoplasma élite para el carácter objetivo. O que pueda mostrar efectos aditivos sobre alelos nuevos. Potencial de rendimiento si no lo tiene, los mejoradores no lo van a usar. Aspecto agronómico decente debe de ser una línea pasable o razonable en: Alturas de planta y mazorca, acames de raíz y tallo

9 Metodología de mejoramiento Eval. de Accesiones Per Se ESTRES Accesion Dentado X CML Grp. Het. A Accesion Cristalino X CML Grp. Het. B F1 X CML Grp. Het. A F1 X CML Grp. Het. B RC1 X & X Grp B Provedor RC1 X & X Grp A Provedor Ensayos replicados en condiciones normal & con estrés

10 Objetivos Fenotipos 1. Sequia durante el tiempo de la floración (MasAgro) 2. Complejo mancha de asfalto (MasAgro) 3. Complejo maíz necrosis letal (CGIAR) 4. Maíz azul con alto contenido de antocianina (MasAgro & Kellog)

11 1) Tolerancia a sequía Dra. Martha Willcox, Dr. Juan Burgueño, Dr. Sam Traschel, Dr. Kai Sonder INIFAP: Dr. Victor Vidal, Dr. Noel Gomez, Ing. Ernesto Sifuentes. MasAgro

12 Germplasm CIMMYT INIFAP Type Bank Bank Total Subtropical Tropical Grand Total Race # of Entries Country of Origin Cónico Norteño 162 Mexico Unknown 95 Tuxpeño 58 Mex (Arg - 1) Ratón 52 Mexico Celaya 42 Mexico Tuxpeño Norteño 28 Mexico Dentado Blanco 25 Argentina Cristalino Colorado 22 Argentina Onaveño 16 Mexico Compuesto Tropical 15 Argentina Tabloncillo Perla 12 Mexico Pisingallo 11 Argentina ** También hubo entradas de Chile y Brasil Selección de accesiones en base: Información de pasaporte. Raza. Altitud. Información climática. Análisis GIS (Índice de Aridez). Areas con poca o nula lluvia durante la temporada de crecimiento. Areas con poca o nula irrigación. Conocimiento del mejorador. Razas Prácticas del productor Ambientes.

13 2014-1o Año Entradas Seleccionados Para Mejormiento Tipo de Coleccion Sitios Seleccionados Total Germoplasma CIMMYT INIFAP (Reps/Sitio) CIMMYT INIFAP Subtropical (3) 31 (29%) 33 (15%) Tropical (3) 47 (24%) 17 (16%) Total Raza Las Razas con Mayor Número de Entradas Seleccionadas. Pais de Origen Colecta CIMMYT Colecta INIFAP Grand Total % Total Seleccionado Cónico Norteño Mexico % Desconocido Varios % Tuxpeño Mexico % Ratón Mexico % Celaya Mexico % Onaveño Mexico % Tuxpeño Norteño Mexico % Tabloncillo Perla Mexico % Cristalino Colorado Argentina % Tabloncillo Mexico % ST & TR: 1) Precoz, 2) Int., 3) Tardio Todos anidado por altura de planta

14 Número de Accesiones Porcentaje de Accesiones Rango de floración DENTRO de parcela para cruzas de prueba de accesiones Rango de floración dentro de parcela (Días) 0.0

15 2o año y siguientes pasos Ensayos ST 2015 Ent. Adv.** % orig. CIMMYT ST - precoz % ST - inter % ST - tardio % Totals % ** sólo material advanzado de CIMMYT Raza Pais Entr. Desconocido Mex. 11 Tuxpeño Nor. Mex. 4 Dentado Bl. Arg. 3 Tuxpeño Mex. 3 Celaya Mex. 1 Cristalino Col. Arg. 1 Total 23 Se avanzaron 23 accesiones subtropicales. Sólo material de CIMMYT. 75 mazorcas RC1 de cada accesión se autofecundaron y se llevaron a cruza de prueba (TC) en el vivero de verano. El objetivo es probar 1,500 BC1S1 TC este invierno en condiciones de sequía y riego. Los materiales tropicales se evaluarán en el invierno del 2016/17.

16 Criollo de Sonora Criollo de Nuevo Leon Ensayos de sequia en Los Mochis 2015 (un surco de 5 m con densidad final de 20 plantas)

17 2) El complejo mancha de asfalto (CMDA) CIMMYT: Dra. Martha Willcox, Dr. Juan Burgueño, Dr. Felix San Vicente, Dr. Dan Jeffers, Dr. Charles Chen MasAgro, DuPont-Pioneer

18 Estatus del trabajo en desarrollar resistencia a la CMDA en maíz Se han evaluado ~1,000 accesiones del Banco de CIMMYT Se están desarrollando poblaciones de mejoramiento con líneas élite CML con las fuentes de resistencia identificadas. Nos hemos expandido de tener un sitio de evaluación a cuatro en Dos sitios en Chiapas, MX y dos sitios en Guatemala. > 800 líneas en mejoramiento desarrolladas están en evaluación en los cuatro sitios mencionados.

19 Materiales identificado con resistencia a CMDA Nombre Tipo de germoplasma GUAT153 Accesion GUAT189 Accesion OAXA280 Accesion GUER208 Accesion HIDA240 Accesion PUEB814 Accesion GUATGP21 Grupo de Acessiones S. BL. TSR C3 Sintetico Blanco S. BL. TSR 89 Sintetico Blanco POB28 TSR C2 Poblacion 28 POB22 TSR C3 Poblacion 28 S. AM. TSR C3 Sintetico Amarillo

20 Rendimiento(g/parcela) (CML269/CML264)/Oaxa280 (CML495/CML494)/Guat153 Guat153 Oaxa280 Escala Mancha de Asfalto (0-5) Relación entre Rendimiento y Calificación de Mancha de Asfalto (2o calificación foliar: escala 1-5; promedia de 6 plantas)%0b =accesiones; = Mestizos; = Testigos Comerciales

21 Un vision diferente. Root lodging proportion 1.0 GWAS testcrosses Commercial hybrid checks Oaxa280 testcross Guat153 testcross 0.8 Oaxa280 per se Guat153 per se Mean diseased leaf area %

22 CMDA El Portillo, Chiapas 2015

23 3) MLN maize lethal necrosis : MCMV + SCMV + Estrés (??) Dra. Monica Mezzalama, Dra. Denise Costich, Dr. Mike Olsen, Dra. Sarah Hearne CGIAR

24 Respuesta de SeeD al devastador problema del MLN en África oriental Se seleccionaron 1,000 accesiones para evaluar contra el virus. Proceso de Selección: Se inició con Perú, donde se describió primero el MCMV en la franja costera. Después con otras zonas costeras de Sudamérica: Ecuador, Colombia, Venezuela. Luego de áreas con alta presión conocida del virus y con variedades nativas resistentes al virus: Sur de México, Guatemala, islas del Caribe. Materiales seleccionados entre cero y 1,500 metros sobre nivel del mar. Dentro de cada región, se trató de muestrear tantas razas de maíz como fue posible. Se utilizaron los datos de distancias genéticas generadas por el Atlas molecular de maíz, para asegurar un amplio rango de diversidad genética en las mil accesiones seleccionadas.

25 Calificaciones en invernadero del MCMV: 1 = sin síntomas, 2 = síntomas suaves, 3 = síntomas severos Esta planta es un 1 Esta planta es un 2 Esta planta es un 3

26 Mejores accesiones identificadas para tolerancia de MCMV y SCMV, en % calificadas con 1 para el MCMV Entry MCMV % scored "1" Ave score SCMV % scored "1" Ave score CML494 91% % 1.9 PERU558 83% % 1.6 VERA73 81% % 1.4 VERA203 79% % 1.5 VERA179 78% % 1.4 PUER2 76% % 1.5 PERU419 74% % 1.5 CHIS222 73% % 1.2 ECUA327 72% % 1.2 HAIT27 72% % 1.5 CML550 72% % 1.5 SCRO1 71% % 1.6 CUBA32 70% % 1.2 VERA470 70% % 1.3 SVIN8 70% % 1.3 RDOM169 68% % 1.1 VENE % % 1.1 RDOM309 65% % 1.1 VERA756 60% % 1.2 HAIT44 59% % 1.2 Poblaciones de mejoramiento en proceso de formación. Tres ciclos de vivero / 14 meses de vivero en México Se tendrán familias F3 listas para evaluación en junio del Mientras tanto, se seleccionarán accesiones identificadas en invernadero para tolerancia a los dos virus a la vez ( MLN real ) y se utilizará el ELISA para probar la presencia de virus en plantas asintomáticas Se espera que se reduzca al menos el 50% o más de las accesiones antes de terminar el ciclo de desarrollo de las poblaciones. Las poblaciones F3 de las poblaciones que sobrevivan se mandarán a Kenia para ser evaluadas en campo.

27 Thank you Gracias for your interest! Photo Credits (top left to bottom right): Julia Cumes/CIMMYT, Awais Yaqub/CIMMYT, CIMMYT archives, Marcelo Ortiz/CIMMYT, David Hansen/University of Minnesota, CIMMYT archives, CIMMYT archives (maize), Ranak Martin/CIMMYT, CIMMYT archives.