Investigación estratégica para el mejoramiento del trigo en México 12 vo Simposium Internacional de Trigo 24-23 de Agosto de 2017 Mazatlán, Sinaloa, Mexico Francisco J. Piñera-Chávez,
Retos globales en la seguridad alimentaria Proyecciones de un mercado global complicado Aumento de la demanda Cambio climático Agua y área de cultivo limitadas etc. Riesgoso para el ambiente aumentar área de cultivo Baja en la tasa relativa de ganancia genética Fischer et al. 2014
Desafíos para la producción de trigo en México Producción insuficiente de trigo para panificación Zonas de producción distantes de las zonas de mayor consumo Producción de semilla certificada insuficiente Fuerte presión de organismos patogénicos que afectan al trigo
Noreste Sequía Ciclos de cultivos (precoces) Resistencia a enfermedades Norte-Centro Sequía/Calor Heladas extremas Demanda de la industria (proteína) Ciclos de cultivos (precoces) Sin acame Rendimiento Royas Noroeste Carbón parcial Ciclos de cultivos (fotoperiodo) Malezas Central Enfermedades foliares, Fusarium Sequía Agronomía Calidad Sur-Oaxaca Lluvias erráticas Heladas tempranas Enfermedades (Royas, Fusarium, mancha amarilla) en sistemas AC Meseta Comiteca-Chiapas Roya amarilla Carbón
Red internacional de mejoramiento de trigo (IWIN) Coordinada por CIMMYT desde 1960s CIMMYT distribuye 1,000 nuevos genotipos de trigo anualmente a un gran rango de ambientes America Africa Medio Oriente Sur y Este de Asia
El rendimiento del trigo en México se ha incrementado debido al continuo desarrollo de variedades mejoradas (González y Wood, 2006) con alto rendimiento, resistencia a enfermedades y buena calidad industrial (Lantican et al., 2005) Mejoramiento Alternado Cd. Obregón39 msnm Toluca 2640 msnm El Batán 2249 msnm
Estrategias de mejoramiento Alto rendimiento potencial que se estable Resistencia durable a enfermedades y plagas Tolerancia al estrés por sequia Tolerancia al estrés por calor Calidad de grano apropiada para el mercado
Alto rendimiento potencial y estable
Resistencia durable a enfermedades y plagas
Tolerancia al estrés por sequia Estrés por Sequía: Disminución de la disponibilidad de agua por debajo del óptimo requerido por la planta que limita su crecimiento
Tolerancia al estrés por calor Estrés por Calor: Temperatura superior a la óptima para el crecimiento de la planta que se traduce en daños irreversibles al funcionamiento y desarrollo de la planta
Calidad de grano apropiada para el mercado Uso Final Tipo* Trigo fuerte Industria mecanizada 1a, 1b Industria semi-mecanizada (panes con levadura) Tortilla de harina, panes al vapor (norte de China), Chapati 2a 2b Trigo suave Panes densos, tortilla de harina Pan al vapor (sur de China), fideos chinos Galletas, pasteles y otros Trigo tenaz No adecuado a procesos mecanizados o semi-mecanizados 3a, 3b 4a 4b 5 Para panes densos o mezclas con otros tipos *Basado en dureza de grano, color de grano, propiedades de desarrollo de la masa, fuerza y extensibilidad del gluten de grano cosechado en Cd. Obregón, Sonora, México, bajo las condiciones de esta zona con rendimientos experimentales de 7 a 9 ton/ha. Las letras a y b se refieren al contenido de proteína en grano de acuerdo al tipo: 1a >12.5%; 2a y 3a >11.5% y 4a > 11.0%. Las líneas del 1 al 4, deben de tener niveles medios a altos de extensibilidad
Métodos de mejoramiento
Germoplasma Actividades Año Bloque de cruzamientos Realización de nuevas cruzas (Ciudad Obregón) 1 F 1 (primera generación) Selección de espigas para retro-cruzas (BC 1 ) y cruzas top (F 1 -Top) (El Batan, Texcoco) 1 BC 1, F 1 -Top y F 2 (de cruzas simples) Se seleccionan BC 1, F 1 -Top y F 2 por su comportamiento agronómico y resistencia a roya de la hoja y se cosechan en masa (Ciudad Obregón) 2 F 2 (BC 1, F 1 -Top) y F 3 (de Se seleccionan F 2 y F 3 por su comportamiento agronómico y resistencia a roya 2 F 2 simple) amarilla y septoria y se cosechan en masa (Toluca, Estado de México) F 3 and F 4 Generaciones F3 and F4 se evalúan bajo ambiente favorable para royas del tallo y hoja 3 (selección en masa de plantas resistentes) (Kenia) F 4 and F 5 Generaciones F4 and F5 se evalúan nuevamente bajo ambiente favorable para royas del 3 tallo y hoja (selección en masa de plantas resistentes y de baja estatura) (Kenia) F 5 and F 6 Generaciones F5 and F6 se evalúan bajo ambiente favorable para roya de la hoja 4 (selección en masa de plantas resistentes y con buen comportamiento agronómico) (Ciudad Obregón) Líneas avanzadas Las líneas avanzadas son cultivadas en pequeñas parcelas donde se seleccionan las 4 mejores por su comportamiento agronómico, resistencia a roya amarilla y septoria en Toluca; y roya de la hoja en Texcoco. Las mejores líneas son cosechadas en este ultimo sitio y se promueven a ensayos de rendimiento Líneas avanzadas Las líneas avanzadas son cultivadas en ensayos repetidos de rendimiento en Ciudad Obregón. También se cultivan en pequeñas parcelas en Ciudad Obregón (roya de la hoja), Kenia (roya del tallo) y Ecuador (roya amarilla). Selección las mejores líneas 5 Viveros internacionales y líneas candidatas Viveros internacionales y líneas candidatas Mejoramiento convencional Las líneas candidatas a viveros internacionales se multiplican en Texcoco. También se evalúan por su resistencia a roya de la hoja, amarilla, septoria, fusarium (Texcoco, Toluca, Kenia). Se realiza el análisis de calidad del grano cosechado en Ciudad Obregón (Texcoco) Las líneas candidatas a los viveros internacionales se evalúan en ensayos de rendimiento por segunda vez en 5 o 6 ambientes en Ciudad Obregón. Se multiplica semilla de estas líneas en Mexicali y se evalúan una vez mas por resistencia a roya del tallo (Kenia) Viveros internacionales Semilla de los viveros internacionales se distribuye a nivel nacional e internacional 6 5 6
PROGRAMAS DE MEJORAMIENTO Mejoramiento fisiológico 1. DISEÑO DEL CULTIVO Determinar qué características pueden contribuir a incrementar el rendimiento potencial y/o resiliencia frente a riesgos climáticos en ambientes específicos basándonos en modelos conceptuales 2. RECURSOS GENÉTICOS Criollos Líneas Elite Sintéticos 3. FENOTIPEADO Desarrollar protocolos de fenotipeado: Fenotipeado de alta precisión Sensores remotos que incluyen plataformas de fenotipeado aéreas 4. PRE- MEJORAMIENTO Cruzas estratégicas para combinar características complementarias Seleccionar la mejor progenie utilizando herramientas fisiológicas y marcadores moleculares
Líneas candidatas 2016
Calidad de grano de líneas candidatas 2016
Evaluación de viveros en México Programas de Mejoramiento CIMMYT/INIFAP Intercambio de Germoplasma (Red de Mejoramiento; 2015 Masagro-Trigo) Multi-localidades en México Ensayos Nacionales de Harineros y Cristalinos Pruebas de validación
Investigador Dr. Ernesto Solís Moya Dr. Miguel A. Camacho Casas M.C. Javier Ireta Moreno M.C. Alberto Borbón Gracia M.C. Jorge Iván Alvarado Padilla Dirección Campo Experimental Bajío Km 6.5 Carr. Celaya-San Miguel de Allende. CP 38110 Celaya, Gto. Campo Experimental Norman Borlaug Km 12 Carretera Dr. Norman Borlaug CP 85270 Ciudad Obregón, Sonora Campo Experimental Centro-Altos de Jalisco km 8 carretera Tepatitlán-Lagos de Moreno Tepatitlán, Jal. C.P. 47600 Campo Experimental Valle del Fuerte Carretera México - Nogales, Km 1609 Frente a Juan José Ríos, Los Mochis, Sinaloa. Campo Experimental Valle De Mexicali Carretera a San Felipe Km. 7.5 Mexicali, B.C. C.P. 21700 2015-2016 Rendimiento potencial, 3er WYCYT (3er Wheat Yield Consortium Yield Trial) Estrés por sequía 5º SATYN (5º Stress Adaptive Traits Yield Nursery) Estrés por sequía y calor, 1er SATYT (SATYT, Stress Adaptive Traits Yield Trial) Identificación de 15 líneas de interés en los 3 viveros
Ensayo Líneas experimentales Ciclo de evaluación OI 2016-2017 PV 2017 PC-CIMMYT 1,170 líneas experimentales Siembra en unidades experimentales pequeñas sin repeticiones (4.0 m x 1.2 m, O-I 2016-17; 2.0 m x 0.6 m, P-V 2017) Evaluación en el CEBAJ (Celaya) bajo riego. Se seleccionarán 50% de las líneas para la evaluación durante PV 2017 Evaluación bajo condiciones de temporal de aprox. 580 líneas en 5 localidades de Tlaxcala y México (Terrenate, Chapingo 1F, Santa Lucía 1F, Juchitepec y Nanacamilpa o Francisco I. Madero). Se seleccionarán aprox. 100 líneas para evaluación OI 2017-2018 Ensayos Nacionales de Harineros y Cristalinos Pruebas de validación
Liberación de variedades Líneas candidatas provienen de los programas de mejoramiento de CIMMYT y de INIFAP Caracterización (descriptores varietales) Registro ante el SNICS (Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas) *Previamente se purifican las líneas candidatas para contar con semilla original suficiente para posteriores multiplicaciones de semilla básica.
Tipos de semilla en el sistema de semillas mexicano
Variedades de reciente liberación Variedad Descripción Áreas de recomendación para adopción Don Carlos M2015 Trigo harinero de gluten medio para temporal nacional Temporales críticos e intermedios en los en Oax., Pue., Tlax., Hgo., Méx., Gto., Valles F2015 Bacorehuis F2015 Conatrigo F2015 Barobampo C2015 Conasist C2015 Trigo harinero de gluten fuerte para temporal nacional Trigo harinero de gluten fuerte para riego Norte y Noroeste Trigo harinero de gluten fuerte para riego Norte y Noroeste Trigo cristalino para riego en la zona Norte-Noroeste Trigo cristalino para riego en la zona Norte-Noroeste S.L.P., Ags., Zac. Dgo. y Chih. Temporales críticos a favorables en los en Oax., Pue., Tlax., Hgo., Méx., Gto., S.L.P., Ags., Zac. Dgo. y Chih. Riego normal y limitado en Sin., BCN, Chih., Coah. N.L. Tamps., Gto., Mich. y Jal Riego normal y limitado en Sin., BCN, Chih., Coah. N.L. Tamps., Gto., Mich. y Jal Riego normal y limitado en Sin., BCN, Chih., Coah. N.L. Tamps., Gto., Mich. y Jal Riego normal y limitado en Sin., BCN, Chih., Coah. N.L. Tamps., Gto., Mich. y Jal
Variedades en proceso de registro Texcoco F2016 Canícula F2016 Fuerte Mayo F2016
Posicionamiento de variedades de reciente liberación Colaboración CIMMYT-INIFAP-Productores de semilla Objetivo: acelerar la adopción de variedades mejoradas de reciente liberación Pre-multiplicación (semilla básica) Multiplicación a mayor escala (semilla registrada, certificada)
Colaboraciones 2016-2017 Productor cooperante Región Variedades Área de siembra (ha) Cantidad a cosechar (t) Fundación PIEAES de Sonora, A. Noroeste Borlaug 100 F2014 2 12.0 C. Quetchehueca Oro C2013 0.75 4.5 Treviño Agroindustrial S. A. de C. V. Baroyeca Oro C2013 0.75 4.5 Norte Bacorehuis F2015 1.0 5.0 Conatrigo F2015 1.0 5.0 Conasist C2015 1.0 5.0 Barobampo C2015 1.0 5.0 Raul Mario Treviño Villarreal Noreste Conatrigo F2015 1.0 4.0 Conasist C2015 1.5 6.0 Barobampo C2015 1.5 6.0 Semillas Correa Mexicana S. A. Bajío Valles F2015 1.5 6.0 de C. V. Don Carlos M2015 1.5 6.0 Bioagricultura Sustentable del Altiplano Bacorehuis F2015 0.5 3.0 Valle S. C. de R. L. de C. V. Conatrigo F2015 0.5 3.0 Barobampo C2015 0.5 3.0 Valles F2015 2.0 12.0 Total 18.0 83.0
Colaboraciones 2017-2018 Productor cooperante Región Variedades Área de siembra Cantidad a cosechar (t) Fundación PIEAES de Sonora, Noroeste Borlaug 100 F2014 2.0 12.0 A. C. Quetchehueca Oro C2013 1.0 6.0 Baroyeca Oro C2013 1.0 6.0 Rancho Amaca S. P. R. de R. L. Noroeste Borlaug 100 F2014 1.0 3.5 Martínez F2016 1.0 3.5 Quetchehueca Oro C2013 1.0 3.5 Barobampo C2015 1.0 3.5 Raúl Mario Treviño Villarreal Noreste Conatrigo F2015 2.0 8.0 Fuerte Mayo F2016 2.0 8.0 Semillas Correa Mexicana S. A. de C. V. Bioagricultura Sustentable del Valle S. C. de R. L. de C. V. Bajío Valles F2015 1.0 4.0 Borlaug 100 F2014 1.0 4.0 Canícula F2016 1.0 4.0 Texcoco F2016 1.0 4.0 Altiplano Bacorehuis F2015 1.0 6.0 Fuerte Mayo F2016 1.0 6.0 Canícula F2016 1.0 6.0 Valles F2015 1.0 6.0 Total 20.0 94.0
Agradecimientos Bill and Melinda Gates Foundation & DFID through: DRRW (now DGGW) Project HarvestPlus Project (CRP A4NH) Governments: BMZ, Germany ICAR, India USAID, USA CRP Wheat Farmers organizations: Agrovegetal, Spain GRDC, Australia (ACRCP & CAIGE Projects) Patronato-Sonora, Mexico
Gracias!