Mejoramiento genético de maíz con biodiversidad

Presentación del tema: "Mejoramiento genético de maíz con biodiversidad"— Transcripción de la presentación:

1 Análisis crítico del uso de maíz transgénico en la agricultura mexicana
Mejoramiento genético de maíz con biodiversidad Fernando Castillo González Unidad de Congresos Colegio de Postgraduados 7 de febrero, 2014

2 ¡¡¡No está China ni SE asiático!!! Su centro de origen
2012 Soybean 80.7 millones de hectáreas de soya GM País millones ha USA 29.5 Brazil 23.9 Argentina 20.2 73.6 Mill ha (subtotal) Paraguay Canada Uruguay Bolivia South Africa Mexico Chile Costa Rica. ¡¡¡No está China ni SE asiático!!! Su centro de origen

3 55.1 millones de hectáreas de maíz GM (17 países)
2012 Maize 55.1 millones de hectáreas de maíz GM (17 países) País Millones ha USA 34.1 Brazil 12.1 Argentina 3.3 South Africa 2.4 Canada 1.6 53.5 Subtot. Spain Portugal Czechia Romania Slovakia Subtot (Europa) ¡¡Aún no está México!! Su centro de origen

4 24.3 millones de hectáreas de algodón GM
País Millones ha India 10.8 USA 4.4 China 4.0 Pakistan 2.8 22 Mill ha (subtotal) Argentina Australia Brazil Mexico Myanmar Burkina Faso Sudan Paraguay Costa Rica Colombia South Afric Aparece México ¡por decisión en los 1990’s! Su centro de origen

5 9.2 millones de hectáreas de canola GM
País Millones ha Canada 8.4 USA Australia Chile

6 Interrogantes sobre el maíz GM
No garantiza incremento de productividad Precios crecientes de semilla No se reduce el uso de pesticidas ¿por qué la insistencia en autorizarlo en el centro de origen?

7 semillas nativas (criollos) (landraces)
Área sembrada con maíz en México. Grano + forraje año Superficie (ha) 2009 8,217,741 2010 8,396,326 2011 8,239,454 2012 8,027,729 80 – 85 % sembradas con semillas nativas (criollos) (landraces) Poco factible de cambiar esa cifra por: Extremada variación ecológica Fraccionamiento del área cultivada Semilla híbrida cada vez más cara, etc.

8 Diversidad del maíz es inmensa. Énfasis en razas,
pero la variación es de naturaleza continua y en cada sitio de cultivan varios tipos (2 pobns / hogar)

9 Domesticación y desarrollos históricos
Otros pendientes Maíz Frijol Jitomate Algodón Calabaza Cacao Vainilla Tabaco Etc. Areas de domesticación de plantas (4) Areas primarias de diversidad (10) Areas secundarias de diversidad (8) Hawkes 1983, In Hoyt 1988

10 Diversidad del S-E Edo. Méx
Herrera et al Agrociencia 38(2); González 2007 (tesis CP) Las variantes del maíz de una micro-región y sus comunidades son diferentes a las de otra regiones con ecología semejante Diversidad del S-E Edo. Méx Div. Altiplano Méx. otras áreas

11 Diversidad del maíz nativo. En el sureste y en Ayapango, Edo. México.
Herrera et al. 2004; González, 2007 Elotes Chalqueños Ancho y Cacahuacintle Chalqueño Palomo Chalqueño Crema Diversidad del maíz nativo. En el sureste y en Ayapango, Edo. México. Compleja en formas - usos y en su dinámica

12 Diferentes usos  Diversificación
Atole Tortillas tlacoyos Pozole tortillas Tamales tortillas Tortillas Diferencias físicas y químicas de grano

13 Diversidad genética del maíz
Aprendizajes y estrategia sugerida para mejora genética de criollos Diversidad genética del maíz En comunidades de agricultores está constituida por varios tipos: variantes morfológicas dentro de raza e incluso varias razas y muchas formas intermedias Las variantes determinadas por: factores antropocéntricos (usos culinarios y culturales) factores ecológicos (riesgos meteorológicos o variantes de suelo) Cada variante morfológica obedece a una necesidad o propósito específico. Deben conservarse todas las variantes del maíz en cada comunidad Existen múltiples poblaciones ‘diferentes’ de cada variante morfológica, en una comunidad (cada hogar mantiene sus semillas por selección en cada año)

14 Pocos estudios de diversidad del maíz a nivel de comunidad
AUTORES ÁREA Louette 1997 Cuzalapa, Jal. Herrera et al. 2004 Sureste, Edo Méx Camacho y Chávez. 2002 Canul 2009 Yaxcabá, Yuc. (cerca de Chichen Itzá). Proyecto IPGRI López et al. 2005 Istmo de Tehuantepec Angeles et al. 2010 Molcaxac, Puebla Rincón et al. 2010 Estado de Coahuila Muñozcano, 2011 Santa María Tataltepex, Oax. Mixteca

15 Análisis de conglomerados
cónico ancho pepitilla Distancias Euclidianas promedio

16 Y = G + E + IGxE Cada componente puede mejorarse Patrimonio genético
Desempeño del cultivo del maíz Patrimonio genético condiciones del cultivo + Turrent Y = G + E + IGxE Cada componente puede mejorarse Estimación de aportación por mejora genéticas o por mejora de prácticas de cultivo: ¡¡¡50% c/u!!! Duvick. 2005

17 2. Para mejorar el rendimiento puede lograrse por varias vías
Detectar a las poblaciones de mayor rendimiento dentro de cada grupo de morfología semejante. Evaluación en campo Expectativa: con el 20% de mayor rendimiento, su promedio supera ±15% sobre la media global del grupo de poblaciones con morfología semejante Promover esas poblaciones

18 Evaluación participativa en 4 sitios
Ganancias: detección del 20% con mayor rendimiento, dentro de cada tipo morfológico 6.3 ~ 16% gain 5.8 ~ 11% gain 5.3 ~ 15% gain 6.5 ton/ha 4.6 4.6 6.3 4.0 5.4 5.5 5.2 4.7 Evaluación participativa en 4 sitios Herrera et al. 2004, 2013

19 2. Para mejorar el rendimiento puede lograrse por varias vías
b) Selección participativa de semilla: colaboración productor-investigador Ganancias esperadas: >1% incremento potencial de rendimiento < 1% Reducción de pudrición de mazorca < reducción altura de planta, etc. “Acompañar” al agricultor en el proceso de la evolución del maíz bajo domesticación

20 Evaluación en tres sitios, 2011 y 2012
ton/ha Rendimiento de grano (toh/ha) Respuesta a la selección: 2.2 % anual Promedio de 9 poblaciones Año de selección RendGr = (año) Chalqueño Respuesta a la selección masal participativa para rendimiento. Sureste Edo Méx Chalqueño (respuesta promedio de nueve poblaciones): 2.18%, equivalente a 84.5 kg/ha/año Zambrano, 2013

21 Evaluación en tres sitios, 2012
m Respuesta a la selección: % anual Promedio de 9 poblaciones Altura de mazorca (m) Año de selección AltMz = (año) Chalqueño Respuesta a la selección masal participativa, altura de mazorca sureste del Edo Méx Chalqueño (respuesta promedio de nueve poblaciones): %, equivalente a cm/año Zambrano, 2013

22 Evaluación en tres sitios, 2012
% Respuesta a la selección: -4.8 % anual Promedio de 9 poblaciones Pudrición de mazorca (%) Año de selección PudMz = (año) Chalqueño Respuesta a selección masal participativa, pudrición de mazorca Sureste Edo Méx Chalqueño (promedio de nueve poblaciones): %, equivale a % de mz con pud/año Zambrano, 2013

23 (heterocigosis esperada)
Diversidad genética , polimorfismo en 17 loci enzimáticos Cinco poblaciones de maíz, Chalqueño, en sus versiones en fase temprana y la más reciente de selección participativa en el sureste del Estado de México. 50 plantas por cada población y cada versión La diversidad genética de las poblaciones se conserva en buena medida en el proceso de selección masal participativa Población Alelos/ locus loci polimórf. (%) Diversidad (heterocigosis esperada) FG-1997 2.8235 88.24 0.4156 FG-2011 2.5882 0.3875 IC-1997 0.3901 IC-2010 2.7647 0.3649 MMO-1997 2.9412 94.12 0.4302 MMO-2011 2.8824 0.4117 MC-1997 0.3603 MC-2011 0.3689 SA-1997 0.4339 SA-2007 0.3718

24 Selección participativa con tamaños de población > 250 plantas
Selección participativa con tamaños de población > 250 plantas. Mantiene la diversidad genética de las poblaciones nativas Análisis de Conglomerados. frecuencias de 17 alelos isoenzimáticos. 5 grupos, cada una de las poblaciones de maíz nativo (colección original) se agrupó con su equivalente (población ciclos de selección masal participativa), Después de 14 generaciones de selección masal participativa dirigidos específicamente a caracteres agronómicos deseables, se ha mantenido su identidad genética, además de conservar su diversidad genética.

25 2. Para mejorar el rendimiento puede lograrse por varias vías
c) Cruzas con criollos de otras regiones con semejanza morfológica: colaboración productor-investigador Ganancias esperadas: >15% incremento potencial de rendimiento por heterosis

26 3) Cruzas entre criollos semejantes, de diferentes regiones;
10-15% mayor rendimiento Criollos de diferente sregiones, en expectativa, genéticamente divergentes Maíces del SE edo. México cruzados con equivalentes de otras regiones. Cross F1 Chalco Puebla

27 Variación de diversidad genética en estratos
Se puede acumular ganancia en rendimiento por mejoramiento participativo Cruza de pobns genéticamente divergentes  10-15% 3) 2) Selección masal en mejores pobns  >1%/año 1) Detección de mejores pobns 15-20% Ayapango, Méx 8 5

28 Como centro de origen: Mejorar evolución bajo domesticación Cambio climático en el contexto construir estrategias ad hoc Híbridos y Vars 1.5 millones ha Simplificación “Mejoramineto convencional” Acopio y conservación ex situ Aprov. de diversidad: Fuentes de germoplasma Heterosis y atributos Manejo de Poblaciones nativas (criollas) 6 millones ha Complejo Conservación y mejoramiento In situ 1950’s 1930’s Recursos genéticos del maíz, Elemento estratégico para el Desarrollo de la agricultura maicera En ambas vías históricas Domesticación del maíz (hace 7000 años)

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30 Y = G + E + IGxE Cada componente puede mejorarse Patrimonio genético
Desempeño del cultivo del maíz Patrimonio genético condiciones del cultivo + Turrent Y = G + E + IGxE Cada componente puede mejorarse Estimación de aportación por mejora genéticas o por mejora de prácticas de cultivo: ¡¡¡50% c/u!!! Duvick. 2005

31 Estimando a la producción de maíz con semilla nativa (criolla) en 12 millones de toneladas en México
25% de incremento por mejora en base al patrimonio genéticos 25 % por mejora de la condición del cultivo Implica aumento de la producción en seis millones de toneladas En una extrapolación moderada en 4 – 5 años, pero factible

32 Estratificación de productores de maíz por superficie. PROCAMPO.
Núm. de hectáreas Núm. Productores Porcentaje 2003 2004 0 – 1 530,392 524,811 96% 1 – 2 549,201 522,086 2 – 5 577,594 543,836 5 – 10 207,139 201,416 10 – 18 45,363 45,094 4% 18 – 50 23,882 25,841 50 – 100 3,788 4,359 > 100 1,155 1,507 Totales 1,938,514 1,868,950 100% Fuente: Apoyos y Servicios a la Comercialización (ASERCA), 2006

33 Trabajo en cada comunidad
Estrategia: Trabajo en cada comunidad Establecer sitios piloto explorando variación agroecológica Estudiar la diversidad del maíz y su dinamismo y relaciones socioeconómicas -culturales Intervenir para mejora de productividad y otros beneficios: Mejoramiento participativo Estudiar potenciales de usos culinarios y nutracéuticos Productos “secundarios del maíz” Organización de productores para la transformación del la producción del grano de maíz u otras estructuras Organización de productores para mejor comercialización Mejora del medio y de las prácticas de cultivo

34 Investigación y mejoramiento participativo
Generador de resultados científicos y aportaciones a la productividad y calidad de los cultivos con base en recursos locales Soluciones y fortalecimiento de proceso productivos con carácter endógeno Personal técnico para promover la producción (extensionistas) con visión de valorar y aprovechar recursos locales (más aportaciones del exterior con pertinencia) Pasos siguientes: multiplicación en cascada por evidencia de resultados tangibles

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