AIANBA. Generación de Germoplasma Elite de Maíz a partir de un Emprendimiento de Investigación y Desarrollo Público-Privado

Selección de los principales trabajos científicos originales expuestos en el último Congreso Nacional de Maíz: Generando Valor para un Futuro Sustentable organizado por AIANBA, socia fundadora de MAIZAR en Noviembre del año pasado.

Generación de Germoplasma Elite de Maíz a partir de un Emprendimiento de Investigación y Desarrollo Público-Privado

Eyhérabide, G.H.; Presello, D.A.; Schlatter, A.R., Fernández, A.

Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria – Estación Experimental Agropecuaria Pergamino. CC31 Pergamino 2700.

Resumen

Para mantener la alta tasa de progreso genético registrada en el cultivo de maíz en Argentina durante las dos últimas décadas, es importante extender la cantidad de variabilidad genética sobre la cual se basan la mayoría de los programas de mejoramiento . En 1992 se inició un programa de colaboración ent re INTA y un consorcio de empresas semilleras . El programa se focalizó en objetivos de mejoramiento de mediano y largo plazo. En un primer momento, el interés se orientó al desarrollo de germoplasma de tipo flint o colorado duro .

El objetivo de este trabajo es reportar los logros obtenidos por este proyecto público-priva do . Hasta el presente, 55 líneas endocriadas, la mayoría con granos de tipo colorado duro o flint, así como un grupo de poblaciones segregantes han sido puestas a disposición de la contraparte privada. Además de su utilización en programas de mejoramiento, los materiales genéticos obtenidos por el proyecto también se usan con propósitos de investigación relacionados con la eficiencia en el uso de nitrógeno, tolerancia a stress hídrico, eficiencia en la intercepción de luz, y tolerancia a varios patógenos y nuevas enfermedades en maíz.

Key words: maize, maize breeding, inbred lines development, recurrent selection

Palabras clave: maíz, mejoramiento de maíz, de sarrollo de líneas, selección recurrente

Introducción

A futuro, el progreso en el mejoramiento genético podría limitarse si se redujera el nivel de variabilidad genética necesario para enfrentar las demandas de productividad, sanidad y calidad de nuestros productores e industrias de transformación. La respuesta a estos desafíos, que conllevan un alto nivel de complejidad, riesgo técnico e incierto atractivo comercial en el corto plazo, es la conformación de redes público-privadas de investigación y desarrollo en mejoramiento genético. La necesidad de disponer de nueva variabilidad genética que permita sostener en el tiempo las elevadas tasas de ganancia genética registradas en Argentina en los últimos veinte años, motivó la elaboración de un proyecto de mejoramiento genético de maíz con objetivos de mediano y largo plazo que permitiera aprovechar las sinergias de los esfuerzos y capacidades del sector público y de empresas semilleros dedicadas al desarrollo y comercialización de híbridos de maíz. En 1992, el INTA y un consorcio de empresas semilleras formalizaron un Convenio de Vinculación Tecnológica para la ejecución de ese proyecto de riesgo compartido. Actualmente forman parte del consorcio los criaderos ACA, Capeloni Semillas, Dow Agrosciences, Monsanto, Nidera, Pannar , Pioneer, Sursem y Syngenta, Los objetivos de este proyecto de mejoramiento fueron el desarrollo de germoplasma mejorado (líneas endocriadas, poblaciones y stocks genéticos diversos) por caracteres de productividad, estabilidad de rendimiento y comportamiento sanitario, destinados al área maicera templada. El historial de la Estación Experimental Agropecuaria INTA Pergamino en el desarrollo de materiales de tipo flint o colorado-duro tradicional y el interés del sector semillero en la preservación y generación de este tipo de maíz reconocido por su calidad en los mercados mundiales condujeron a la priorización de asignación de recursos fundamentalmente al desarrollo de estos. No obstante, el programa de mejoramiento ha generado materiales promisorios a partir de la selección de tipos semidentados, dentados, así como también de grano con endosperma blanco duro. El objetivo de esta presentación es informar sobre algunos de los logros y avances alcanzados por el convenio desde su inicio.

Materiales y Métodos

El germoplasma utilizado por el Programa comprende, básicamente, tres grandes grupos: 1) líneas y poblaciones de cría procedentes del INTA Pergamino y generadas con anterioridad a 1992, 2) introducciones de materiales élite de distintos orígenes geográficos, 3) variedades locales disponibles en el Banco de Germoplasma de la EEA INTA Pergamino.

Para el desarrollo de nuevas poblaciones de cría se ha tenido en cuenta la pertenencia de los materiales que las integran a diferentes grupos de heterosis conocidos, o en caso contrario se han realizado experimentos de caracterización del germoplasma para determinar la pertenencia a los grupos ya conocidos o a generar otros nuevos. El mejoramiento de estas poblaciones se realiza utilizando métodos de selección recurrente intrapoblacional e interpoblacional. En el primer caso se generan progenies endocriadas mediante una a dos generaciones de autofecundación, seguidas de cruzamientos de prueba con materiales de diferente grupo heterótico. Para la selección recurrente recíproca se utilizan variantes del método de hermanos completos, para lo cual se generan familias de cruzamiento interpoblacionales de tipo S 1 x S 1 .

En los primeros años del Convenio, la mayoría de las líneas liberadas provino de la endocría y selección por habilidad combinatoria de familias seleccionadas en cada ciclo de selección recurrente (Figura 1). Posteriormente cobró importancia el desarrollo de nuevas líneas a partir de poblaciones segregantes formadas por cruzamiento entre las líneas más destacadas generadas en el marco del Convenio. Mediante marcadores moleculares de tipo microsatélites se han caracterizado las líneas desarrolladas (Schlatter et al., 2003) y se investiga sobre la correspondencia de asignación a grupos de heterosis utilizando métodos biométricos y mediante análisis de clasificación basados en distancia genéticas a partir de datos moleculares.

Figura 1 . Esquema del avance por selección recurrente. Las familias selectas en cada ciclo permiten generar líneas endocriadas promisorias como progenitoras de híbridos.

 

 

Resultados

Desde la iniciación del Convenio se han generado 55 líneas endocriadas (Tabla 1). De ellas 35 corresponden al tipo colorado duro o flint tradicional, 15 son de tipo semiflint/semidentados, 3 del tipo dentado y 2 del tipo blanco flint. Se generaron además 27 poblaciones segregantes para ser utilizadas como fuente de nuevas líneas endocriadas, y tres cultivares en producción. Este germoplasma presenta predominantemente grano de tipo “Plata”, y ha sido seleccionado tanto por rendimiento y estabilidad de rendimiento en combinaciones híbridas, como por caracteres defensivos (resistencia a Mal de Río Cuarto, roya común, podredumbre de espiga y de la base del tallo). Especialmente, las líneas de segundo ciclo presentan muy buena aptitud agronómica como para ser utilizadas como líneas progenitoras de híbridos de buen comportamiento en la región templada.

El énfasis en el desarrollo de materiales de endosperma duro ha llevado al desarrollo de dos sintéticas que están siendo empleadas para generar un patrón heterótico flint x flint (Eyherabide et al., 2005; Hourquescos, 2001; Nestares et al., 1999). Diversos experimentos han permitido comprobar la existencia de diversidad genética entre los materiales del programa de mejoramiento del INTA Pergamino y materiales comerciales del sector privado (Eyherabide et al, 1995; CVT INTA SEMILLEROS-Documento interno, 2004). La información disponible sobre la existencia de interacciones significativas entre materiales comerciales de grano duro colorado y líneas representativas del programa del INTA permitiría adoptar un manejo abierto de aquellas sintéticas flint para avanzar en la ampliación del patrón de heterosis flint x flint.

Tabla 1 . Líneas liberadas por el Convenio de Vinculación Tecnológica INTA SEMILLEROS durante el período 1992-2005, tipo y color de grano, y longitud de ciclo.

 

En el desarrollo de resistencia a enfermedades se dio énfasis a la selección de germoplasma resistente al Mal de Río Cuarto. Hasta el presente se han liberado tres líneas altamente resistentes, una de las cuales está siendo utilizada en el pedigree de un híbrido comercial de calidad diferenciada. A fin de acelerar la respuesta a la selección, se están realizando estudios a fin de localizar genes de resistencia mediante el uso de marcadores moleculares microsatélite (Alvarez et al., 2001) Sin descuidar otras enfermedades, como la resistencia a roya común, el Programa se propone desarrollar resistencia a hongos contaminantes con micotoxinas, para lo que se han identificado fuentes de resistencia (Presello et al., 2004) y ajustado técnicas de selección y evaluación (Iglesias et al., 2004). Además se está monitoreando germoplasma élite por resistencia a enfermedades que, como el complejo del corn stunt y Cercospora zeae , se encuentran presentes en el norte argentino, pero podrían expandirse a otras regiones productoras . Entre el material generado por el programa se han detectado genotipos con resistencia a ambas enfermedades.

Los materiales genéticos obtenidos por este proyecto son evaluados y utilizados en los diferentes programas de mejoramiento de los socios de acuerdo a sus prioridades o necesidades, a fin de incorporar nueva variabilidad para el desarrollo de líneas progenitoras de futuros híbridos. Estos materiales también están siendo empleados en otros proyectos de investigación, propios del INTA o del INTA en asociación con universidades nacionales, relacionados con la ecofisiología del estrés hídrico, la eficiencia en el uso del nitrógeno (DÁndrea et al., 2003), la relación entre caractereres morfofisiológicos y la eficiencia en la captura de luz, y la búsqueda de resistencia a enfermedades emergentes y a especies de hongos que producen micotoxinas. La puesta en disponibilidad de estas líneas a la comunidad científica, respetando compromisos de confidencialidad, constituye la provisión de recursos genéticos necesarios para conducir importantes líneas de investigación que permiten generar conocimientos necesarios para el mejoramiento de la productividad y calidad del cultivo, y han resultado en contribuciones en publicaciones internacionales.

En conclusión, el presente convenio de vinculación tecnológica contribuye a expandir la base genética del germoplasma élite para el mejoramiento del cultivo en la Argentina, a desarrollar trabajos de investigación en base a germoplasma que, por problemas de confidencialidad, puede resultar dificultoso de disponer para el sector científico–tecnológico, y a diseñar estrategias y métodos de selección para caracteres actualmente no considerados, pero de previsible mayor importancia futura.

Agradecimientos . A los colegas fitomejoradores de las empresas asociadas al CVT INTA SEMILLEROS, por su confianza, entusiasmo, y creatividad puestas al servicio de un emprendimiento conjunto. Las actividades del CVT INTA SEMILLEROS son posibles por el financiamiento de los gastos operativos del proyecto por parte del sector privado y las capacidades físicas y de recursos humanos del INTA en su sede ejecutora, EEA INTA pergamino.

Bibliografía

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Eyhérabide G.H.; Nestares, G.; Hourquescos, M.J. 2005. In: Plant Breeding: The Arnel R. Hallauer International Symposium. Editores: Lamkey, K.R.; Lee, M.; Hallauer, A.R. En prensa. Blackwell Publishing, Iowa. EEUU

Iglesias, J. Presello, D. and Botta, G. 2004. En prensa. Actas de la XX Reunion Latinoamericana de Maiz. Lima, Peru. 11-14 de Octubre.

Nestares Nestares, G., E. Frutos y G.H. Eyherabide . 1999. Pesq. Agropec. Bras; Brasilia, V.34 (8):1399-1406.

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Presello, D. A., L. M. Reid and D. E. Mather. 2004. Maydica 49:73-81

Schlatter, A.R.; Giovagnoli, N.; Eyhérabide, G. 2003. Actas Simposio Internacional de Recursos Genéticos para América Latina y el Caribe.