Post on 09-Mar-2020
Mejoramiento genético de forrajeras
para persistencia productiva en
Chile: ejemplo exitoso en Trifolium
pratense L. (Trébol Rosado) INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS (INIA)
Dr. Fernando Ortega Klose
Santiago, Chile, 21-08-2019
TEMARIO
1.INTRODUCCIÓN
2.MEJORAMIENTO GENÉTICO DE TRÉBOL
ROSADO PARA PERSISTENCIA
3.TRATANDO DE ENTENDER LA “CAJA NEGRA”
DE LA GANANCIA GENÉTICA OBTENIDA PARA
PERSISTENCIA Y RENDIMIENTO EN TRÉBOL
ROSADO.
4.ALGUNAS CONCLUSIONES
EL FITOMEJORAMIENTO DE FORRAJERAS ES
COMPLEJO
CARACTERÍSTICAS DE ALGUNAS
ESPECIES FORRAJERASNombre común Nombre científico Polinización
(1)
Longevidad
(2)
Trébol rosado Trifolium pratense C P
Alfalfa Medicago sativa C p
Trébol blanco Trifolium repens C P
Trébol encarnado Trifolium incarnatum CA A
Trébol subterráneo Trifolium subterraneum A A
Trébol frutilla Trifolium fragiferum W P
Lotera Lotus corniculatus y
L.pedunculatus
C P
Ballica perenne Lolium perenne C P
Ballica anual Lolium multiflorum C A-B
Bromo Bromus valdivianus A P
Festuca Festuca arundinacea C P
Pasto ovillo Dactylis glomerata C P
Poa Poa pratensis X P
Fuente: Adaptado de Poehlman (1986) y Taylor (1987).
(1) C: Cruzada; CA: Cruzada o autopolinización; W: Cruzada en algunos cultivares; autopolinización en otros;
X: Cruzada o apomíctica. (2) P: Perenne; A: Anual; B: Bianual.
TÉCNICAS DE AISLACIÓN GRAMÍNEAS ALÓGAMAS
TÉCNICAS DE AISLACIÓN LEGUMINOSAS ALÓGAMAS
BALANCE DE IMPORTACIONES Y EXPORTACIONES DE
SEMILLA FORRAJERA DE CHILE (Kg/año),PRINCIPALES
GRUPOS DE ESPECIES, PROMEDIO AÑOS 2001 A 2017 (Fuente: Elaborado por Moscoso y Ortega a partir de datos de ODEPA-SNAduanas)
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
IMPORTACIONES EXPORTACIONES
Kg
/ a
ño
P. Ovillo
Festuca
Ballicas
Tréboles
Alfalfa
CULTIVARES DE FORRAJERAS
SELECCIONADOS O MEJORADOS EN CHILE
Período Cultivares seleccionados / creados en Chile
1958-1963 T. Rosado Quiñequeli-INIA
Alfalfa Liguen
Lotera Quimey
T. Blanco Millay
1965-1972 B. Perenne Santa Elvira
Alfalfa Rayén
1972-1987 Alfalfa Palihue
Alfalfa Huinca
1989 en adelante T. Rosado Redqueli-INIA
T. Rosado Toltén
Bromo Bronco-INIA
Bromo Bromino-INIA
Hualputras Conbarbalá y Cauquenes
T. Rosado Superqueli-INIA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Alfalfa Lotera T. blanco T. rosado Otras leg. B. anual e
híbrida
B. perenne Festuca y
festulolium
P.Ovillo Bromo Falaris
Introducidos Nacionales
NÚMERO DE CULTIVARES FORRAJEROS
REGISTRADOS EN CHILE ( Fuente: LVOD actualizado, Servicio Agrícola y Ganadero, al 5-08-2019)
377 6
PERSISTENCIA
&
RENDIMIENTO
DENSIDAD DE PLANTAS
TAMAÑO DE PLANTA
GENOTIPO
MORFOFISIOLOGÍA
FACTORES
ABIÓTICOS
(Clima, suelo, agua,
etc.)
FACTORES
BIÓTICOS
(Enfermedades y
plagas)
ESPECIES
ASOCIADAS
(COMPETENCIA)
MANEJO
(Defoliación,
pastoreo,
fertilización, etc.)
•Calidad y anticalidad•Rend. semilla
7593
11542
9528
6318
242
104
4432
0
50
100
150
200
250
300
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
A1 A2 A3 A4
Pla
nta
s / m
2
Kg
MS
/ h
a
Kg MS / ha
Plantas/m2
11538
10090
2649
235
54
180
50
100
150
200
250
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
A1 A2 A3
Pla
nta
s / m
2
Kg
MS
/ h
a
Kg MS /ha
Plantas/m2
RENDIMIENTO PROMEDIO DE FORRAJE (Kg MS / ha) Y
DENSIDAD DE PLANTAS (Plantas/m2) DE TRÉBOL
ROSADO EN ENSAYOS DE CARILLANCA
(I), irrigado; (NI) no irrigado
(I) (NI)
PERSISTENCIA
&
RENDIMIENTO
DENSIDAD DE PLANTAS
TAMAÑO DE PLANTA
GENOTIPO
MORFOFISIOLOGÍA
FACTORES
ABIÓTICOS
(Clima, suelo, agua,
etc etc.)
ENFERMEDADES Y
PLAGAS
ESPECIES
ASOCIADAS
(COMPETENCIA)
MANEJO
(Defoliación,
pastoreo,
fertilización, etc.)
Hylastinus obscurus (Marsham) – Red Clover root borer
POLYCROSS
SEMILLA DE FAMILIAS DE
MEDIOS HERMANOS (HSF)
SELECCIÓN ENTRE Y DENTRO DE
HSF DESDE PLANTAS ESPACIADAS
POLYCROSS PARA
FORMAR
SINTÉTICOS
HSF EVALUADAS COMO PLANTAS ESPACIADAS
EN UN AMBIENTE (3-temporadas)HSF EVALUADAS EN PRADERAS EN
DOS AMBIENTES (3-temporadas)
DIAGRAMA DEL MÉTODO DE MEJORAMIENTO
UTILIZADO DESDE 1989
(Polycross y progenies de medios hermanos)
EVALUACIÓN
SINTÉTICOS EN
DISTINTOS
AMBIENTES
EVALUACIÓN
SINTÉTICOS EN
DISTINTOS
AMBIENTESModificado de Ortega y
otros, 2014.
BPC1
TDP1
BPC2
TDP2
REDQUELI INIA (1997)
+ 2 Syn Int
BPC3
TDP3
QUIÑEQUELI INIA (1962)
3 Syn PRE y 1 Syn Int
1 Syn Int +
SUPERQUELI INIA (2011)BPC4
TDP4
BPC5 TDP5
3 Syn Sel
BPC6 Prec e Int
EVALUACIÓN DE PROCEDENCIAS Y CULTIVARES INTRODUCIDOS (1987-89)
SELECCIÓN MASAL
TDP6 P e I
BPC7 Prec e Int TDP7 P e I
Syn Inty Prec
RENDIMIENTO PROMEDIO DE TRÉBOL
ROSADO (kg MS / ha ) POR TEMPORADA EN
DISTINTOS AMBIENTES
(Carillanca riego: 4 ensayos, 4 temporadas cada uno; Carillanca secano: 3 ens., 3 temp.cada
uno; Remehue: 1 ens., 3 temp.). % indica rendimiento en relación a Quiñequeli INIA
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
Carillanca R Carillanca S Remehue
Kg M
S /
ha
-añ
o
SuperQueli-INIA Redqueli-INIA Quiñequeli-INIA
154%
134%136%
144%
121%124%
a
c
d
a
c
ab
bc
d
ab
Letras distintas indican diferencias significativas según DUNCAN (p=5%)
Carillanca R y Carillanca S, análisis combinado de varianza.
RENDIMIENTO DE TRÉBOL ROSADO (kg MS /
ha ) POR TEMPORADA CON RIEGO. INIA
CARILLANCA, PROMEDIO DE CUATRO
ENSAYOS
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
1a Temp. 2a Temp. 3a Temp. 4a Temp. Prom.
Kg M
S /
ha
-añ
o
SuperQueli-INIA Redqueli-INIA Quiñequeli-INIA
POBLACIÓN (Plantas/m2) DE TRÉBOL ROSADO EN LA TERCERA
Y CUARTA TEMPORADA BAJO RIEGO. INIA CARILLANCA,
PROMEDIO CUATRO ENSAYOS
0
10
20
30
40
50
60
70
3a Temp. 4a Temp.
Pla
nta
s /
m 2
Superqueli-INIA Redqueli-INIA Quiñequeli-INIA
CORRELACIONES (r) ENTRE DENSIDAD POBLACIONAL PROMEDIO (P,
Plantas/m2) Y RENDIMIENTO DE FORRAJE (Kg MS / ha-temporada)
DURANTE CUATRO TEMPORADAS EN TRES ENSAYOS BAJO RIEGO, EN
INIA CARILLANCA (Ortega y otros, 2014)
TRCr2005 TRCr2007 TRCr2008
r P Rango r P Rango r P Rango
A1 -0.15
ns242 174-320
-0.08
ns286 233-364
0.48
ns163 114-227
A20.68 * 104 72-129
0.63
ns110 74-131
0.66
ns74 39-94
A3 0.88 ** 44 24-58 0.86 ** 46 17-70 0.83 ** 54 20-70
A4 0.89** 32 14-48 0.86 ** 31 9-52 0.89 ** 35 9-54
* y ** indica correlación significativa (p= 5 and 1% respectivamente); ns indica correlación no
significativa.
TRCsec2006 TRCsec2008
r P Rango r P Rango
A1 0.06 ns 235 196-282 -0.16 ns 161 110-217
A2 0.48 ns 54 41-64 0.68 * 38 25-53
A3 0.94 ** 19 6-29 0.94 ** 26 15-41
* y ** indica correlación significativa (p= 5 and 1% respectivamente); ns indica correlación no
significativa.
CORRELACIONES (r) ENTRE DENSIDAD POBLACIONAL PROMEDIO (P, Plantas/m2) Y RENDIMIENTO DE FORRAJE (Kg MS / ha-temporada) DURANTE
TRES TEMPORADAS EN DOS ENSAYOS SIN RIEGO, EN INIA CARILLANCA (Ortega y otros, 2014)
5000
7000
9000
11000
13000
15000
20 30 40 50 60 70
Kg M
S / h
a
Plantas / m2
r=0.89**
RELACIÓN ENTRE DENSIDAD DE PLANTAS (plantas / m2)
Y RENDIMIENTO DE FORRAJE (Kg MS / ha) EN LA
TERCERA TEMPORADA DE CULTIVARES Y SINTÉTICOS
DE TRÉBOL ROSADO. INIA Carillanca, ENSAYO BAJO
RIEGO SEMBRADO EN 2010 (Ortega y otros, 2014)
SuperqueliRedqueli
Quiñequeli
** indica correlación significativa (p=1%)
SelSynPREIII
SynPREIII
500
1500
2500
3500
4500
5500
5 10 15 20 25 30
DM
Kg
/ha
Plants/m2
r=0.94**
Superqueli-INIA
Redqueli-INIAQuiñequeli-INIA
** indicates significant correlation (p=1%)
RELACIÓN ENTRE DENSIDAD DE PLANTAS (plantas / m2)
Y RENDIMIENTO DE FORRAJE (Kg MS / ha) EN LA
TERCERA TEMPORADA DE CULTIVARES Y SINTÉTICOS
DE TRÉBOL ROSADO. INIA Carillanca, ENSAYO SIN
RIEGO SEMBRADO EN 2006 (Ortega y otros, 2014)
Quiñequeli INIA Redqueli INIA Superqueli INIA
PERSISTENCIA
&
RENDIMIENTO
DENSIDAD DE PLANTAS
TAMAÑO DE PLANTA
GENOTIPO
MORFOFISIOLOGÍA
FACTORES
ABIÓTICOS
AMBIENTALES
(Clima, suelo, agua,
etc etc.)
FACTORES
BIÓTICOS
(Enfermedades y
plagas)
ESPECIES
ASOCIADAS
(COMPETENCIA)
MANEJO
(Defoliación,
pastoreo,
fertilisation, etc.)
99,510
10,511
11,512
12,5
PASTOREOFREQ.
CORTE FREQ. CORTE INFREQ.
mm
/ p
lan
ta
Diámetro de corona
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
PASTOREOFREQ.
CORTE FREQ. CORTEINFREQ.
g M
S/ p
lan
ta
Peso total raíces
VARIACIÓN EN MORFOLOGÍA DE TRÉBOL ROSADO CON
MANEJO CONTRASTANTE DE DEFOLIACIÓN (FINAL
SEGUNDA TEMPORADA)
(promedio 8 cultivares, Ortega 1996, Ortega 2014)
Plantas
espaciadas,
25.5 mm
Plantas
espaciadas
10 g
RENDIMIENTO TOTAL DE FORRAJE DE TRÉBOL ROSADO EN
MEZCLA CON BALLICA PERENNE EN EL TERCER AÑO(promedio 8 cultivares, Ortega 1996)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
CORTE INFRQ. CORTE FREQ. PASTOREO FREQ.
To
ns
/ a
ño
B. perenne
T. Rosado
82 plantas/m2
87 plantas/m2;
r= 0.89** 72 plantas/m2;
r= 0.90 **
SELECCIÓN
RECURRENTE PARA
PERSISTENCIA EN
TERRENO
SELECCIÓN
INDIRECTA-
MORFOLOGÍA
CORONA Y RAÍCES
SELECCIÓN
INDIRECTA –
METABOLITOS
SECUNDARIOS
FENOTIPEO DE RAÍCES
Mesocosmo
Mini rhizotron Muestreo en terreno
Two pothograps of each root +
Screening para niveles hídricos
Volumetric Soil Water Content Sensors
75% of irrigation
water application
0% of irrigation
water application
100% of irrigation
water application
50% of irrigation
water application
INIA-Carillanca: López-Olivari (2015)
Olfatometro (T/C Index)
Metabolitos secundarios,
Interacción Planta & Insecto por
semioquímicos
Volatiles-Olf.
Fatty acids-Olf + contact
Other Sec.metabolites
10
12
14
16
18
20
22
24
Redq
ueli
Quiñe
queli
Syn I
I PRE
I
Syn I
I-IV
Syn I
I PRE
II
Syn I
I Int
IV
Syn I
I PRE
III
Syn I
nt V
Syn I
nt VI
--
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
a
abab
abb
c
ab
c
C
C
C
ABC
A
ABAB
BC
Numb
er of
insect
s per
plant
Insects
Dry matter
AB
bc
Dry m
atter
( t ha
-1 )
FORAGE YIELD OF RED CLOVER IN TWO SEASONS AND
NUMBER OF INDIVIDUALS OF Hylastinus obscurus(#/plant). INIA Carillanca, Chile. (I) trial sown in 2007.
Alarcón et al. 2010.
Different letters for forage yield indicate significant differences, ANOVA and Duncan (p=5%); number of
individuls Friedman and Conover-Inman (P=5%).
* Significantly different from control based on the
Wilcoxon test (P < 0.05). Male, n = 9; Female, n = 6.
Male Female
0
20
40
60
80
100
*
Tim
e s
pen
t b
y i
nse
ct i
n o
lfact
om
ete
r arm
s (%
) Root extract
Dichloromethane
*
OLFACTORY RESPONSE OF MALE AND
FEMALE OF H. obscurus TO 9-MO-OLD RED
CLOVER ROOT EXTRACT AND
DICHLOROMETHANE CONTROL (Manosalva
et al. 2011)
Figura 3. Proporción de individuos (%) que escogieron uno de los brazos en las olfatometrías en
tubo Y, frente a los distintos compuestos y concentraciones ensayadas. Asteriscos al costado de
las barras indican diferencias significativas en las frecuencias de tratamientos y control para
cada dosis del compuesto indicado según prueba χ2 (p<0,05).
Fuente: Quiroz, Ortega, Perich, Pardo. Proyectos FONDECYT UFRO-INIA Carillanca
OLFACTOMETRIC T/C INDEX VS. LOG
CONCENTRATION OF PURE SYNTHETIC
COMPOUNDS (0.1 mg/mL, 1 mg/mL and 10
mg/mL). Adaptado de Tapia et al. 2007, Proyecto
FONDECYT
-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
b
a
a
Olf
atom
etri
c T
/C in
dex
log Concentration (µg/mL) of active compounds
Limonene
E-2-hexenal
attractive (T/C > 1)
repellent (T/C < 1)
b
(a) log Concentration of compounds in 1.5-year-old root extracts. (b) log Concentration of
compounds in 2.5-year-old root extracts.
Figure 1. Weight increase (%) of Hylastinus obscurus feeding bioassays using artificial diet.
Treatment: A) formononetin (0.098, 0.130, 0.1626 and 0.195 mg/g), B) genistein (0.494, 0.546,
0.598 and 0.651 mg/g), C) daidzein (1.025, 1.031, 1.037 and 1.043 mg/g) and D) biochanin A
(1.575, 1.939, 2.303 and 2.668 mg/g). Control = artificial diet. Different letters indicates significant
differences between treatment and control by the non-parametric Kruskal-Wallis test followed by
Conover-Inman test. Quiroz et al. 2017.
ALGUNAS CONCLUSIONES
➢ Dependiendo del ambiente, edad y manejo de la pastura de Trébol
Rosado, hay una correlación positiva y significativa entre densidad
poblacional y rendimiento de forraje.
➢ El método recurrente de selección entre y dentro de familias de medios
hermanos (selección geno-fenotípica), evaluando al mismo tiempo las
familias como pastura densa y planta espaciada, ha sido muy exitoso en
nuestro programa de mejoramiento genético.
➢ Dependiendo del ambiente, la ganancia genética observada para
rendimiento de forraje en 3 a 4 años (persistencia) ha sido entre 0.8 y
2.6 % /año.
➢ Por otro lado, la investigación en semioquímicos de la planta y su
interacción con Hylastinus obscurus puede fortalecer los resultados de
nuestro programa de mejoramiento genético; sin embargo, siempre se
debe considerer la complejidad de la persistencia como objetivo de
mejoramiento genético en forrajeras.
T. ROSADO BROMO
BALLICA PERENNE & T.BLANCO
FITOMEJORAMIENTO DE FORRAJERAS
EN INIA CARILLANCA AL 2019
AGRADECIMIENTO AL FINANCIAMIENTO
INIA (500302-70) Y A PROYECTOS
FONDECYT 1020297, 1070270, 1100812,
11130715, 1141245 Y 1181697
MUCHAS GRACIAS