Mejoramiento del Arroz
Iris Pérez Almeida, PhD
Mundo: 7.508.151.915 En Ecuador: 16.604.897
La población humana se incrementa
Fuente: http://www.worldometers.info/es/
Campos de arroz en Guayas El arroz es el alimento básico del 60% de la población mundial
Producción Mundial de Arroz 2016/2017
481.54 millones de toneladas (USDA)
China: 144,850,000 India: 106,500,000 Indonesia: 37,150,000 Bangladesh: 34,578,000 Vietnam: 27,861,000 Thailand: 18,600,000 Burma: 12,400,000 Philippines: 11,500,000 Brazil: 8,160,000 Japan: 7,780,000 United States: 7,117,000
20. Perú 27. Colombia 36. Ecuador : 660,000
Producción Mundial de Arroz por País (Valores en toneladas métricas)
Un ecuatoriano come en promedio 53,2 kilogramos de arroz al año, eso equivale a 117,04 libras por habitante, según cifras del Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca (Magap, 2014).
• Arte y ciencia que permite cambiar y mejorar la herencia de
las plantas
• Cambio en la media de la población, para un carácter en
particular, de acuerdo al objetivo del mejorador.
Mejora genética
• Ciencia que trata de aprovechar el potencial genético de las
plantas para beneficio del hombre.
Mejora genética
Origen del Arroz Se ubica en el continente asiático,
principalmente al sur de India, donde
probablemente comenzó a cultivarse
aproximadamente hace 10.000 años.
De allí se extendió a China, donde se
inicia el desarrollo de su proceso de
cultivo; posteriormente se estableció
en Corea y Japón. Sobre su
introducción en Occidente, se
presume la lleva a cabo Cristóbal
Colón en su segundo viaje (1493),
pero no existe mayor exactitud sobre
esta versión.
Oryza alta Oryza australiensis Oryza barthii Oryza brachyantha Oryza coarctata Oryza eichingeri Oryza glaberrima Oryza glumipatula Oryza grandiglumis Oryza latifolia Oryza longiglumis Oryza longistaminata Oryza malampuzhaensis Oryza meridionalis Oryza meyeriana Oryza minuta Oryza neocaledonica Oryza nivara Oryza officinalis Oryza perennis Oryza punctata Oryza rhizomatis Oryza ridleyi Oryza rufipogon Oryza sativa (rice) Oryza schlechteri
Taxonomía del Arroz Eucariota; Viridiplantae; Streptophyta; Embryophyta; Tracheophyta; Spermatophyta; Magnoliophyta; Poales; Poaceae; Oryzoideae; Oryzeae; Oryzinae
26 especies en el género Oryza
Oryza alta Oryza australiensis Oryza barthii Oryza brachyantha Oryza coarctata Oryza eichingeri Oryza glaberrima Oryza glumipatula Oryza grandiglumis Oryza latifolia Oryza longiglumis Oryza longistaminata Oryza malampuzhaensis Oryza meridionalis Oryza meyeriana Oryza minuta Oryza neocaledonica Oryza nivara Oryza officinalis Oryza perennis Oryza punctata Oryza rhizomatis Oryza ridleyi Oryza rufipogon Oryza sativa (rice) Oryza schlechteri
Género Oryza
Dos especies han sido domesticadas
Oryza sativa Grupo Indica (arroz grano largo) Oryza sativa subgrupo aus
Oryza sativa Grupo Japonica (arroz grano corto) Oryza sativa subgrupo aromático Oryza sativa japonica templado (javanica) Oryza sativa japónica tropical
Por qué interesa conocer, estudiar y conservar a las especies silvestres?
Objetivos del Mejoramiento
Rendimiento
Calidad del grano
Resistencia a enfermedades
Resistencia a estrés abiótico
Colecciones de Germoplasma de Arroz
IRRI CIAT NIAS (National Institute of Agrobiological Sciences) EMBRAPA ( Centro de Arroz y frijol)
USDA (Genetic Stocks Oryza (GSOR) Collection)
Arista
Antera Estambre
Filamento
Estigma Pistilo
Ovario
Lemma estéril
Pedicelo
Morfología de la inflorescencia
Métodos y técnicas de mejoramiento
Carga genética 2n = 12
Métodos y técnicas de mejoramiento
Método genealógico o por pedigrí
Planta autógama
Métodos y técnicas de mejoramiento
Retrocruzamiento
Planta autógama
Rescate de embriones Doble haploides Marcadores moleculares: RFLP, AFLP, RAPD, CAPs, SSR, SNPs Estudios de variabilidad Identificación varietal Selección asistida Construcción de mapas génicos
Métodos y técnicas de mejoramiento
La Investigación en Biotecnología y sus aportes en el desarrollo del Cultivo de Arroz
Iris Pérez Almeida, PhD
Biotecnología
“Toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos”. (Convenio sobre Diversidad Biológica, 1992) La Biotecnología es la ciencia que tiene por objetivo el estudio de organismos vivos o sus partes para la obtención de bienes y servicios.
De carácter multidisciplinario, involucra varias disciplinas y ciencias como biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, física, química, medicina y veterinaria entre otras. Tiene gran repercusión en la farmacia, la medicina, la microbiología, la ciencia de los alimentos, la minería y la agricultura entre otros campos.
Biotecnología
Uso de hongos y bacterias en la producción de quesos
Mejoramiento genético de especies vegetales por medio de selección y cruzamiento (agricultura)
Uso de levaduras en la producción de pan
Uso de abejas para recolectar miel (apicultura)
Uso de plantas con propiedades medicinales
Uso de predadores naturales en el control de plagas
Estos son procesos biotecnológicos…
Rocha, 2011. ComunIICA 8(Enero-Julio):23-31
….y estos también!
Uso de microorganismos para degradar materia orgánica
(compost)
Uso de levaduras para fermentación alcohólica (cerveza o vino)
Uso de bacterias para fermentación láctica (yogurt)
Bioreactores (Uso de celulas individuales a modo de “fábricas”
de compuestos) Tecnologías de ADN
Nanobiotecnología Cultivo de tejidos vegetales en
investigación o producción masiva de plantas
Rocha, 2011. ComunIICA 8(Enero-Julio):23-31
Rocha, 2011. ComunIICA 8(Enero-Julio):23-31
Biofertilización (compost) Control
biológico Fermentación Crioconservación
Biocombustibles Generación
de haploides Regeneración
Inducción de variación somaclonal
Inducción de mutaciones
Radioisótopos y Radiación
Bioinformática AFLP, SSR)
Técnica de insecto Estéril
Bioreactores Biocontrol (productos naturales)
Cultivo in vitro
Transgénesis Metabolómica
Clonación / Limpieza Micro- biológica
propagación Proteómica Transcriptómica
Hibridación -Fitomejoramiento-
Genómica “Ómicas”
Marcadores
Moleculares Tipo I: isoenzimas, RFLP,
Tipo II: Basados en PCR (RAPD,
Tipo III. Basados en secuenciación
(SNP, SSCP)
Biotecnología Agrícola
Desarrollar y adaptar biotecnologías para fortalecer programas de
mejoramiento genético, mediante:
a) identificación de marcadores bioquímicos y moleculares,
b) incorporación de genes de resistencia a factores bióticos y abióticos,
c) uso de variaciones somaclonales,
d) uso de mutaciones inducidas
e) obtención de plantas haploides o doble-haploides.
Aplicaciones biotecnológicas en el Cultivo de Arroz
Objetivo General:
obtención de plantas haploides o doble-haploides
Cultivo de Anteras de Arroz
Manipulación in vitro de microsporas para inhibir el desarrollo gametofítico e inducir el esporofítico
Experiencias en Cultivo de Anteras
Desinfección del material
Experiencias en Cultivo de Anteras
Formación de microcallos
Experiencias en Cultivo de Anteras
Transferencia de microcallos a regeneración
Experiencias en Cultivo de Anteras
Regeneración de plantas
Aplicaciones del Cultivo de Anteras
CIAT, Colombia
“Variabilidad genética en la reacción a Pyricularia grisea Sacc. de dos poblaciones de arroz obtenidas por Cultivo de Anteras y Pedigrí”.
Pérez-Almeida, I., Lentini, Z. y Guimaräes, E.P.
1995. El cultivo de anteras en el desarrollo de
germoplasma resistente al añublo del arroz
(Pyricularia grisea). Fitopatol. Venez. 8:11-14.
Identificación de marcadores bioquímicos y moleculares
Identificación de marcadores moleculares
2002
Science 296(5565):92–100
Science 296(5565):79-92
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