DESARROLLO DE CULTIVARES DE MAÍZ PARA TRÓPICO

DESARROLLO DE CULTIVARES DE MAÍZ PARA TRÓPICO HÚMEDO CON
ALTO RENDIMIENTO Y RESISTENCIA A PUDRICIÓN DE MAZORCA POR
FUSARIUM VERTICILLIOIDES, CUANTIFICACIÓN DE FUMONISINAS Y
EFECTO EN CALIDAD DE TORTILLA
Resumen ejecutivo
El objetivo del proyecto fue desarrollar dos poblaciones de maíz:
una de
endospermo blanco y otra de endospermo amarillo y mejorarlas genéticamente,
buscando características agronómicas y resistencia a la pudrición de mazorca
causada por el hongo Fusarium verticillioides (antes F. moniliforme). El
esquema de mejoramiento genético que se propuso fue el de selección
recurrente de S1s.
Para lograr este objetivo se estableció un acuerdo con el INIFAP para utilizar
sus instalaciones del Campo Cotaxtla, Veracruz para llevar a cabo las
siembras, inoculaciones y selección de germoplasma en función de su
resistencia a la enfermedad.
Otro de los objetivos tiene que ver con la determinación cualitativa y
cuantitativa de fumonisinas presentes en el maíz en estados del sureste de
México y evaluar el efecto de esas micotoxinas en tortillas producidas con ese
maíz. Para tal propósito se estableció un acuerdo con el Laboratorio de
Micotoxinas del Instituto de Biología de la UNAM. Para evaluar el efecto de
fumonisinas en la tortilla, se trató de establecer un acuerdo con el Laboratorio
de Utilización de Maíz del INIFAP, cosa que no se llegó a concretar debido a la
exagerada solicitud de equipo para este trabajo.
En el esquema de mejoramiento propuesto se contempló la generación de
líneas S1, a partir de cada uno de los ciclos de selección en las dos
poblaciones. Estas líneas S1 se sembraron en dos épocas incluyendo una en
época normal y otra con unas semanas de retraso. Las familias en la primera
siembra fueron inoculadas artificialmente. La información de las familias más
resistentes y mejores caracteres agronómicos se transfirió a la segunda
siembra retrasada en donde 20% del total de las familias eran seleccionadas y
recombinadas para generar el ciclo de selección. Siguiendo este programa se
llegó a generar los ciclos 0, 1, 2 y 3 (C0, C1, C2 y C3).
Para hacer una selección de resistencia eficiente a pudrición de mazorca, las
mazorcas en plantas de todas las familias S1 fueron inoculadas artificialmente
con suspensiones de microconidias del hongo, a una concentración de 5 ml
con 500 000 esporas/ml. La inoculación se hizo cuando los estigmas ya habían
sido polinizados y empezaban a mostrar marchitez, aproximadamente de cinco
a seis días después de la polinización. Como ya se mencionó, la información
de estas inoculaciones se transfería a la segunda siembra en donde plantas de
familias seleccionadas eran polinizadas entre ellas para avanzar un nuevo ciclo
de selección. En la cosecha, se seleccionaron mazorcas de las familias con
mayor grado de tolerancia y buen aspecto agronómico.
Las líneas S1 y S2 que se derivaron de los diferentes ciclos de selección de las
dos poblaciones en proceso de mejoramiento eran seleccionadas por su
uniformidad y recombinadas en la formación de sintéticos para formación de
variedades de polinización libre. Asimismo, las líneas seleccionadas de las
poblaciones blanca y amarilla se cruzaron con probadores para determinar su
aptitud combinatoria general y utilizarla en la formación de híbridos.
Demanda o problemática que atiende
Avanzar en los estudios científicos que ayuden al alto rendimiento y a
incrementar la resistencia de la planta del maíz a la pudrición de la mazorca.
Resultados obtenidos y/o descripción. Características de la tecnología
generada
Se obtuvo el C3 de selección en las dos poblaciones objetivo de este proyecto,
Evaluación e identificación de los cinco mejores sintéticos blancos y amarillos
generados en el proyecto.
A partir de los mestizos generados de grano blanco y amarillo, se identificaron
y seleccionaron las líneas C2-S1 con mejor aptitud combinatoria general,
Generación de sintéticos: 34 sintéticos con diferentes caracteres de resistencia
y agronómicos, de los cuales solamente 20 blancos y 13 amarillos se
avanzaron a F2 para su evaluación en campo. Los sintéticos generados y
avanzados a F2 se probaron en 3 localidades en los estados de Veracruz y
Tabasco, incluyendo el Campo Cotaxtla e Isla, Veracruz y Huimanguillo,
Tabasco.
Generación de mestizos: cincuenta líneas C2-S1 seleccionadas de la población
blanca se cruzaron con el probador VS 536. Otras 50 líneas C2-S1
seleccionadas de la población amarilla se cruzaron con el probador V556AC.
Las cruzas se probaron en las mismas tres localidades antes mencionadas en
los estados de Veracruz y Tabasco.
Con los resultados que obtuvo, el investigador concluye que los niveles de
fumonisinas en maíces disponibles en la costa de Veracruz y Tabasco pueden
representar un serio peligro para la salud de los consumidores.
Impactos
Durante tres ciclos de selección recurrente de S1s se trató de mejorar
genéticamente la resistencia a pudrición de mazorca causada por F.
verticillioides y varios caracteres agronómicos deseables en dos poblaciones
de maíz, una con endospermo blanco y otra con endospermo amarillo.
En el proceso de generar nuevas líneas S1 o S2 en cada ciclo de selección, 10
o 12 líneas seleccionadas con caracteres de resistencia o agronómicos
similares, se recombinaron para generar sintéticos. Al finalizar el proceso se
probaron en ensayos de rendimiento un total de 20 sintéticos blancos y 13
amarillos. A solicitud del Responsable del Programa de Mejoramiento de Maíz
del Campo Cotaxtla, se le entregó la semilla de los mejores cinco sintéticos
blancos y amarillos para continuar su evaluación y posible utilización.
En este proceso de selección también se generaron mestizos para prueba de
aptitud combinatoria general de líneas C2-S1 seleccionadas y cruzadas con
probadores. También, a solicitud del Responsable del Programa de
Mejoramiento de Maíz del Campo Cotaxtla, se le entregó semilla de las
mejores ocho líneas combinadoras C2-S1 blancas y amarillas para continuar su
evaluación y posible utilización. Para su posible utilización en el Programa de
Maíz del INIFAP se le entregó un compuesto de semilla del último ciclo de
mejoramiento (C3) de las dos poblaciones en proceso de mejoramiento.
Costos estimados de la aplicación de los resultados y/o tecnología generada
Debido a la desafortunada terminación del proyecto no se pudo lograr la
siembra y evaluación de los diferentes ciclos de selección en las poblaciones
blanca y amarilla. Por tanto, no se pudieron medir las ganancias obtenidas en
resistencia y agronómicas por ciclo de selección en el proyecto.
Ámbito de aplicación
Comunidad científica nacional.
Información adicional o comentario
El almacenamiento de granos en países con climas tropicales y subtropicales
ocasiona con frecuencia pérdida de peso del grano, transformaciones
químicas y contaminación con hongos y sus toxinas, microorganismos,
fragmentos de insectos, orina y excretas de roedores. La contaminación por
hongos en el cultivo de maíz requiere de altos contenidos de humedad (20 a
21 %), para invadir y atacar a los granos antes de la cosecha afectando su
apariencia y calidad (roña, manchas, decoloración). Los géneros de hongos
más frecuentes en el maíz son Alternaria, Aspergillus, Cladosporium,
Helminthosporium, Penicillium y Fusarium, considerándose este último tanto
de campo como de almacén. Este hongo afecta a la mazorca, raíz y tallo y se
encuentra en todos los estadios de desarrollo de la planta. La semilla nace y el
hongo se transmite de la semilla a la planta colonizando su desarrollo
sistemáticamente sin presentar ningún síntoma conspicuo, hasta alcanzar al
grano. El desarrollo de la semilla, la raíz y el grano se ven favorecidos por un
clima cálido o seco durante el periodo de madurez del grano, causando el peor
daño y pérdida. Aún cuando la raíz no es visible, el hongo puede estar
creciendo y produciendo fumonisinas y otras toxinas.
Clave del proyecto: SAGARPA 2005-C01-11907
Sistema Producto y/o línea estratégica de atención: Sistema Producto Maíz
Tortilla.
Investigador: doctor CARLOS DE LEÓN GARCÍA DE ALBA
Institución: Colegio de Postgraduados.