• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Mejoramiento poblacional en el CIAT
 

Mejoramiento poblacional en el CIAT

on

  • 900 views

 

Statistics

Views

Total Views
900
Views on SlideShare
900
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
0
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

CC Attribution-NonCommercial LicenseCC Attribution-NonCommercial License

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Mejoramiento poblacional en el CIAT Mejoramiento poblacional en el CIAT Presentation Transcript

    • Mejoramiento Poblacional en el CIATCécile Grenier, Yolima Ospina, James Carabalí, Edgar Torres, Jaime Borrero, Cesar Martínez Taller de mejoramiento LAC – GRiSP – 21 de Febrero 2012
    • Mejoramiento poblacional en arroz en el CIAT • Basado en la Selección Recurrente (SR) como fundación de un programa de mejoramiento convencional • Marco eficiente combinando el mejoramiento centralizado para un numero limitado de características complejas, y el mejoramiento descentralizado para características especificas de sitios  Proyectos de colaboración GRiSP  Desarrollo de herramientas de selección
    • Presentacion de hoy Histórico Mejoramiento Poblacional del Arroz Presente Mejoramiento para arroz de secano Mejoramiento para arroz de riego Futuro Herramientas para el mejoramiento poblacional
    • Un método innovador de mejoramiento aplicado al arroz James Taillebois et al. Pionero de la creación de poblaciones sintéticas (gene de androesterilidad IR36 msms) msms Fécondación cruzada en planta msmsM. Châtel
    • Una red de fitomejoradores www.grumega.orgM. Châtel
    • La capacitación Cursos 1996: Colombia -CIAT/CIRAD & OEA 1998: Venezuela -DANAC/EMBRAPA/CIAT/CIRAD 2001: Cuba -IIA/CIAT/CIRAD 2006: Chile -INIA Quilamapu/CIAT/CIRAD/FAO 2007: Cuba -IIA/CIAT/CIRAD/FAO 2007: Nicaragua -IIA/CIAT/CIRAD/FAO Talleres de selección 2000: Colombia -CIAT/CIRAD & EMBRAPA- 2002: Bolivia -CIAT Santa Cruz, JICA- EMBRAPA, CIAT/CIRAD 2003: Colombia -CIAT/CIRAD 2006: Colombia -CIAT/CIRAD/FAO 2007: Argentina -CIAT/CIRAD/FAO Conferencias GRUMEGA 1995: Brasil -EMBRAPA & CIAT/CIRAD- 1999: Brasil -EMBRAPA, CIAT/CIRAD & FAO 2003: Venezuela -DANAC, CIAT/CIRAD & FAO 2006: Chile -INIA Quilamapu, CIAT/CIRAD, DANAC & FAOM. Châtel
    • Manual Práctico -1995- -1997- CIAT No. 246 CIAT No. 276 ISBN 958-9183-67-0 ISBN 958-9439-90-XM. Châtel
    • Publicaciones por y con los colaboradores -1997- -2000- -2003- -2005- CIAT No. 267 EMBRAPA CIAT No. 337 FAO Publication ISBN 958-9439-56-X ISBN 85-7437-007-X ISBN 958-694-061-9 TC/D/Y5843E/1/01.5/1500M. Châtel
    • Evaluación Selección Recursos Geneticos Población Sintética C0 , C 1 , C 2 Nuevas Lineas RecombinaciónCreación de variedades Mejoramiento poblacional
    • Mejoramiento poblacional en arroz en el CIAT • 40 poblaciones registradas de 1995 a 2006 – indica, indica/japonica, japonica – Base genética variando de estrecha a amplia (4-40 padres) • Ecosistemas varios: – Tierras bajas tropicales, tierras altas, favorable, non-favorable – Templado tierra bajas, secano, riego – Mecanizado, manual – Altitud alta, áreas costeras • Poblaciones sintéticas de sitos específicos: – Argentina, Chile, Cuba, France, Nicaragua, … • Objetivos diversos: – Potencial de rendimiento, tolerancia a suelos ácidos, tolerancia al frió, tolerancia a enfermedades, cualidad de granos, precocidad, bio-fortificación (Fe, Zn), … (Châtel y Guimarães, 1997 publicacion CIAT)
    • Material lanzado a partir de las poblaciones de selección recurrente Fuente de Año Variedades lanzadas País Ecosistemas población 2002 TioTaka Brazil - Santa Catarina Subtropical CNA-IRAT4 2005 ACD 25-28 Colombia - Tolima Riego PCT-16 Manual y 2006 Esperanza Bolivia - Santa Cruz PCT-4 mecanizado 2008 Líneas aromáticas France - Camargues Templado riego PCAQ-1 2009 Zafiro Chile Templado riego PQUI-1 Tierras altas 2009 Paya Bolivia - La Paz pequeños PCT-11 agricultores Tierras altas 2009 Yara Bolivia - La Paz pequeños PCT-11 agricultores 2011 Línea aromática elite France & Chile Templado riego PCAQ-1
    • Poblaciones del CIAT (1995 – 2006)Poblaciones Ecosistemas Objetivos GermoplasmaPCT-4, -5 secano Tolerancia suelos ácidos precocidad, resistencia a pyri JaponicaPCT-6, -7, -8 tropical tierras bajas Potencial de rendimiento IndicaGPCT-9 tropical tierras bajas Calidad de grano, resistencia a pyri y escaldo Indica*WC 232*5PCT-11 tropical secano Adaptación suelos ácidos, calidad de grano JaponicaPCT-12 riego templado tierras bajas Tolerancia a frio, calidad de grano JaponicaPCT-13 secano tierras altas Tolerancia a frio, calidad de grano JaponicaPCT-14 riego templado tierras bajas Tolerancia a frio, calidad de gran, resistencia a pyri JaponicaPCT-15 secano Tolerancia a suelos acidos, precocidad, calidad de grano, Japonica resistancia a pyri, a Tagosodes orizicolus, a Hoja BlancaPCT-16 tropical tierras bajas Calidad de grano, resistancia a pyri, a Tagosodes Indica orizicolus, a Hoja BlancaPCT-17 secano tierras altas Calidad de grano, tolerancia a frio, resistancia a pyri, JaponicaPCT-18 tropical secano Tolerancia a suelos ácidos, calidad de grano, resistencia Japonica a pyri, tolerancia a sequiaPCT-19, -20, -21 tropical tierras bajas Calidad de grano, potencial de rendimiento IndicaPCT-22, -23, -24 tropical tierras bajas Potencial de rendimiento IndicaPCTBF-1, -2, -3, -4 tropical tierras bajas Biofortificacion Fe y Zn IndicaPCTNIC-1 secano favorecido, sistema Precocidad, resistancia a enfermedades, calidad de Indica/Japonica mechanizado granoPCTNIC-2 secano, semi-mecanizado o Adaptación a bajo insumos, vigor, calidad de grano, Japonica sistema manual potencial de rendimientoPCTNIC-3 secano sistema manual área Adaptación a bajo insumos y radiación solar, tolerancia Japonica Atlántica a suelos ácidos, resistencia a Hoja Blanca, calidad de grano y potencial de rendimiento
    • Mejoramiento genético del arroz de secanoDesde final de los años 80 desarrollo de germoplasma para las condicionesde sabanas Las principales carácterísticas: - Tolerancia a suelos acidos - Tolerancia a enfermedades - Precocidad - Calidad de grano - Rendimiento de grano - Tolerancia a la sequia Las principales poblaciones: - PCT-4 y PCT-11
    • Mejoramiento genético del arroz de secanoLineas selecionadas del ensayo de rendimiento (estacion experimental de La Libertad, Villavicencio, Colombia, 2000-02) Rendimiento de grano (kg/ha ) Lineas Año PCT-4SA11 2000 2001 2002 Ave % O.Sabana 6 % CIRAD 409 % O.Sabana 10 >975-M-2-M-3 3644 3333 2924 3300 1.35 1.5 2.13 >975-M-2-M-2 3275 3480 2669 3141 1.28 1.42 2.03 >975-M-3-M-2 3215 3439 2580 3078 1.26 1.4 1.98 >975-M-3-M-3 3367 3081 2529 2992 1.22 1.36 1.93 >982-M-3-M-5 3277 3240 2388 2968 1.21 1.35 1.91 >975-M-3-M-4 3321 3179 2375 2958 1.21 1.34 1.91 >1479-M-1-M-3 3028 3477 2271 2925 1.19 1.33 1.89 >1479-M-1-M-5 3016 3444 2306 2922 1.19 1.32 1.88 >1036-M-6-M-2 2868 3647 2206 2907 1.19 1.32 1.87 >1479-M-1-M-6 3265 3300 2142 2902 1.18 1.32 1.87 Testigo O. Sabana 6 2139 3226 1978 2448 - 0.9 0.63 Línea 30 (CIRAD 409) 2332 3531 749 2204 1.11 - 0.7 O. Sabana 10 1240 2770 641 1550 1.58 1.42 - PCT-4SA11: Nomenclatura para poblacion PCT-4, un ciclo de RS para suelos acidcos Châtel et al., 2008. Pesquisa Agropecuária Tropical, v. 38, n. 1, p. 1-5
    • Mejoramiento genético del arroz de secanoCalidad de grano de las mejores líneas y testigos (2000, 2001 and 2002) Centro Blanco % Amilosa Líneas Año 2000 2001 2002 PCT-4SA11>975-M-2-M-3 0.6 0.3 0.7 25.4 PCT-4SA11>975-M-3-M-3 0.5 0.3 0.6 26.4 PCT-4SA11>975-M-2-M-1 0.9 0.4 0.7 25 Testigo Línea 30 (CIRAD/CIAT 409) 0.4 1 0.8 25.5 Oryzica Sabana 6 0.6 0.7 0.4 25.2 Oryzica Sabana 10 0.8 0.5 0.8 24 PCT-4SA11: Nomenclatura para poblacion PCT-4, un ciclo de RS para suelos acidcos Châtel et al., 2008. Pesquisa Agropecuária Tropical, v. 38, n. 1, p. 1-5
    • Mejoramiento genético para tolerancia a sequia Control de la variabilidad ambiental – monitoreo de humedad de suelo Evaluación de plantas S0Imagen de temperatura foliar para selección Recombinación de las mejoresde líneas con eficiencia de transpiración bajo Ciclo de selección para tolerancia a sequía estrés se sequia PCT-4/TEA/0/0
    • Mejoramiento genético del arroz de riegoDesde los años 2000 desarrollo de germoplasma para las condiciones deriego Las principales carácterísticas: - Calidad de grano: centro blanco longitud de grano temperatura de gelatinización contenido de hierro y zinc Las principales poblaciones: - PCT-6 y PCT-8 - PCTBF-1, -3, -6, -8
    • Mejoramiento genético para contenido de hierro Distribución del contenido de hierro en el grano pulido (mg/kg) de las familias evaluadas en la población PCTBF-1 y PCTBF-3, en dos ciclos consecutivos PCTBF-1 PCTBF-3 30 40 N 139 35 N 89 25 Ciclo 1 Mean 3.62 Ciclo 1 Mean 3.46 30 Std Deviation 0.44 Std Deviation 0.48 20 Normal 25 Normal 15 20 Fedearroz 50 15 Fedearroz 50 10 10 5 Percent Percent 5 0 0 30 40 N 182 N 144 25 Mean 6.36 35 Mean 6.65 Ciclo 2 Ciclo 2 Std Deviation 0.57 Std Deviation 0.61 30 Normal Normal 20 25 15 20 10 15 10 5 5 0 0 2.55 3.15 3.75 4.35 4.95 5.55 6.15 6.75 7.35 7.95 8.55 2.2 2.6 3 3.4 3.8 4.2 4.6 5 5.4 5.8 6.2 6.6 7 7.4 7.8 8.2 8.6 9.0 Fe (mg/kg) Fe (mg/kg)
    • Mejoramiento genético para contenido de hierro Reacción a estrés Calidad Grano Fe Zn Pedigrí Vg Bl1 Bl2 Bl3 Fl Ls BS NBl Gd Tag Clk Len Amy (mg/Kg) PCTBF-8>58-3-1-4-1-3-1-1-1 3 3 2 1 83 3 3 3 1 3 0.2 L 25.2 7.03 13.90 PCTBF-8>59-4-3-1-3-1-1-1-2 3 3 2 2 85 3 3 3 1 3 0.2 L 29.3 6.85 16.78 PCTBF-6>39-4-3-1-3-1-1-2-2 3 3 2 2 85 3 3 3 1 3 0.2 L 28.0 6.43 16.02 PCTBF-6>81-3-1-5-1-4-1-1-2 3 3 2 2 87 3 3 3 1 3 0.2 L 28.0 5.96 15.51 PCTBF-3>53-3-1-1-1-2 3 5 5 4 87 3 3 3 1 1 0.4 L 25.8 5.41 16.83 PCTBF-3>53-3-1-1-1-1 3 5 5 4 87 3 3 3 1 1 0.2 L 24.3 4.98 18.69 PCTBF-1>4-4-1-2-2 3 3 2 1 90 1 5 3 3 3 0.4 L 24.0 4.31 13.34 Azucena 3 5 5 5 130 - 3 5 5 - - - - 4.60 20.60 Fedearroz 50 3 5 5 3 91 1 5 5 1 5 0.4 L 29.0 5.30 14.90 IR64 3 3 3 2 92 1 7 3 3 - 0.3 L 32.6 5.20 12.50 Vg = Vigor vegetativo, Bl = Piricularia en hoja, Fl = Días al 50% de floración, Ls = Escaldado de la hoja, BS = Helmintosporiosis, NBl = Piricularia en cuello, Gd = Manchado de grano, Tag = Sogata, Clk = Centro Blanco, Len = Longitud de grano, Amy = Amilosa, Fe (mg/kg) = Contenido de hierro en el grano, Zn (mg/kg) = Contenido de zinc en el grano
    • Mejoramiento genético del arroz de riegoDesarrollo de germoplasma para las condiciones de riego Las principales carácterísticas: - Potencial de rendimiento Las principales poblaciones: - PCT-8 recombinada con 15 materiales elites de FLAR y Fedearroz
    • Mejoramiento genético del potencial de rendimiento Constitucion de la población Padres PCT-8 Nombre Pedigrí Fuente Araure 3 esterilidad CNA IRAT 4/2/1 Centauro Oryzica 3 Colombia 21 BG 989 Fedearroz 733 Perla Fedearroz 174 FL03174-8P-7-2P-2P-M EL Paso 144 Fedearroz 60 FL03188-7P-5-3P-1P-M B4353C-KN-7-0-0-2 RD2007/12 FL02764-3P-3-4P-2P-M-1P-F12 Oryzica Llanos 4 Linea elite FL03323-5P-11-1P-2P-M PCT-8 (msms) para cruces simples y VF2005/9 FL04577-3P-11-4P-2P-M retrocruces con padres elites VF2006/14 FL05372-7P-4-4P-2P-M VF2007/215 FL06613-20P-2AI-2P-2P-M VF2008/42 FL07175-1P-1-3P-3P-M
    • Mejoramiento genético del potencial de rendimiento Porcentajes de participación de los parentales en la población Nombre Pedigree Participación PCT-8 CT 13426, CT 13427, CT 13428, CT 13429, CT 13430, CT 13431 0,250 Araure 3 0,028 Centauro 0,046 Colombia 21 0,065 Fedearroz 733 0,046 Fedearroz 174 FL03174-8P-7-2P-2P-M 0,046 Fedearroz 60 FL03188-7P-5-3P-1P-M 0,074 RD2007/12 FL02764-3P-3-4P-2P-M-1P-F12 0,037 Linea elite FL03323-5P-11-1P-2P-M 0,093 VF2005/9 FL04577-3P-11-4P-2P-M 0,056 VF2006/14 FL05372-7P-4-4P-2P-M 0,093 VF2007/215 FL06613-20P-2AI-2P-2P-M 0,093 VF2008/42 FL07175-1P-1-3P-3P-M 0,074
    • Uso de marcadores para la SR Marcadores neutrales • Cuantificación y manejo de la diversidad neutra in poblaciones de SR • Estudio del DL en una población y definición de densidad de marcadores para estudio de genética de asociación y selección genómica • Identificación de los “hot spot” de recombinación Marcadores funcionales • Describir y usar la diversidad funcional en la poblaciones de SR  Buscar alelos específicos dentro de poblaciones Enriquecer una población para características de interés (SRAM) Extraer líneas con características de interés • Selección plantas estériles para recombinación • Selección contra esterilidad macho en las líneas en desarrollo
    • Uso de marcadores para la SR – Diversidad Genetica Percentages of Molecular Variance Entre poblacionesRiqueza alélica y variabilidad genética (16 loci SSR) Among Pops 3% 3% Pop N Na I Porcentaje de PCT-4003 2-6 Media 3.188 0.717 variancia molecular SE 0.379 0.107 PCT-4SA81 2-8 Media 3.250 0.719 Dentro Pops Within de 97% poblaciones SE 0.496 0.101 97% PCT-4SA21-Bo41 2-9 Media 3.688 0.804 0.6 SE 0.568 0.115 PCT-11002-Bo41 2-9 Media 3.500 0.706 SE 0.532 0.111 0.4 N = numero de alelos total por locus Na = promedio de numero de alelos 0.2 I = índice de diversidad genética pop4 I pi ln pi pop4SA 0.0 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 pop4SABo pop11SABo -0.2 -0.4 -0.6
    • Herramientas para la SR – Selección Genómica 0.6 Población de 0.4 Formación 2 0.2 0.0 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 -0.2 -0.4 ~ 400 S4 líneas de 4 poblaciones de SR -0.6 Población de Recombinacion de 30 Formación 1 lineas Población 200 accessions de de un Panel de Associacion Selección Tropical Japonica “An alternative to tracing a limited number of QTL with markers is to trace all the QTL.” Hayes, 2011
    • Herramientas para la SR – Selección Genómica Colombia CIAT Philippines IRRI Heat Población de Formación 1 Rough Montpellier Hot Root vigour & architecture phenotyping Base Temperature 200 accesiones Tropical Japonica Población de Genotipos Fenotipos Selección (1M SNPs) Drought Modelo de Formación 1 200 S0 plantas fértiles Selección Genómica Genotipos sobre el genoma entero basada en los Valores Genómico Estimados (VGEs) en los genotipos de la Población de Selección
    • Herramientas para la SR – Selección Genómica 0.6 0.4 0.2 Población de 0.0 Formación 2 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 -0.2 400 S1familias de 4 -0.4 poblaciones de SR -0.6 Población ~400 S4 lineas de Genotipos Fenotipos Selección (k SNPs) Modelo de Formación 2 200 S0 plantas fértiles Selección Genómica Genotipos sobre el genoma entero basada en los Valores Genómico Estimados (VGEs) en los genotipos de la Población de Selección
    • Aplicación y validación de los modelos de SG Panel de Asociación Japonica Tropical Modelo de Formación 1 (200 accesiones), DL bajo Potencial de Rendimiento Tolerancia a Sequia Genotipo Población de Formación Población sintética Modelo de Formación 2 (~400 S4), DL Medio Población de Selección Potencial de Rendimiento (200 S0), DL Medio Tolerancia a Sequia Validación de Modelo* Genotipo VGEs Selección Genómica* Validación de modelo a través de la correlación entre VGEs y los Valores Reales (VR)
    • Gracias a…Los pioneros y sus seguidores;Elcio Guimarães, James Taillebois, Marc Châtel, ymucho mas en LACLos que apoyarons para las evaluaciones y lasactividades de manejo de poblaciones; FranciscoRodriguez, Daniz Guzman, Rodrigo Salazar, SorySanchez, Victor Hugo Lozano, Alain Audebert, …Los que estan en el laboratorio paragenotipificacion; Constanza Quintero, MabelVelasquez, Yaneth Gutierrez, Yamid SanabriaLos que piensan genoma entero; Nour Ahmadi,Brigitte Courtois, Vi-Cao TuongLos co-autores, y los que quieren devenirco-autores