Incremento del RendimientoI        t d l R di i t  Potencial con Variedades      Convencionales   XI Conferencia de Arroz ...
Que es el Rendimiento Potencial“El rendimiento potencial es el rendimiento en un ambiente fisico óptimo (radiación        ...
America Latina tiene una gran diversidad deambientes dedicados a la produccion de Arroz
Efecto de manejo del cultivo, manejo de nutrientes y mejoramiento                   genético en el rendimiento potencial d...
Como se determina el rendimiento en el                             Arroz                                                  ...
Las variedades de tipo semi-enano                             semi-Una combinacion de tallos cortos y fuertes, baja estatu...
Las variedades de tipo semi-enano                       semi-               La respuesta a la aplicación del Nitrogeno de ...
Las variedades de tipo semi-enano                           semi-             Maxim o rendim iento de IR 8 y IR72 en la es...
El nuevo tipo de planta del IRRI           ue o t po    p a ta deEl ideotipo del NTP estuvo basado en reducir el número de...
El nuevo tipo de planta del IRRI                ue o t po    p a ta de                                          Estacion s...
Ideotipo japones para alto rendimiento                  YR929                                        MILYANG 42           ...
Ideotipo japonés para alto                        rendimientoGenotipo         Ton ha-1   Paniculas      Granos m-2       G...
Ideotipo FLAR para alto rendimiento         p       pLa estrategia del FLAR y el CIAT paraalto rendimiento se enfoca enacu...
Ideotipo FLAR para alto rendimientoRendimiento y componentes de rendimiento en líneas de Paniculas Largas. Palmira 2007B  ...
Ideotipo FLAR para alto rendimientoRendimiento y componentes de rendimiento en líneas de Paniculas Largas. Palmira 2009B  ...
Ideotipo FLAR para alto rendimiento      p       p                                     Relación entre el número de granos ...
Como mejorar el rendimiento en el Arroz                                                        Máx, Macollamiento         ...
El rol de los carbohidratos no estructurales   gr m-2 dia -1         Supresión    de           la                      Tam...
El rol de los carbohidratos no estructurales                          Relacion entre la produccion de biomasa dos semanas ...
El llenado deficiente de las flores secundariasLas florecillas que entran en antesis tardiamente localizados en la base o ...
Mecanismos responsables por la variaciones               p          p         en el llenado del grano   Baja actividad de ...
Genes identificados asociados al rendimiento y sus componentes ( Xing y Zhang, 2010).    Carácter   QTL      Cromosoma   E...
Finalmente,    Finalmente, el mejoramiento pararendimiento potencial debe enfocarse en: Entender el rendimiento en diferen...
GRACIAS POR SU  ATENCION
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Incremento rendimiento potencial_variedades_convencionales

  1. 1. Incremento del RendimientoI t d l R di i t Potencial con Variedades Convencionales XI Conferencia de Arroz para América Latina y el Caribe Cali, 21 al 24 de Septiembre de 2010. Edgar Torres Fitomejorador de Arroz j
  2. 2. Que es el Rendimiento Potencial“El rendimiento potencial es el rendimiento en un ambiente fisico óptimo (radiación p p solar, temperatura, nutrición mineral) y con completa protección de malezas y temperatura, plagas” plagas” Evans y Fisher, 1999,
  3. 3. America Latina tiene una gran diversidad deambientes dedicados a la produccion de Arroz
  4. 4. Efecto de manejo del cultivo, manejo de nutrientes y mejoramiento genético en el rendimiento potencial del Arroz Rendimiento potencial de 13 una determinada variedad en un clima dado 20% NUEVO TECHO 12 11 Rendimiento 20% 10 Clima o economico desbalance de 9 nutrientes 10% 8 ManejoTn ha h agronomico 20% 7 deficiente 6 5 4 3 2 1 0 Yactual Yposible Yobjetivo Ypotencial Ynuevo Adaptado de Fairhust et al 2007
  5. 5. Como se determina el rendimiento en el Arroz Máx, Macollamiento ogica ento ano rdio Llenado del gra Madurez fisiolo Inic Macollamie nicio del primor erminacion Floración Cosecha cio M C F L In MGe VEGETATIVO REPRODUCTIVO MADURACION Plantas m2 Paniculas m2 Granos/panícula % Fertilidad Número de granos llenos m2 Peso de los granos g RENDIMIENTO EN GRANO
  6. 6. Las variedades de tipo semi-enano semi-Una combinacion de tallos cortos y fuertes, baja estatura, hojas erectas, resistente al acame, con alta respuesta al nitrógeno e insensible al fotoperiodo
  7. 7. Las variedades de tipo semi-enano semi- La respuesta a la aplicación del Nitrogeno de dos variedades sem i-enanas IR8 y TN1 y Peta una i enanas variedad alta durante la estación seca de 1966. (Adaptado de Hargrove y Coffm an 2006) 12 10 8 IR 8 Tons/ha 6 PETA TN1 4 2 0 0 30 60 90 120 Nitrogeno Aplicado Kg/ha
  8. 8. Las variedades de tipo semi-enano semi- Maxim o rendim iento de IR 8 y IR72 en la estación seca de 1998 en IRRI com parado con el 1966 Peng et al 1999 m axim o rendim iento de IR 8 en 1966. P i di i t d t l 10 -2 tn/ha 9 8 7 6 Tn/ha 5 4 3 2 1 0 IR 8 1966 IR 8 1998 IR 72 1998 Variedad-Año El maximo rendimiento de IR8 ha disminuido en 2 tn/ha en 30 años; el mejoramiento“empirico” en el germoplasma indica ha resultado en el mantenimiento del potencial de rendimiento en cerca de 10 tn/ha, Peng et al 1999,
  9. 9. El nuevo tipo de planta del IRRI ue o t po p a ta deEl ideotipo del NTP estuvo basado en reducir el número de tallos no productivos e incrementar el tamaño de la panícula, además de tallos fuertes, resistencia aenfermedades y sistema radicular vigoroso. No hubo mayor ventaja en rendimiento debido a la baja producción de biomasa y pobre llenado del grano
  10. 10. El nuevo tipo de planta del IRRI ue o t po p a ta de Estacion seca 2003 Genotipo Tn ha-1 1 Biomasa IC Pan m2 Gr pan-1 1 Fert P1000 Promedio 9,03 1726 47,8 439 92,4 84,8 24,2Indicas Rango 8,54-9,51 1515-1858 41,8-50,8 379-483 82,2-106 76-89,4 22,2-28,4 Promedio 8,6 86 1673 45,4 45 4 396 106,1 106 1 75,0 75 0 24,3 24 3NTP -II Rango 6,27-10,2 1480-1877 32,5-54,1 343-493 97,7-113,4 56,9-84,8 19,8-27,8 Estacion seca 2004 Genotipo p Tn ha-1 Biomasa IC Pan m2 Gr pan-1 p Fert P1000 Promedio 8,19 1754 42,8 438 101,3 79,5 21,6Indicas Rango 7,25-9,32 1612-1907 41,4-44,7 376-481 81,8-118,6 78,8-82,1 19,4-24,2 Promedio 8,17 1708 42,6 383 112,3 72,9 23,9NTP -II Rango 7,39-8,76 1493-1850 39,7-47,5 339-512 98,3-135,6 61,8-81,9 18,6-25,7 La segunda generación de NTP, con introgression de genes indica, no mostró indica, superioridad en rendimiento debido a: similar producción de biomasa, índice de cosecha biomasa, y tamaño de la panícula; y menor llenado del grano. Peng et al 2005 panícula; grano.
  11. 11. Ideotipo japones para alto rendimiento YR929 MILYANG 42 YR901 TAKANARI IR1317 MILYANG 25 IR24 Varios cultivares de alto rendimiento han sido desarrollados recientemente en japón inspirados en el modelo “Tongil” de Korea. Variedades de cruzamientos indica porjaponica de tipo panículas largas. Yonezawa, 2007; Goto et al 2009; Fisher y Edmeades 2010;
  12. 12. Ideotipo japonés para alto rendimientoGenotipo Ton ha-1 Paniculas Granos m-2 Granos % P1000 (gr) m-2 x103 pan-1 Llenado2003Liangyoupeijiu 9,9 223 37,9 170 77 25,9Takanari 9,6 239 41,0 172 70 23,6Nipponbare 7,6 326 30,0 92 81 22,82003 Alto-N gy p jLiangyoupeijiu 9,7 , 243 38,7 , 160 73 25,5 ,Takanari 9,8 256 41,3 161 69 23,32004LiangyoupeijiuLi iji 11,8 11 8 217 50,1 50 1 231 77 24,0 24 0Takanari 11,4 274 49,1 179 81 22,9Nipponbare 7,7 304 29,7 98 89 23,4 Takanari, una variedad de paniculas largas, mostró una capacidad de rendimiento similar al super hibrido chino en las condiciones de Kyto debido a la mayo eficiencia en el uso de la radiación y a la capacidad de translocar carbohidratos al grano. Katsura et al 2007 grano.
  13. 13. Ideotipo FLAR para alto rendimiento p pLa estrategia del FLAR y el CIAT paraalto rendimiento se enfoca enacumular caracteres que confierenalto rendimiento en ambientefavorecidos t l como:f id tales Altura i t Alt intermedia di Macollamiento intermedio Hojas erectas, verdes oscuro y consenescencia lenta Tallos fuertes Paniculas largas Alta fertilidad Granos más pesados
  14. 14. Ideotipo FLAR para alto rendimientoRendimiento y componentes de rendimiento en líneas de Paniculas Largas. Palmira 2007B Granos G Granos G Granos G % Peso 1000 P Biomasa Bi Genotipo Ton ha-1 Pan m-2 totales m-2 llenos pan-1 totales Llenado granos (gr) gr m-2 x103 pan-1 3371 9,16 445,0 55,32 80,8 124,9 64,9 24,2 1844 3399 8,96 438,3 49,38 93,6 116,0 80,8 23,4 1832 3834 8,91 508,3 57,00 86,1 111,9 76,7 24,6 2074 3614 8,56 591,7 50,44 47,4 85,2 55,8 25,8 1665 Oryzica 1 8,40 474,2 46,27 75,5 99,4 76,0 25,6 1906 FL01028 8,31 461,7 51,74 80,3 113,1 71,0 24,0 1851 Fedearroz 60 7,95 531,7 47,30 58,9 88,5 66,4 26,7 2041 Fedearroz 50 5,75 523,3 46,3 50,2 88,3 55,4 22,8 1788 El primer grupo de materiales de paniculas largas desarrollados por FLAR mostró una ventaja en rendimiento sobre los testigos, dependiente de la localidad; la mayor dificultad es llenar todos los testigos, localidad; granos formadosCIAT, Annual Report 2009. formadosCIAT,
  15. 15. Ideotipo FLAR para alto rendimientoRendimiento y componentes de rendimiento en líneas de Paniculas Largas. Palmira 2009B Granos Granos Granos % Peso 1000 BiomasaGenotipo Ton ha-1 Pan m-2 totales m-2 llenos pan-1 totales Llenado granos (gr) gr m-2 x103 pan-1 2027 9,70 498,0 58,65 96,7 117,8 82,1 23,8 2339 IR 64 9,12 802,0 49,58 51,5 61,8 83,3 24,3 2022 2074 8,83 521,3 48,99 72,9 93,9 77,6 24,5 1985 2122 8,57 453.5 48,80 81,2 108,2 74,7 25,6 1982 1856 8,50 749,0 49,65 48,8 66,3 76,7 26,0 2131 1817 8,39 660,5 53,59 52,7 81,7 64,6 25,5 1885Fedearroz 60 8,07 527,5 51,04 70,5 97,5 72,4 26,3 2126 FL01028 7,72 526,0 59,68 77,9 114,5 68,1 23,4 2047 1860 7,91 418,5 51,20 89,1 122,9 72,4 27,3 2040 2047 7,77 376,0 45,33 84,8 122,7 69,9 28,2 1936 Una evaluación de LRE para componentes de rendimiento mostró que la combinación de paniculas largas con alta fertilidad y buen macollamiento es posible y conduce a mayor rendimiento CIAT (no publicado) publicado)
  16. 16. Ideotipo FLAR para alto rendimiento p p Relación entre el número de granos de llenos por metro cuadrado y el rendimiento. Palmira 2007A 14000.00 13000.00 12000.00 Kg/ha 11000.00 y = 0.2215x + 3099.5 10000.00 2 R = 0.7135 9000.00 8000.00 25000.00 27000.00 29000.00 31000.00 33000.00 35000.00 37000.00 39000.00 41000.00 43000.00 45000.00 2 # Granos llenos m Relación t R l ió entre el número de granos llenos por metro cuadrado y el rendimiento. l ú d ll t d d l di i t Palmira 2009A 12500.00 12000.00 11500.00 11000.00 11000 00 10500.00 Kg/ha 10000.00 9500.00 y = 0.1781x + 3298 2 9000.00 R = 0.7586 8500.00 8000.00 30000.00 32000.00 34000.00 36000.00 38000.00 40000.00 42000.00 44000.00 46000.00 48000.00 50000.00 2 # Granos Llenos mEl componente con mayor asociación al rendimiento es el número de granos llenos por unidad de área
  17. 17. Como mejorar el rendimiento en el Arroz Máx, Macollamiento ogica ento ano rdio Llenado del gra Madurez fisiolo Inic Macollamie nicio del primorgerminacion Floración Cosecha cio M C F L In M VEGETATIVO REPRODUCTIVO MADURACION Adecuado # Paniculas m2 Alto Granos/panícula Alta Fertilidad Número de granos llenos m2 Peso de los granos g RENDIMIENTO EN GRANO
  18. 18. El rol de los carbohidratos no estructurales gr m-2 dia -1 Supresión de la Tamaño del 14 a 0 DAF degeneración de los vertedero granos R Desarrollo de la Tamaño del Peso de un cascara grano grano individual ECarbohidratos N T Desarrollo del grano Actividad del Llenado del de polén vertedero grano O Carbohidratos de Número de celulas reserva del endospermo La acumulación de carbohidratos no estructurales es fundamental para el llenado de un mayor número de granos por panícula; especialmente en los materiales de panicula larga. Nagata et al 2002; Horie et al 2004; Takai et al 2006. panícula; larga.
  19. 19. El rol de los carbohidratos no estructurales Relacion entre la produccion de biomasa dos semanas antes de floración y el rendimiento en dos años. Adaptado de Takai et al 2006 12 11 10 9tn ha -1 8 7 y = 0.3252x + 0.6646 2 R = 0.6792 6 5 12 17 22 27 32 37 gr m -2 dia -1 Él alto rendimiento observado en T k lt di i t b d Takanari en d años, f é asociado a l mayor producción d bi i dos ñ fué i d la d ió de biomasa durante los estadios tardios del periodo reproductivo lo cual permitió una mayor acumulación de NSC y mejor llenado del grano. Takai et al 2006. grano.
  20. 20. El llenado deficiente de las flores secundariasLas florecillas que entran en antesis tardiamente localizados en la base o las ramificaciones de la panicula son esteriles, de pobre llenado y este problema no es debido a la falta de fotoasimilados; sino a la baja actividad de enzimas relacionadas con la conversion de sucrosa a almidón. Yang and Zang, 2010; Kato, 2010.
  21. 21. Mecanismos responsables por la variaciones p p en el llenado del grano Baja actividad de las enzimas involucradas en pasos claves en el metabolismo de loscarbohidratos en el endosperma en desarrollo en las espiguillas secundarias (Yang y Zang,2010). Actividad diferencial de genes relacionados con la descarga de carbohidratos durante elllenado del grano entre los granos superiores e inferiores (Yang y Zang, 2010). Diferencias en la tasa de crecimiento de las células individuales del endospermo, quepuede ser atribuida a ciertas enzimas (Kato, 2010) Baja actividad de las citocininas en las florecillas secundarias (de floración tardia) durantellos estadios t t di tempranos d l ll d d l grano (Y del llenado del (Yang, et al; 2007) t l
  22. 22. Genes identificados asociados al rendimiento y sus componentes ( Xing y Zhang, 2010). Carácter QTL Cromosoma Efecto Efecto Var % Aditivo Dominancia LG (mm) GS3 3 1,47 1,06 95,6 GW (g) gw3.1 3 41,4 GW (g) gw8.1 8 0,96 39,0 GW (g) gw9.1 9 0,98 42,5 GPP Gn1a 1 44,0 GPP gpa7 7 31,2 15,2 54,0 SPP SPP1 1 22,05 0,55 63,4 SPP qSPP1 1 16,7 4,8 68,1 SPP qSPP2 SPP2 2 12,3 12 3 3,7 37 73,0 73 0 SPP qSPP3 3 21,8 8,0 68,8 SPP qSPP7 7 59,8 28,3 74,2 SPP QSpp8 8 28,3 22,6 83,3 GY qGY2-1 2 25,9
  23. 23. Finalmente, Finalmente, el mejoramiento pararendimiento potencial debe enfocarse en: Entender el rendimiento en diferentes ambientes utilizando genotipos comunes. Identificar caracteres claves para alto rendimiento en ambientes homogeneos. Identificar genes/marcadores asociados con esos caracteres. Para cada ambiente diseñar genotipos especificos y acumular estos genes en genotipos elites, manteniendo los avances anteriores en adaptación y tipo de planta.
  24. 24. GRACIAS POR SU ATENCION

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