el mejoramiento genetico en soja … · escala país cuando se comparan las regiones norte,...
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RODOLFO L. ROSSI
EL MEJORAMIENTO GENETICO EN SOJA SUSTENTANDO LA COMPETITIVIDAD EN UN MUNDO DE ALTA DEMANDA
El AUMENTO DEL PODER ADQUISITIVO
ACTUA SOBRE LA DEMANDA DE SOJA Incremento de la demanda de alimentos y alimentos más densos.
•Cambios hacia el masivo autotransporte.
•Urbanización : Uso de la energía/ menos tierra/Alimentos procesados
•Como puede la agricultura efectivamente abastecer la demanda de alimentos?
•Hay que reducir la presión sobre los recursos naturales.
Como ?????:
“Factor de productividad”
•Suelo
•Energia
“Más con menos”
R&D
PRODUCCION Y DEMANDA MUNDIAL DE SOJA AL 12/13*
EFECTOS DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL Y DEL
PODER ADQUISITIVO SOBRE LA DEMANDA GLOBAL
DE SOJA
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13
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0,50
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3,50
Área Cosechada (1000 Ha) Producción (1000 Tn) Rendimiento
SOJA SOJA RR
inicios
PROGRAMAS
M
T
M
R
I
N
D
E
K
G
H
A
EVOLUCION DEL AREA COSECHADA,PRODUCCION Y RENDIMIENTO
Argentina: Evolución del rinde promedio nacional de la soja
(en kilogramos por hectárea)
y = 30,998x + 1853
0
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EE.UU.: Evolución del rinde promedio nacional de la soja
(en kilogramos por hectárea)
y = 33,543x + 1958,6
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Brasil: Evolución del rinde promedio nacional de la soja
y = 45,585x + 1497,7
R2 = 0,7734
0
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kg/ha
EVOLUCION DEL RENDIMIENTO PARA ARGENTINA, BRASIL Y
USA Y VALORES PROMEDIO DE PROTEINA (MS%)
(1981-2007) ARGENTINA
BRASIL
USA
BRASIL PARAGUAY BOLIVIA ARGENTINA USA
40.8 39.3 40.5 38.5 38.7
• PROTEINA Y ACEITE NEGATIVAMENTE CORRELACIONADOS
• ACEITE Y RENDIMIENTO POSITIVAMENTE CORRELACIONADOS
• CORRELACION DEBIL ENTRE RENDIMIENTO Y PROTEINA
• HAY QUE DIFERENCIAR CORRELACIONES GENOTIPICAS CON LAS INTERACCIONES CON EL AMBIENTE
• RESPUESTA A NIVELES DE NITROGENO Y FIJACION SIMBIOTICA
• CON EL ADELANTO DE LA FECHA DE SIEMBRA MENOR PROTEINA Y MAYOR ACEITE
• CORRELACION NEGATIVA ENTRE PROTEINA ALTAS TEMPERATURAS Y STRESS HIDRICO
• EL NIVEL DE PROTEINA DE LAS VARIEDADES NO SON ESTABLES PER SE ENTRE LOCALIDADES PERO SI RELATIVAMENTE ENTRE ELLAS.
LA PROTEINA EN LA SOJA
CONCEPTOS
• PROTEINA Y ACEITE NEGATIVAMENTE CORRELACIONADOS
• ACEITE Y RENDIMIENTO POSITIVAMENTE CORRELACIONADOS
• CORRELACION DEBIL ENTRE RENDIMIENTO Y PROTEINA
• HAY QUE DIFERENCIAR CORRELACIONES GENOTIPICAS CON LAS INTERACCIONES CON EL AMBIENTE
• RESPUESTA A NIVELES DE NITROGENO Y FIJACION SIMBIOTICA
• CON EL ADELANTO DE LA FECHA DE SIEMBRA MENOR PROTEINA Y MAYOR ACEITE
• CORRELACION NEGATIVA ENTRE PROTEINA ALTAS TEMPERATURAS Y STRESS HIDRICO
• EL NIVEL DE PROTEINA DE LAS VARIEDADES NO SON ESTABLES PER SE ENTRE LOCALIDADES PERO SI RELATIVAMENTE ENTRE ELLAS.
LA PROTEINA EN LA SOJA
CONCEPTOS
Entre los factores ambientales se destacan
• La temperatura, que durante el llenado del poroto tiene mayor efecto sobre el
porcentaje de aceite sintetizado que sobre el de proteína (Cuniberti y
Herrero, 2006). Esto indica que a mayor temperatura es esperable aumentos
en el porcentaje de aceite durante el llenado de grano, con óptimos térmicos
equivalentes a los 25-28ºC, así como también, mermas del porcentaje de
proteína alrededor de los 20 ºC, con aumentos de este componente a
medida que nos alejamos de ese valor durante el llenado de granos
(Dardanelli et al., 2006).
• El estrés hídrico produce disminuciones importantes sobre los rendimientos y
consecuentemente aumentos leves de proteína en relación a cultivos que no
han experimentado este tipo de estrés
Según Pipolo (2002), la disponibilidad hídrica explica mejor que la temperatura las variaciones en
el tenor proteico de la semilla de soja.
La latitud, reconociéndose que a menor latitud tanto el nivel de aceite como el de proteína tienden
a ser superiores respecto a los observados en mayores latitudes.
La luminosidad, siendo mayor el contenido de aceite a mayor luminosidad durante el llenado de
granos.
La disponibilidad de Nitrógeno en el suelo, relacionando positivamente el contenido de proteína a mayor contenido de Nitrógeno.
Zonas más cálidas del norte de Argentina tienen mayor concentración de proteína. Este patrón se da tanto a escala país cuando se comparan las regiones norte, pampeana norte, y pampeana sur (Cuniberti et al., 2011, Cordone G.))
Entre los factores ambientales se destacan
Entre los factores de manejo se destacan
En relación a los factores de manejo, influyen principalmente la fecha de siembra y la elección del grupo de madurez.
A medida que se atrasa la fecha de siembra (de Noviembre a Enero), se han encontrado relaciones positivas con el porcentaje de proteína y relaciones negativas con el de aceite (Cuniberti et al., 2004)
En cuanto a los grupos de madurez, existe una tendencia a mayor contenido de proteína y menor aceite en los grupos de madurez más largos.
La variación genética representó en promedio sólo el
13 % de la variación total en
proteína y el 11 % en aceite. (Cunibert M,)
1970-01
1980-81
1990-91
2007-10
LANZAMIENTO PERMANENTE DE VARIEDADES QUE
PERMITIERON LA EXPANSION Y CONSOLIDACION DE LOS
RENDIMIENTOS DEL CULTIVO
El incremento de los rendimientos se ha logrado por ganancia genética (Gg), ganancia por manejo (prácticas agronómicas, Gm) y por la interacción entre ambas (Ig*m).
AMBIENTE :
factores C y NC
MANEJO GENETICA
HOMBRE
RESULTADO CAMPAÑA
MARGEN BRUTO
VIABILIDAD
ES UN PROCESO SENCILLO
LA ELECCIÓN DE UNA VARIEDAD ???
FECHAS DE
SIEMBRA
DIST. ENTRE
HILERAS
DENS DE PLANTAS
FERTILIZACIÓN
INOCULACIÓN
TECNOL DE
SIEMBRA
ETC
VARIEDADES
GRUPOS DE MADUREZ
HABITOS DE CRECIM
POTENCIAL DE REND
ESTABILIDAD DE REND
SANIDAD
ETC
EL NIVEL DE PROTEINA DE LAS VARIEDADES NO SON ESTABLES PER SE ENTRE LOCALIDADES PERO SI RELATIVAMENTE ENTRE ELLAS.
ENCUESTA AL PRODUCTOR
PORQUE ELIGE UNA
DETERMINADA VARIEDAD
1-RENDIMIENTO
2-ESTABILIDAD
3-CONOCIMIENTO
4-RESISTENCIA A ENFERMEDADES
INCREMENTO DE LOS RENDIMIENTOS EN SOJA EN
ARGENTINA
• En la Argentina la Ganancia Genética (Santos D., et al 2006) entre los años 1982 y 2000 fue de 14.3 ± 4 kg. /año. Comparada con la tasa general del cultivo de 24 kg. Año, corresponde a una contribución del 62%. Esta marca es superior a la establecida para los EEUU. La tasa es mayor para los grupos IV, V y VIII, y menor para el resto.
• Los rendimientos de la soja en la Argentina no esta limitado por el nivel de rendimiento de sus variedades sino por factores asociados al ambiente y al manejo agronómico del cultivo.
PROMEDIO DE RENDIMIENTO, MEJORA GENETICA
DETERMINADOS EN LA ARGENTINA
1989/83 1,0%
1996/90 MG4 0,7%
MG5 1,3%
MG6 1,6%
MG7 1,0%
2002/97 MG4 1,8%
MG5 1.2%
MG6 1.2%
MG7-8 2.0%
GG_DM: 1.63%/añoGG_DM 14 años: 22.84% R2 = 0.8968
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
RE
ND
IMIE
NT
O (%
CO
N R
ES
PE
CT
O A
DM
4800)
AÑOS
DM4800
DM50048
DM4600
DM4970
DM4870
DM4670
DM4700
DM4612
DM4712
GERMOPLASMA CON UNA GANANCIA GENETICA ANUAL DEL 1.63%
NUEVAS VARIEDADES RINDEN MAS
20
25
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1920 1940 1960 1980 2000
Yie
ld B
u/A
Year of release
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1920 1940 1960 1980 2000
Yie
ld B
u/A
Year of release
MGII
MGIII
MGIV
GANANCIA GENETICA NO AJUSTADA
MGII change 0.34 bu/acre/year MGIII change 0.34 bu/acre/year MGIV change 0.30 bu/acre/year
GG AJUSTADA POR MADUREZ MGII change 0.30 bu/acre/year MGIII change 0.28 bu/acre/year MGIV change 0.26 bu/acre/year
NUEVAS VARIEDADES EN USA TENDENCIA DE LA CALIDAD 1920-2010
PROTEINA EN GRANO DECRECE Y EL ACEITE AUMENTA
32
33
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1920 1970
% P
rote
in
Year of Release 14
15
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17
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1920 1970
% O
il
Year of Release
Proteina MGII change -0.023%/year MGIII change -0.027%/year MGIV change -0.015%/year
Aceite MGII change 0.014%/year MGIII change 0.014%/year MGIV change 0.006%/year
LA CANTIDAD DE PROTEINA Y ACEITE CRECE POR UNIDAD DE SUPERFICIE
400500600700800900
10001100120013001400
1920 1940 1960 1980 2000
Pro
tein
lbs/
A
Year of Release
Proteina MGII change 6.49 lbs/A/year MGIII change 6.35 lbs/A/year MGIV change 5.94 lbs/A/year
200
300
400
500
600
700
800
1920 1940 1960 1980 2000
Oil
lbs/
A
Year of Release
Aceite MGII change 4.20 lbs/A/year MGIII change 4.23 lbs/A/year MGIV change 3.48 lbs/A/year
PROTEINA Y ACEITE EN BRASIL 1971-1996
SITUACION EN BRASIL
• “”Conversei com vários colegas da Equipe de Melhoramento, como o Pipolo e a Marcedes Panizzi, e ambos disseram que infelizmente não temos estes resultados no Brasil. Devido a grande diversidade ambiental nas áreas plantadas, sabemos que a variabilidade no conteudo de proteina é enorme, mas nenhum estudo fazendo esta avaliação em larga escala foi feito. O unico trabalho com foco em nossos materiais foi o que vc já feito, conduzido pelo Pipolo ha algum tempo atrás””” EMBRAPA MAYO 2014
II
IIIc
IIIL
IVc
IVm IVL
0
10
20
30
40
50
60
70
1980 1988 1993 1998 2003 2008
%
III
IV
V
VI
VII
VIII
MAYOR PRECOCIDAD GM 1980-2010
ARGENTINA
GENES GENOTIPO
dt1dt1 determinada
Dt1Dt1 indeterminada
DT1dt1 semideterminada
Dt2 Dt1 semideterminada
dt1 ep Dt2-dt2 dt1dt1 INDISTINGIBLES
Dt1Dt1 Dt2 parece determinada
dt1-tdt1-t determinada alta
TIPO DE CRECIMIENTO DEL TALLO
RAICES Y TALLOS
PHYTOPHTORA SCLEROTINIA CANCRO PHIALOPHORA MACROPHOMINA PHOMOPSIS ANTRACNOSIS RHIZOCTONIA MUERTE SUBITA
ESFUERZOS EN LA MEJORA PARA LA RESISTENCIA A IMPORTANTES ENFERMEDADES DE SOJA EN ARGENTINA
FOLIARES SEPTORIA TIZON BACTERIANO PUSTULA BACTERIANA MANCHA OJO DE RANA BROWN SPOT MILDEW OIDIO ROYA RHIZOCTONIA VIRUS
•SMV VINOUS PLANTS
SEMILLAS
NEMATODES N-QUISTE N-AGALLA
EFICIENCIA TRANSPIRATORIA COMO ATRIBUTO DE INTERES EN SOJA
EL MEJORAMIENTO HOY
Programa convencional
Cruzamiento
Evaluación
Selección
Nuevas Variedades
Mejoramiento molecular
Genes/QTLs
Genotipos elite pero deficientes en uno o
más caracteres
Germoplasma base
Genotipos elite
Conversiones
2020
Proteina 7S modificada
(Pioneer/DuPont)
Alto oleico - estearato
(Pioneer/DuPont)
Fuente: Flujo de las empresas, preparada por ASA, USSEC,USB Enero 2010.
Resistencia al nematodo
(Monsanto; Syngenta;
Pioneer/DuPont)
LibertyLink (Bayer)
Tolerancia a la Imidazolinonas
Brazil only.
(BASF/Embrapa Brazil)
RR2Y (Monsanto)
Tolerancia al Dicamba (Monsanto)
Omega-3 Acido estearidónicoMo
nsanto)
High Beta- Conglycinin
(Pioneer/DuPont)
Bajo fitato (Pioneer/DuPont)
Forraje: soja de alta proteina
(Pioneer/DuPont)
Omega-3 EPA/DHA
(Pioneer/DuPont)
2010 2012
Bt/RR2Y Brazil only
(Monsanto)
HPPD Tolerant (Syngenta)
Alto oleico/bajo saturados (Monsanto)
Alto estearato (Monsanto;
Pioneer/DuPont)
Tolerancia al 2,4-D (Dow)
Resistencia a enfermedades
(Syngenta; Pioneer/DuPont)
Tolerancia al glufosinato y
isoxuflatol Bayer/MS Technologies)
Baja rafinosa estaquiosa (Virginia Tech)
RVSD Biotech Pipeline 02-04-10 V3
Tolerancia al glufosinato y
isoxuflatol & LibertyLink
(Bayer/MS Technologies)
Alto oleico (Pioneer/DuPont)
Bajo linolenico (Syngenta)
Alto rinde I (Monsanto;
Pioneer/DuPont)
Alto rinde II (Monsanto;
Pioneer/DuPont)
Rust (Monsanto; Syngenta;
Pioneer/DuPont)
Resistencia al pulgón(Monsanto)
Calidad/alimento
Agronómicos
Comercializados
Tol sequia Bioceres
PORTAFOLIO BIOTECNOLOGICO
Aspartalo AK
-aspartyl pho3phato
Threnine Methionine
aspartic - seminidehyde
DHDPS 2-3 dlhydrodipicolinate
5 steps Lysine
SOJA CON PROTEINA DE ALTA LISINA
PROCESO RETROINHIBIDOR EN EL CICLO DE LA LISINA
.
Objetivos prioritarios en la mejora de la soja
en los países Latinoamericanos
•TOLERANCIA A LA SEQUIA
•EFICIENCIA EN EL USO DEL DE AGUA
•TOLERANCIA AL STRESS TERMICO
•TOLERANCIA A LA ROYA
•TOLERANCIA A NEMATODES
•ADAPTACION A DIFERENTES TIPOS DE SUELO
•RESPUESTA A LOS FERTILIZANTES
•RESISTENCIA AL DETERIORO DEL GRANO
•RENDIMIENTO!!!!!!
FORO MUNDIAL DE SOJA BRASILIA 2009
DISTRIBUCIÓN RELATIVA DEL % PROTEÍNAS POR REGIÓN
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
34,5 35,5 36,5 37,5 38,5 39,5 40,5 41,5 42,5
% DE PROTEÍNAS
Fre
cu
en
cia
s R
ela
tivas (
%)
I II III
DISTRIBUCION RELATIVA DEL % PROTEINAS
POR REGIONES: NORTE-CENTRO-SUR
ARGENTINA
Mapa de contenido de aceite donde se puede notar el aumento en el contenido de aceite a medida que aumentaba el rendimiento del cultivo
Mapa de contenido de proteína donde se puede notar que a medida que aumenta el rendimiento del cultivo disminuye el porcentaje de proteína en grano.
EEA INTA Manfredi – Proyecto
Agricultura de Precisión –
web: www. agriculturadeprecision.org
Página Web: www.agriculturadeprecision.org
e-mail: [email protected]
INTROGRESIONDE GENES DE ALTA PROTEINA
CORRELACION NEGATIVA ENTRE EL CONTENIDO DE
ACEITE Y PROTEINA EN LINEAS DERIVADAS
Chung,ET AL
FACTOR VARIEDAD GENOTIPO Y PROTEINA EN SOJA
GERMOPLASMA PROTEINA SSS ACEITE SSS
SPENCER 41.7 20.8
CX1038-14 47.8 16.3
CS727-21 46.6 16.9
CX602 48.1 16.8
A5401 39.9 22.30
A5401HP 41.4 21.8
G M V D et. G M V In d e t.
C u ltivar P ro t. Ac . C u ltiva r P ro t. Ac .
% % % %
A5777R G (^) 40 .8 21 .3 P AM P E AN A54 40 .9 20 .7
AC A570G R 40 .7 19 .4 N A5543R G 40 .6 21 .0
C H AM P AQ U I54 39 .5 21 .4 M AR IA50 40 .6 21 .2
R AR 509 39 .3 21 .0 AC A530G R 40 .0 20 .4
A5766R G 39 .2 21 .1 R A518 39 .7 20 .6
A5901R G 39 .1 21 .0 A5409R G 39 .6 20 .8
N A5485R G 38 .7 22 .1 R A500 39 .6 21 .6
D M 5800 38 .6 21 .4 R AF AE L A58 39 .6 20 .9
A5520R G 38 .1 21 .9 N M AR IA55 39 .4 20 .8
A5417R G (*) 38 .0 22 .2 D AL IA500 39 .3 21 .1
R A516 39 .2 20 .9
T J2055 (*) 39 .0 21 .7
R A514 38 .7 21 .2
N ° E N S .: 33 39 .2 21 .3 N ° E N S .: 32 39 .7 21 .0
(^) Presentó el valor más alto en proteína desde la campaña 02/03.
(*) Se destacaron en el cont. de aceite desde la campaña 03/04.
RECSO FUENTE DE INFORMACION 2006
MUESTRAS INTERANUALES MUESTRAS ENTRE LINEAS RENDIRAN HARINAS DE VALOR
PROTEICO ENTRE 47.5% - 48,5%
VENADO Proteina & Aceite 2013
33
34
35
36
37
38
39
40
XI 4
6108
2B-1 / 4
XI 4
9100
8B
XI 5
4107
2B
NA 612
6RG
NA 550
9RG
XI 5
9107
7B
NA 500
9RG
XI 4
9102
1B-2
XI 5
1101
1B
XI 4
6108
4B-3
XI 4
6108
4B-1
XI 4
6108
2B-2
NA 590
9RG
DM 5.9i
NA 461
3RG
DM 467
0
DM 471
2
RANGO DE VALORES DE PROTEINA EN VARIEDADES Y
GENOTIPOS EXPERIMENTALES
DE ALTO RENDIMIENTO
GRUPO IV
39.7
35.2
TESTIGO
CALIDAD DE PROTEINA ?
PROMEDIOS DESDE EL 2006 AL 2010
PROTEINA EN USA
FERTILIDAD?
TEMPERATURA?
TEMPERATURA?
RELACION ENTRE EL PORCENTAJE DE PROTEINA Y EL NIVEL DE LISINA EN HARINA
AA ESENCIALES EN PORCIENTO DE PROTEINA CRUDA
1993-2010
ARGUMENTOS COMPETITIVOS DE USA SOBRE
EL VALOR NUTRITIVO DE SUS SOJAS Y
PROPIEDADES FUNCIONALES:
•USA EL MEJOR CONTENIDO DEL BALANCE DE AA DEMOSTRADO EN EUROPA
Y ASIA.
•MEJOR CONTENIDO DE LYSINA QUE ARG Y BZ
•ALTA DIGESTIBILIDAD DE AA
PROTEINA EN SOJA
REGIONES EN USA
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
ESTADOS
IA
KS
MN
IL
IN
MI
AR
KY
LA
AL
GA
NC
DE
MD
ECB
WCB
SOUT
EAST
EPVB: VALOR DE PROCESO
POR BUSHEL RELATIVO
DIFER
EPVB
c/bu
MSOUT
HERRAMIENTA PARA LA ELECCION DE VARIEDADES (USA)
Soybean Quality
Toolbox
Maximizing
Soybean Quality
VALOR ESTIMADO EN PROCESO EPV
Planteos inmediatos:
•Pasa por un tema varietal?
•Por los niveles “altos” de rendimiento ?
•Es un tema NUTRICIONAL?
•Contamos con suficiente información previa?
•Es “corregible” el ambiente?
•Podremos crear las bases para segregar regiones?
•Que incentivos tiene el productor o la misma industria?
•Necesitamos investigar mas?
•Sabemos de nuestra calidad intrínseca de las harinas?
•Deberíamos tomar posición frente al marketing
adverso?
•Aumentar nuestro valor agregado interno?
……………………..gracias.