Mejoramiento Genético Hortícola

Gustavo Giménez MSc. Dr.

Mejoramiento Genético de Hortalizas en Uruguay

Objetivos: Obtener y desarrollar cultivares de diferentes especies hortícolas adaptados a las condiciones locales de clima, suelos, sistemas de producción, multiplicación, comercialización y que sean de preferencia del consumidor

PROYECTOS DE MEJORAMIENTO INICIO EN EL CIAAB EN LA DÉCADA DE LOS ’80 PAPA BONIATO CEBOLLA AJO INICIO EN EL INIA FRUTILLA (1992) TOMATE DE INDUSTRIA Y DE MESA (2005) MORRÓN (Poblaciones Locales) EN FAGRO CEBOLLA MORRÓN ZANAHORIA ZAPALLO LEGUMINOSAS

Comercio y valorización de la producción hortícola en el Mercado Modelo (DIGEGRA-CAMM, Mayo 2013) (65% del Total )

Producto Toneladas (miles) Valor (: U$S) Papa 64.5 35.27 Tomate 20.5 28.84 Cebolla 17.5 10.45 Zanahoria 13.4 8.60 Boniato 12.5 5.35 Morrón 11.5 15.50 Kabutiá 8.1 3.30 Lechuga 7.9 6.46 Zapallito 5.9 4.94 Acelga 5.2 2.18 Calabacin 3.3 1.66 Frutilla 1.9 4.33 Espinaca 1.6 1.58 Remolacha 1.6 1.26 Berenjena 1.4 2.14 Ajo 0.5 2.01 Total 192.138 115/144:

Por Qué Hacer Mejoramiento Genético Local? • Dependencia varietal y costos de cultivares

importados • Falta de adaptación a condiciones de cultivo • Rendimiento y calidad • Susceptibilidad a enfermedades y plagas • Introducción de patógenos y razas agresivas • Requerimientos comerciales y usos diversos • Desabastecimiento del mercado local - importación

• Para que el sector productivo acceda a material genético adaptado y de mayor valor comercial

• Para contribuir a la sostenibilidad de los sistemas • Generar oportunidades y mejorar la competitividad e

ingresos de recursos al sistema y el sector • Permitir la producción local de material de propagación • Contribuir a que los consumidores accedan a alimentos

de mejor calidad a lo largo del año

Para Qué ?

• Papa: Precocidad, Resistencia a Virus-Tizones, Calidad culinaria • Boniato: Calidad para fresco e industria, Larga Conservación,

Resistencia a insectos de suelo • Frutilla: Resistencia a Enfermedades (Antracnosis, Oidio, Raíz y

Corona), Calidad organoléptica • Cebolla: Resistencia a Botrytis y Peronóspora, Calidad de bulbo,

Larga Conservación • Tomate: Calidad organoléptica para fresco, Resistencia a Virosis y

Bacteriosis y a Enfermedades de Suelo • Ajo: Tamaño y calidad de bulbo, tolerancia a virosis

Fuentes para mejoramiento genético

• Introducción y evaluación: clones, cultivares y poblaciones segregantes extranjeras

• Colecta de Poblaciones Locales

• Colecta de Poblaciones Especies Silvestres locales (Papa)

• Líneas, Clones y Cultivares nacionales

GERMOPLASMA EN EL PAIS Productores han mantenido Poblaciones Locales o Variedades de varios rubros que han sido la base de germoplasma para el desarrollo del mejoramiento y de varios cultivares liberados -Ajo -Cebolla -Zanahoria -Zapallo -Tomate -Morrón -Poroto -Maní …………

METODOS Y HERRAMIENTAS DE MEJORAMIENTO

• Selección recurrente (papa, frutilla)

• Pedigree modificado (tomate)

• Masal, Masal estratificada, ½ Hermanos (cebolla)

• Policruces (boniato)

• Prebreeding, Cruzamientos interespecíficos (papa y frutilla)

• Selección Asistida por Marcadores Moleculares (papa y tomate)

• Edición Genómica

POLICRUCES DE BONIATOS

Cruzamientos y producción de semilla botánica en papa

Cruzamientos en Frutilla

Procesado de frutos y germinación de semillas

Validaciones

Cruzamientos Semilla

Comparativos

Esquema Mejoramiento en Tomate

Selección

Polinización en Cebolla

MARCADORES PARA PVY EN PAPA

Selección por resistencia a enfermedades en Tomate

Selección asistida por marcadores.

Selección fenotípica (de campo) Ejemplo de genotipado de algunas líneas para los genes Ve (A.), Ty-1 (B.),I (C.), I-2 (D.) I-3 (E.).

Resistencia a Oidio. Resistencia a Crinivirus.

Criterios de Selección • Adaptación Agroecológica

- Productividad y Multiplicación Local

• Características Agronómicas en Cultivo y Poscosecha - Resistencia Enfermedades y Plagas - Características Comerciales

• Aptitud de uso - Fresco y Procesado

• Preferencia del Consumidor

SELECCIÓN A CAMPO y CULTIVO PROTEGIDO

Estrategia del Proyecto -Cruces, Selección, Evaluación (E.E Las Brujas, Salto Grande y Tacuarembó) -Intercambio de las Mejores Selecciones -Jardines de Introducción de Cultivares y Clones nuevos -Ensayos Comparativos en varios locales -Validación Comercial con Productores de cada Zona -Análisis sensorial incluyendo consumidores -Liberación (Registro, Protección, Licitación para Multiplicación) Procesos de 8-10 años para el primer cultivar

ESTRATEGIA DEL PROYECTO ACUERDOS Y VINCULOS CON EMPRESAS PRIVADAS INIA - EMCOCAL PARA CULTIVARES DE FRUTILLA EN EL EXTERIOR INIA - AGROCINCO PARA PRODUCCION DE SEMILLA Y DESARROLLO COMERCIAL DE HIBRIDOS DE TOMATE INIA - EMPRESAS NACIONALES DE SEMILLERISTAS DE PAPA PARA EVALUACION DE CLONES AVANZADOS Y DESARROLLO COMERCIAL DE CULTIVARES

APORTES DE LOS CULTIVARES NACIONALES ADAPTACION: -PRODUCTIVIDAD -ESTABILIDAD DE PRODUCCION -CICLOS PRODUCTIVOS -RESISTENCIA A ENFERMEDADES -CALIDAD ALGUNOS EJEMPLOS…

AUMENTOS DE PRODUCTIVIDAD ESTABILIDAD DE PRODUCCION

Censos Rendimiento Kg /ha 1970 5.6 1980 3.8 1990 5.6 2000 7.2 (INIA ARAPEY en 1998) Encuestas DIEA Sur y Norte 2003 13.9 2004 11.8 2005 11.9 2006 12.4 2007 12.5 2008 11.3

2009 16.5 2010 16.8 2011 16.5 2012 17.5 (Fuente: Fagro y DIEA)

EVOLUCION DEL RENDIMIENTO PROMEDIO DE BONIATO A NIVEL NACIONAL

Cultivares de boniato que marcaron cambios de productividad 80´s Rendimientos alcanzados (t/ha) Jewel 6-10 Morada INTA 14-20 1998… INIA Arapey 30-40

IMPACTO DE LOS PRIMEROS CULTIVARES DE FRUTILLA EN SALTO ARAZA (2002) YVAHE (2004) Rendimientos pasaron de 20 a 40 t/ha Adelanto de inicio de cosecha de julio-agosto a mayo-junio

APORTES EN RESISTENCIA O TOLERANCIA A ENFERMEDADES Y PLAGAS

Resistencia parcial a Botrytis squamosa

Diversidad genética !

NAQUE

Alta tolerancia a Botrytis y media a Peronóspora

Comportamiento sanitario de Rocío • Resistencia a enfermedades

foliares: • Intermedia frente a Botrytis

(Botrytis squamosa)

“Pantanoso del Sauce CRS” susceptible a Peronospora

“Regia” con alta resistencia a Peronospora sin esporulación visible

Resistencia a Peronospora destructor

72 líneas

Resistencia a Peronospora destructor

ENFERMEDADES EN FRUTILLA

GUAPA - Severidad de oidio en fruta

Festival Guapa

0%

20%

40%

60%

80%

100%

28 47

28

75

26-50% micelio 11-25% micelio 1-10% micelio sanas

Yurí

GUAPA - Comportamiento sanitario: ácaros

• Alta tolerancia (no preferencia) frente a los ácaros (Tetranychus urticae similar a Yurí y superior a Festival

0% Antracnosis de Fruto Alta tolerancia a Enfermedades Foliares y de Suelo

INIA MAYTE EN TUNEL INIA MICA A CAMPO

Resistencia a Tizones en Papa

Resistencia a Virus PVY

CALIDAD COMERCIAL - UNIFORMIDAD

CUARI

GUAPA

MILONGON

AREQUITA

ADECUACION A ESTANDARES DE CALIDAD EN LA COMERCIALIZACION

SANTINA

CICLOS - PRECOCIDAD - CONSERVACION

El cultivar Rocío • Variedad de polinización

abierta, de día corto y de cosecha temprana:

• vuelco al 50% entre fines de setiembre y principios de octubre en el norte (un mes antes que INIA Casera)

• Productividad esperada entre 20 y 35 t/ha, en función de fechas de siembra y otros factores de manejo

Conservación de variedades 2012-13, ambiente sin control de temperatura y humedad, abril-octubre,180 días

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

% P 180 d

Beauregard

Q0714.8

Cuabé

Q0715.2

R0867.2

R0871.5

Cuarí

Arapey

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

100

feb mar may jun jul ago set

% Evolución de la perdida de peso

PL 1 Santina PL Martinez INIA Valenciana Brava PL 9719 Figueres F1

Mayor Conservación de Cultivares Nacionales y PL de Día Largo - 2013

APORTES DE CALIDAD

Calidad Parámetros clásicos

• Firmeza • Sólidos solubles • Acidez • Color interno y externo • Pungencia • Sabores • Aromas

PROBLEMAS EN TOMATE

SELECCIÓN POR CALIDAD LINEAS AVANZADAS E HIBRIDOS

FRUTILLAS INIA -COLOR INTERNO -AROMA -SABOR

Calidad sensorial

• Método “C.A.T.A.”: aceptabilidad y caracterización con un mínimo de 100 personas.

• Mapeo proyectivo: método

rápido con consumidores (20-30 personas) para caracterizar variedades y clones.

Boniato y Frutilla

Contenido de compuestos funcionales

Capacidad analítica actual para: Antocianinas Licopeno B Caroteno Vitamina C Quercetina Acido Elágico Fenoles totales OTROS Metodologias: HPLC DAD-FLD-UV Espectrofotometría UV Vis

0,00 50,00

100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00

Quercetina total (mg/kg fresco)

CONTENIDO DE QUERCETINA EN CEBOLLAS

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00

10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00

RD x Naqué Naque LB 04 Testigo comercial

Antocianinas totales (mg/100 g fresco)

ANTOCIANINAS EN CEBOLLAS ROJAS

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00

10,00 12,00

Betacaroteno (mg/100g fw)

CONTENIDO DE BETA CAROTENO EN BONIATOS

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

Mica San Andreas 36.1.A

Vitamina C (mg/100g fresco)

Cosecha Oct Cosecha Dic

CONTENIDO DE VITAMINA C EN FRUTILLA EN 2 FECHAS DE COSECHA

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

Mica San Andreas 36.1.A

Compuestos fenolicos totales (mg/100g fresco)

Cosecha Oct Cosecha Dic

COMPUESTOS FENOLICOS EN FRUTILLA EN 2 FECHAS DE COSECHA

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

Mica San Andreas 36.1.A

Antocianinas totales (mg/100g fresco)

Cosecha Oct Cosecha Dic

ANTOCIANINAS TOTALES EN FRUTILLA EN 2 FECHAS DE COSECHA

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

Mica San Andreas 36.1.A

Acido elágico total (mg/100g fresco)

Cosecha Oct Cosecha Dic

CONTENIDO DE ACIDO ELAGICO EN FRUTILLA EN 2 FECHAS DE COSECHA

CULTIVARES INIA-FAGRO LIBERADAS INFORMACION ESPECIFICA EN EL CATALOGO DE CULTIVARES HORTICOLAS 2017 DEL INIA www.inia.uy

INFORMACION DE LICENCIATARIOS DE CADA CULTIVO EN INIA LB Y SG

INIA CASERA

ROCIO

CULTIVARES DE CEBOLLA

NAQUÉ

ALBANA

SANTINA

INIA SIMONA

INIA ARAPEY

CUARÍ

CULTIVARES DE BONIATOS

BEAUREGARD

KUARA

CUABE

CAMBARÁ

CHAPICUY

Liberación en 2013 -Ruso -Valenciano

CLONES DE AJO

MICA (2013)

GUAPA(2013)

CULTIVARES DE FRUTILLA

INIA MAYTE (2015)

INIA ÁGATA (2016)

Liberado en 2011

TOMATES PARA INDUSTRIA Y DOBLE PROPOSITO

• Resistencia a Virus y sarna • Tolerante a tizones

• Alta productividad y calidad comercial

• Estabilidad de producción: épocas y zonas

•Dormancia corta

PAPAS INIA-Iporá

Daymán (2014)

Ciclo Semi Temprano Dormancia Corta Resistente Virus (PVY) y Sarna

Ciclo Semi-Tardío Dormancia corta Resistente Virus, Tizones y Sarna Tolerante sequía Buena calidad fritura

Guaviyú (2014)

Arequita (2014) Ciclo Semitemprano-Stardío Dormancia Media Resistente Virus (PVY) y Sarna Tolerante Alternaria y Sequía

SISTEMA DE PRODUCCION DE MATERIAL DE PLANTACION

Sistema de producción de semillas GENERACIÓN DE MATERIAL ADAPTADO

MANTENIMIENTO DEL CULTIVAR

PRODUCCIÓN DE SEMILLA BASICA

MULTIPLICACIÓN DE SEMILLA BÁSICA

COMERCIALIZACIÓN

PRODUCTOR ESPECIALIZADO SEMILLERISTA

PRODUCTORES DEL CULTIVO

Distribución de multiplicadores

CERTIFICACION DE MATERIAL DE PLANTACION POR EL INSTITUTO NACIONAL DE SEMILLAS (INASE) - PAPA - CEBOLLA - BONIATO

Producción y Certificación de Semilla de Cebolla

Cultivo Fundación

Semilla Básica

Semilla Certificada

Facultad de Agronomía

Productores semilleristas

Productores de cebolla CEBOLLA (2000 en adelante)

PRODUCCION DE SEMILLA DE BONIATO CERTIFICACION A PARTIR DE 2015

CERTIFICACION DE SEMILLA DE PAPA

Obtención de Minis

Cultivos semilleros

Cosecha de Semilla Semilla de Papa Certificada

ADOPCION DE LOS CULTIVARES POR PARTE DEL SECTOR Estimación del % del área nacional con cultivares hortícolas de INIA Boniato 100 Cebolla 35 + 50 Fagro Frutilla 55 Papa 10

PERSPECTIVAS

Proyecto 2016-2020 Desarrollo de cultivares hortícolas

Existen oportunidades para nuevos materiales genéticos: Cebolla de Día Corto precoz con baja pungencia Boniato morado de pulpa crema de larga conservación Frutillas de Dia Neutro para el sur y de Dia Corto para el norte con alta calidad y resistencia Papas de piel rosada o blanca con alta resistencia a virus, para pequeñas y grandes áreas Tomates híbridos de invernadero y campo

Equipo Interdisciplinario de Mejoramiento Mejoramiento Francisco Vilaró Esteban Vicente Matías González Gustavo Rodríguez Gustavo Giménez Protección Vegetal Leticia Rubio Elena Pérez Diego Maeso José Buenahora Jorge Paullier Poscosecha Joanna Lado Fitoquímica Facundo Ibañez Biotecnología Ana Arruabarrena Alicia Castillo

AGRADECIMIENTOS A LOS PRODUCTORES INDIVIDUALES Y A LAS ASOCIACIONES QUE COLABORAN CON LOS TRABAJOS DEL INIA Y LA FACULTAD DE AGRONOMIA A LOS LICENCIATARIOS DE LOS CULTIVARES QUE ASEGURAN LA CALIDAD Y DISPONIBILIDAD DE LOS MATERIALES A LOS EQUIPOS DE APOYO DE ASISTENTES DE INVESTIGACION Y DE LABORATORIOS ASI COMO COLABORADORES DE CAMPO E INVERNADEROS QUE EJECUTAN TAREAS IMPRESCINDIBLES PARA QUE SE OBTENGAN LOS RESULTADOS

Muchas gracias por la participación y los aportes!