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Obtención vegetal de híbridos de centeno
¿Cómo funciona la obtención vegetal de híbridos? Aquí se explica cómo hacer una variedad híbrida de centeno.
El centeno es un alimento valioso como forraje y también es adecuado como fuente de energía en la producción de etanol o biogás. El agricultor tiene una amplia gama de variedades híbridas de centeno disponibles para su selección. ¿Cómo funciona la obtención vegetal de híbridos? Aquí se explica cómo hacer una variedad híbrida de centeno.
Objetivos de la obtención de centeno híbrido:
- Potencial de rendimiento y estabilidad: Rendimiento del grano, resistencia a la sequía, verticalidad y resistencia al encamado, y TGW
- Resistencias a enfermedades: Cornezuelo del centeno, roya parda, oídio y Rhynchosporium
- Calidad: Peso hectolítrico, rendimiento de harina, índice de caída, contenido de proteína cruda, valor de amilograma, contenido de almidón
Los principales objetivos del mejoramiento en el ámbito del centeno híbrido con GPS son el rendimiento en biomasa, el rendimiento en metano y el tiempo de vegetación hasta el desarrollo de la leche.
La fórmula para obtener un centeno híbrido parece bastante simple, pero tras ella hay muchos años de trabajo intensivo de mejoramiento.
Híbridos de centeno = (ACMS x B) x R-SYN
Esto significa:
(ACMS x B)
Madre (semilla parental): cruce entre una línea consanguínea con plasma CMS y una línea consanguínea con plasma normal. El plasma CMS significa que las plantas contienen un plasma celular que evita que las propias semillas parentales formen polen. Esta característica es necesaria para que la polinización por el centeno de polinización cruzada pueda controlarse de manera específica.
R-SYN
Padre (polen parental): población sintética, que suele constar de dos componentes parentales y que lleva un gen restaurador. Estos genes restauradores permiten la restauración de la fertilidad del producto de cruce de la semilla y el polen parentales. Esto es necesario, ya que la semilla híbrida de centeno sembrada solo formará granos con esta restauración.
Cruces iniciales
En primer lugar se deben producir los cruces iniciales de los mejores progenitores. Esto se hace mediante la emasculación manual selectiva y el cruce de progenitores seleccionados en bolsas. A continuación, la descendencia del cruce se autopoliniza en bolsas (polinización con polen de la propia planta) para desarrollar líneas consanguíneas.
Estas líneas consanguíneas se seleccionan en filas cortas e individuales en función de características agronómicas importantes, como la resistencia al encamado, la vitalidad, el TGW y la resistencia a enfermedades.
Las líneas seleccionadas de esta manera se cruzan con plantas de los grupos genéticos opuestos (progenitores de semillas y polen) para producir candidatos híbridos,
los cuales son testados en pruebas de rendimiento en distintas instalaciones. Además de las características mencionadas anteriormente, el rendimiento también se determina y utiliza como base para la selección. Después de varios años de pruebas, los candidatos altamente prometedores se envían al Bundessortenamt [Oficina Federal Alemana para Variedades Vegetales] para su análisis del valor oficial.
Encuentre más detalles sobre cómo la obtención de centeno híbrido ha demostrado en los últimos años un claro progreso del mejoramiento en las áreas de rendimiento y resistencia al cornezuelo en la sección sobre mejora del rendimiento y resistencia al cornezuelo.
Rendimientos de campo
En Alemania, las estadísticas de rendimiento de campo se publican anualmente por el Statistischen Bundesamt [Oficina Federal de Estadística]. Es importante tener en cuenta que en esta evaluación no se hace ninguna distinción entre los centenos de población y los híbridos, a pesar de las claras diferencias en el rendimiento. Nuestra estimación actual de la fracción híbrida de centeno respecto a la superficie total de centeno está entre el 75 y el 80%, y por lo tanto, el desarrollo del rendimiento presentado solo se ve afectado en esta medida.
A partir de los rendimientos medios de campo para Alemania durante al menos los últimos 20 años, es evidente que los rendimientos oscilan entre 39 y 61 dt/ha (Figura 1). Los rendimientos inferiores a la media en los años de sequía 2003, 2007, 2010 y 2011 son claramente evidentes. Sin embargo, teniendo en cuenta la línea de tendencia trazada, queda claro que, en general, ha habido una mejora en el rendimiento de los cultivos de centeno.
Progreso del mejoramiento
El progreso en el mejoramiento de variedades híbridas de centeno se puede demostrar muy claramente a partir de los análisis de valor alemanes. En la Figura 2 se comparan los resultados para todas las variedades híbridas y de población analizadas en el año respectivo. La línea de tendencia muestra claramente que el progreso del mejoramiento en los centenos híbridos es mayor que en los de población.
Una razón esencial de la diferencia en el progreso del mejoramiento entre los centenos de población y los híbridos es el vigor híbrido, del cual se beneficia la obtención vegetal de híbridos. En los híbridos, los progenitores con genes o propiedades ventajosas que se complementan entre sí pueden combinarse de forma sistemática, lo que resulta en un mayor progreso del mejoramiento y, por tanto, en un mayor desempeño en términos de rendimiento y otras características agronómicas. Dado que las variedades híbridas de centeno se basan en una amplia base genética, su nivel de adaptabilidad es muy bueno, lo que permite utilizar las condiciones ambientales favorables y reducir el impacto de las desfavorables.
Tres razones simples por las cuales el aumento en el rendimiento de campo observado en la práctica agrícola puede ser menor que el progreso del mejoramiento
Fracción de centeno poblacional
En Alemania, el centeno de población se cultiva en aproximadamente el 20 a 25% de la superficie cultivada de centeno. Sin embargo, como se puede ver en la Figura 2, este tipo de centeno ha logrado menos progreso del mejoramiento en los últimos años. Incluso en ubicaciones más pobres, el centeno híbrido produce rendimientos más altos debido a su estabilidad ambiental.
Precios de mercado e intensidad resultante
Como se ilustra en la Figura 1, se han producido fases de bajos precios de mercado de forma repetida durante 23 años. Esto hace que la intensidad de producción disminuya e indica que el potencial de rendimiento de las variedades no se utiliza en su totalidad. Además, en esos años, la superficie disminuye y el centeno se desplaza hacia ubicaciones con niveles de rendimiento más bajos.
Condiciones meteorológicas extremas
Las condiciones meteorológicas extremas se han producido con mayor frecuencia en Alemania en los últimos años y han afectado al cultivo del centeno, especialmente en términos de sequías primaverales. Estos resultados afectan básicamente a todos los tipos de grano. Sin embargo, los suelos ligeros en los que se cultiva principalmente el centeno se ven particularmente afectados.
Conclusión:
En comparación con el progreso del mejoramiento, los rendimientos de campo están sujetos a otros factores agronómicos además de la genética. Gracias al progreso del mejoramiento descrito anteriormente, el nivel de rendimiento del centeno ha aumentado durante años, a pesar de estas circunstancias. Puede continuar beneficiándose de este progreso del mejoramiento en el futuro si planta centenos híbridos.
Tolerancia a la sequía (mejoramiento de centeno)
Progreso mediante los últimos métodos de selección: Los períodos de sequía aumentan constantemente debido a la progresión del cambio climático, y existe una mayor demanda de variedades con una mejor tolerancia a la sequía. Las plantas reaccionan al estrés por sequía de muchas maneras diferentes. Para reconocer las reacciones, además de nuestra experiencia con el fitomejoramiento, también utilizamos la tecnología de medición más actualizada. Esto nos permite lograr un mayor impacto en la determinación de características.
La prueba de estrés por sequía.
1. Configuración de la prueba
La base para la mejor detección posible de características es un experimento perfectamente planificado y diseñado. Para las mediciones, se dispone de varias pruebas de estrés por sequía con aproximadamente 3000 parcelas de centeno en un área de aproximadamente 5 ha. El experimento completo se divide en una variante irrigada y otra no irrigada, en donde ambas variantes siempre se repiten una al lado de la otra para realizar una comparación fiable de las dos variantes.
Para el riego, se disponen mangueras de exudación de 12-15 m de longitud por parcela, de modo que se asegura un riego uniforme de las parcelas objetivo. Controlamos la entrada de agua con mucha precisión con una estación central de distribución.
2. Registro muy moderno de las características de la planta
En nuestros experimentos se registran la mayor cantidad posible de características de las plantas. Es especialmente importante medir todas las características durante varias semanas.
Para caracterizar las propiedades de la planta con un alto rendimiento de 750 parcelas por hora, equipamos una barra de pulverización con GPS, un espectrómetro y un termómetro de infrarrojos. De esta manera, independientemente de las condiciones meteorológicas, podemos medir propiedades agronómicamente importantes como la densidad de plantación, el área foliar, el contenido de clorofila y las enfermedades, así como el rendimiento de la cosecha.
Una estación meteorológica mide la velocidad del viento, la humedad atmosférica, la temperatura y la radiación solar en paralelo, y una sonda de suelo mide el contenido de humedad del suelo. Ambos aseguran que la información sobre las condiciones ambientales en el sitio de prueba sea registrada.
Cuando se completan las mediciones, el desafío para nosotros es comparar los grandes volúmenes de datos y, finalmente, utilizarlos para la selección. El primer año del proyecto de investigación mostró qué determinación de características es razonable y factible. En el proyecto de investigación a gran escala y plurianual realizado conjuntamente por el Instituto Julius Kühn, la Universidad de Kiel y KWS Cereals, actualmente estamos trabajando intensamente para llevar los métodos de medición al punto de utilidad. El primer progreso se demostrará en las primeras variedades híbridas de centeno con excelente tolerancia a la sequía, que planeamos comercializar en 2018.
