Genética y mejora de maíz

Genética y mejora de maíz
Misión Biológica de Galicia
CSIC
Resistencia a plagas
Con el cambio
climático
esperamos
• Aumento del número e incidencia de las
plagas
Plaga: Los taladros
• Taladro mediterráneo: Sesamia nonagrioides
• Taladro europeo: Ostrinia nubilalis
Daño
• Producen galerías destruyendo la caña,
reduciendo el rendimiento y aumentando el
encamado, también producen daños en la
mazorca
Resistencia a plagas
• Programas de selección
– La resistencia y rendimiento
no se pueden mejorar
simultáneamente
• Selección fenotípica para
mejorar el rendimiento con
intensidad alta de plaga
• Selección genómica
considerando ambos
caracteres
Resistencia a plagas
• Objetivo de investigación
– Dilucidar la relación entre
resistencia y rendimiento
• Genes y regiones genómicas
relacionadas con ambos
caracteres
• Mecanismos de defensa
constitutivos e inducidos,
centrándonos en la pared celular
Resistencia a enfermedades y a la
contaminación con micotoxinas
Con el cambio
climático esperamos
•
Un incremento de la incidencia de F.
proliferatum en las regiones cálidad y de F.
verticillioides en regiones mas frías donde
ahora predomina F. graminearum
Enfermedad
• Ambas especies son causantes de la
podredumbre rosa de la mazorca y también
pueden causar podredumbres en el tallo
Micotoxinas
• Ambas especies son las principales causantes
de la acumulación de fumonisinas en el grano
de maíz. Probada su toxicidad en animales y
posibles efectos carcinogénicos en humanos
Resistencia a enfermedades y a la
contaminación con micotoxinas
Objetivos científicos:
• Determinación de los puntos críticos de control
para prevenir la contaminación con fumonisinas
mediante el estudio de los factores ambientales
y genéticos que favorecen la contaminación.
• Búsqueda de fuentes genéticas de resistencia a
la contaminación con fumonisinas y estudio de
la herencia de dicha resistencia.
• Estudio de los mecanismos (metabolitos y
genes) que emplea la planta de maíz para
limitar el desarrollo del hongo (F. verticillioides)
y la posterior contaminación con fumonisinas.
Línea resistente (H99)
Línea susceptible (EP42)
Inoculación artificial
Resistencia a enfermedades y a la
contaminación con micotoxinas
Programas de selección:
• Obtención de líneas altamente resistentes a la
contaminación con fumonisinas mediante
selección genealógica.
Fusarium verticilloides
Fumonisina B1
Tolerancia al frío en germinación
Con el cambio
climático
esperamos
• Veranos más calurosos y secos
• Condiciones climáticas más extremas
Factores
limitantes
• Frío en las siembras tempranas
• Sequía en las siembras tardías
• Poca disponibilidad de riego
Soluciones
• Siembras tempranas para evitar la sequía y
las plagas estivales y aumentar rendimiento
• Mejorar la tolerancia al frío en germinación
Tolerancia al frío en germinación
• Programas de selección
– Obtención de líneas tolerantes al frío
– Selección genómica (proyecto CoolCorn)
Tolerancia al frío en germinación
• Objetivos de investigación
– Identificar genes implicados en la tolerancia al frío
– Determinar mecanismos de tolerancia al frío
– Relacionar la tolerancia al frío y a otros estreses
– Desarrollar material que combine diferentes
mecanismos
Obtención de bioenergía
Causas del cambio
climático
• Aumento de concentración de CO2
Causas del
aumento del CO2
• Los combustibles fósiles (petróleo y
otros
Soluciones
• Bioenergía a partir de biomasa
vegetal
Obtención de bioenergía
Obtención de bioenergía a partir de residuos agrícolas:
• De maíz dulce
• De maíz grano
Tipos de bioenergía que se investigan:
• Producción de electricidad y calor mediante combustión
• Producción de etanol:
• Fermentación de azucares libres
• Pretratamiento, hidrólisis y fermentación de la biomasa
lignocelulósica
Obtención de bioenergía
• Mejora genética para el desarrollo de variedades para
doble uso:
– Alimentario
– Energético
• Búsqueda del material base para programas de selección
Tipos de maíz
Maíz grano
Maíz dulce
Maíz palomitas
Calidad nutritiva
• Programas de selección
– Mejora de maíz dulce:
• Obtención de líneas puras
• Obtención de nuevas poblaciones
• Mejora de poblaciones
– Maíz de palomitas:
• Obtención de líneas puras
• Obtención de nuevas poblaciones
– Maíz panificable:
• Mejora de poblaciones
• Desarrollo de alimentos funcionales
Calidad nutritiva
• Objetivos
– Maíz dulce:
• Genes implicados en la viabilidad de los mutantes
– Maíz de palomitas:
• Factores que afectan a la adaptación
– Maíz panificable:
• Factores de calidad del maíz panificable
• Efectos antioxidantes de los pigmentos del grano:
– Antocianinas
– Carotenoides
Banco de germoplasma (I)
• 306 poblaciones:
– 18 del Corn Belt (Reid, Lancaster, Minn. 13, etc.)
– 168 españolas
– 30 dulces (su1, se1, sh2)
– 34 de palomitas (21 españolas, 13 americanas)
– 56 diversas
Banco de germoplasma (II)
• 297 líneas puras:
– 177 amarillas
– 22 blancas
– 62 dulces
– 20 de palomitas
– 16 especiales (opacas, waxy...)
Gracias por su atención
Resistencia a plagas
• Dinámica de la plaga
Resistencia a plagas