Maíces tolerantes a sequía para Estabilización de productividad

Disminución del daño por micotoxinas como consecuencia del cambio

climático.

Numero del proyecto: FTG-8028/08

SOCIOS

Baja rendimiento

Mycotoxinas

Pudrición de mazorca

Baja calidad

Plantas Estresadas

Sequia / Alta

temperaturas

Cambio Climático

Hongos que producen micotoxinas

● Parásitos débiles

● Muy susceptible a

condiciones

ecológicas

● Los condiciones

optimas para el

desarrollo y

producción de

micotoxinas son

diferentes

● La producción de

micotoxinas

favorecido por el

estrés

AF

A. Flavus

FB

F. verticillioides

Temp 25° 35° 30°

aw 0.98 0.78 0.96

DON

F. graminierum

Micotoxinas en maíz y sus efectos a salud humano

Hongo Micotoxina International

limits

Efecto a salud

Aspergillus

flavus y A.

parasiticus

Aflatoxin B1 20 ppb (0 – 50

ppb)

carcinógeno, afectando

principalmente al hígado, baja

capacidad del sistema

inmunológico, afecto buen

desarrollo de niños

Fusarium

verticillioides

Fumonisin B1 4 ppb Asociados con el cáncer de

esófago y neural tube defects

leading to abortion

Fusarium

graminearum

Zearalenone No establecido propiedades de hormona

estrogénicas

F.

graminearum

Deoxynivalenol 1 ppm baja capacidad del sistema

inmunológico

Penicillium

verrucosum

Ochratoxin A No establecido enfermedad renal crónica

Aflatoxinas y efectos a salud humana

6

Consumo de comida

con Aflatoxina

Stunted

growth in

children

Immune

suppression

Aflatoxicosis

aguda

Hepatocellular

carcinoma

Modulation of

cytokine expression

AF-8,9-

epoxide binds

to DNA

Infeccion chronica

con hepatitis B

Biotransformacion de

aflatoxina a 8,9-epoxide

en higado

Altered intestinal

integrity

Malo

almacenamiento

de grano

Crecimiento de hongo

y acumulacion de

afaltoxinas

Intermediate

dihydrodiol

binds to liver

proteins

Estres a plantas

en campo

Source:

Wu 2010

Mejoramiento para tolerancia a sequía en CIMMYT

CIMMYT tiene mas de 3 décadas trabajando con sequía

Tiene variedades que rinden por lo menos 1 t/ha mas en condiciones de sequía severa comparado con variedades ahora en uso

El enfoque de estas variedades estaba en África y han sido poco evaluadas o utilizadas en América Latina

Susceptible Tolerante

Meta del Proyecto

● Contribuir a la producción sostenible de maíz en regiones

cada vez más expuestas a los efectos de sequía causada por el

cambio climático, y contribuir a la seguridad alimentaría y la

disminución de los riesgos a la salud, como consecuencia de

la presencia de granos contaminados con micotoxinas.

● Mejorar la calidad de grano para uso comercial y incrementa

la competitividad de los productores de maíz a nivel local y

global

● Contribuir a lograr autosuficiencia en maíz blanco y amarillo

en la región

FIN DEL PROYECTO

● Al menos, dos variedades de grano amarillos y dos de grano blanco que combinan alto potencial de rendimiento, tolerancia a sequía y resistencia a A. flavus y F. verticillioides

● Germoplasma de maíz con tolerancia a sequía y resistente a pudrición de mazorca y acumulación de micotoxinas.

● Una red de trabajo para desarrollar variedades e híbridos resistentes a sequía y micotoxinas

● Crear conciencia en los productores y consumidores del daño que producen las micotoxinas y así proteger la salud.

Componentes del Proyecto

● Desarrollo de tecnología: Desarrollo de variedades de maíz

que combinen resistencia a pudrición de mazorca y

acumulación de micotoxinas con tolerancia a sequía

● Evaluación participativa de variedades que combinen

tolerancia a sequía y resistencia a pudrición de mazorca con

reducida acumulación de micotoxinas en campos de

agricultores

● Fortalecimiento de la capacidad de los participantes para

usar las herramientas y tecnologías de desarrollo de variedades

de maíz tolerantes a sequía y resistentes a enfermedades, con

menos acumulación de micotoxinas

● Diseminación de tecnología e información

Componente 1 Principales acciones ● Evaluar, VPL, híbridos, y líneas

tolerantes a sequía y resistentes a pudrición de mazorca con reducida acumulación de micotoxinas

● Generar nuevas poblaciones que combinan tolerancia a sequía y resistencia a pudriciones de mazorca y micotoxinas

● Incrementarán los híbridos y sintéticos ya existentes con niveles altos de resistencia a sequía y micotoxinas para evaluación

● Adaptar la técnica ELISA para detectar y cuantificar micotoxinas en grano (curso de ELISA).

Desarrollo de

tecnología:

Desarrollo de

variedades de maíz

que combinen

resistencia a

pudrición de

mazorca y

acumulación de

micotoxinas con

tolerancia a sequía

Ensayos distribuidos en 2010

MEX COL NIC HND PMA Peru

Ensayo Tipo de

material

01-10FPSCTWQN Híbridos simples 4 4 3

02-10FPSCTYQN Híbridos Simples 4 4 2 3 3

03-10FPTWCTWQN Híbridos Triples 4 4 2 1 2

04-10FPTWCTYQN Híbridos Triples 4 4 2 3 3

05-10FPESYNTWQN Variedades Sintéticas 4 4 4 3

06-10FPESYNTYQN Variedades Sintéticas 4 4 1 2 3 3

07-10FPLETWQN Líneas endogámicas 4 2 1 1 2

08-10FPLETYQN Líneas endogámicas 4 2 1 2 3

Total 32 28 16 7 15 12

Mejores híbridos seleccionados en

Honduras

Hibrido RND (t/h) % Pudrición Tipo

CLWN216/CML494 8.7 8.9 Blanco-Simple

CLQ4368/CLSPLW04 7.9 1.6 Blanco-Simple

CLRCW96/CML494 6.9 3.5 Blanco-Simple

(CLRCY04/CL02450)/CML451 6.5 2.1 Amarillo- Triple

Evaluaccion de hibridos en Nicaragua (5

localidades)

Hibrido RND

(t/h)

Tipo

CLWN218/CML494 7.60 Blanco-

simple

CLWQ223/CML503 7.93 Blanco-

simple

CLWN220/CML494 7.65 Blanco-

simple

Testigo local 6.51

CL-RCY018/CML451 6.5 Amarillo -

simple

CL-RCY029/CML451 6.5 Amarillo -

simple

Testigo local 5.2

Los mejores Híbridos y variedades

seleccionados en Colombia

Genealogía Rnd

(t/h)

Superior

(%)

(CLRCW85/CLRCW97)//CML

494 8,09 9,47

(CL-

RCW85/CML494)//CML269 8,06 9,07

(CLG2312/CML495)//CML494 10,34 13,63

CML491/CML503 10,70 35,96

CLWN222/CML494 10,18 29,35

CLWN220/CML494 10,01 27,19

S03TLW-3B NORMAL 6,69 40,84

S99TLW-BN-SEQ-

1 6,30 32,63

S03TLW-SEQ 5,98 25,89

Comportamiento de híbridos triples en

10 localidades bajo condiciones de

secano temporal

Hibrido RND (t/h) % pudrición

de mazorca

Yield

increase

(t/h)

Color

(CLRCY044/CLRCY039)//CL02450 4.6 9.49 0.77 Amarillo

(CL-RCY45/CL-02450)//CML496 4.55 6.79 0.72 Amarillo

(CLQ-

S89YQ04/CML161)//CL02450Q 4.38 8.84 0.55 Amarillo

(CML264/CML269)//CML494 6.92 3.9 0.81 Blanco

(CLRCW85/CLRCW97)//CML494 6.92 6.28 0.81 Blanco

(CL-RCW86/CML494)//CML269 6.8 5.26 0.69 Blanco

Comportamiento de variedades (VPL)

en 10 localidades bajo condiciones de

secano temporal

Hibrido RND (t/h) % pudrición

de mazorca

Yield

increase

(t/h)

Color

S00TLY-1 -AB 3.63 6.07 0.6 Amarillo

S07TLY-AB-1 3.52 3.77 0.49 Amarillo

S07TLY-AB-2 3.51 4.61 0.48 Amarillo

S06TLWQ-AB-2 3.81 18.08 0.99 Blanco

S03TLW-3B NORMAL 3.55 13.97 0.73 Blanco

S03TLW-SEQ 3.37 17.31 0.55 Blanco

Rendimiento (t/ha) y pudrición mazorca (%)

de híbridos en dos localidades en México

Genealogía Optima Sequia % Pudrición

(CML481/CML451)//CLRCY017 5.98 2.22 8.19

(CLRCY044/CLRCY040)//CL02450 5.94 2.00 12.91

(CLRCY041/CL02450)//CML451 5.90 0.47 10.78

(CLRCY044/CLRCY038)//CL02450 5.85 1.02 9.78

(CLRCY034/CLRCY039)//CL02450 5.77 1.70 7.47

(CLRCY044/CLG2502)//CL02450 5.74 2.36 12.52

(CLQRCYQ66/CLQRCYQ47)//CML165 5.74 2.80 16.69

(CLRCY044/CLRCY040)//CL02450 5.73 2.36 12.36

(CLRCY040/CLRCY039)//CL02450 5.68 1.63 11.13

(CLQG2508 /CLQRCYQ67)//CML165 5.68 2.77 13.67

Local Check Average 4.93 3.14 12.92

Media 5.52 1.92 12.04

LSD 0.63 1.12 3.65

Formación de nuevas poblaciones

Numero de

poblaciones

Estado Actividades

15 poblaciones

blancos

BC2F1

Evaluaciones bajo

condiciones de sequia,

alta temperaturas y

inoculaciones con

hongos

10 poblaciones

amarillos

BC1F1

4 poblaciones

blancos y 2

amarillas

Líneas

doble

haploides

(700)

● Formando entre líneas que combinan

tolerancia a sequia y alta temperaturas con

resistencia a pudriciones de mazorca y

reducida acumulación de micotoxinas

Semilla producida 2010 - 2011

Material Entradas Total semilla (kg)

Cruzas simples blancas 30 500

Cruzas simples amarillas 15 150

Cruzas triples blancas 45 1125

Cruzas triples amarillas 28 1000

Variedades blancas 16 500

Variedades amarillas 18 500

Lineas blancas 30 150

Lineas amarillas 30 150

Producción de semilla básica en

Honduras

Genealogia Produccion (kg)

1 Lineas

CML 451 2.2

CLQRCWQ48 342.7

CML 491 5.7

CLRCY017 1.1

CML 481 13.6

CL-02844 45

CLQ6315 25.5

2 Formacion de cruzas simples

CL-RCWQ48 * CML491 255.9

3 Formacion de hibridos

(CL-RCWQ48 /CML491) / CLQ-RCWQ10 /

CLQ6315

90

Distribución de ensayos para evaluación

pudriciones de mazorca y sequia

Ensayo Tipo Ent COL NIC HND PER PAN MEX

01AS-11FPTWCTWQN- Hibridos Triples

Elite 10 2 2 2 2 2 2

02AS-11FPTWCTYQN- Hibridos Triples

Elite 8 2 2 2 2 2 2

03-10FPTWCTWQN- Hibridos Triples 30 2 2 2 2 2

04-10FPTWCTYQN- Hibridos Triples 30 2 2 2 2 2 2

05-10FPSCTWQN- Cruzas de prueba

Etapa I 60 2 2 2 2 2 2

06-10FPESYNTWYQN- Variedades

Sinteticas 8 2 2 1 2 2 2

07-10FPLETWQN Lines endocriadas 25 1 1 1 1 2 2

08-10FPLETYQN Lines endocriadas 25 1 1 2 0 2 2

Pudrición de Maz Líneas dobles

haploides 100 1 1 1 1 0 2

Curso de adaptación de la técnica ELISA

para detección de aflatoxinas y fumonisinas

•Texcoco , Febrero 1-13 de 2010

•Estamos en proceso de elabora un

guía ene español

•Programando entrenamiento para

socios de proyecto

Cuantificación de biomasa del hongo

● Medir la colonización de

plantas utilizando PCR en

tempo real (qPCR)

● Correlación entre biomasa del

hongo y nivel de aflatoxina =

0.85 ** (Mideros et al 2009 Plant Disease 93: 1163)

0

1

2

3

4

Infe

ctio

n

Co

effic

ien

t (lo

g IC

)

2 3 4 5 6 7 8

Aflatoxin (log ng/g)

Componente 2

Principales acciones ● Incremento de semillas de 20 híbridos y

40 variedades de polinización libre (VPL) ya identificados por el CIMMYT y sus colaboradores resistentes a sequía y micotoxinas (ciclo invierno, 2011)

● Preparación y envíos de semilla a las países participantes

● Evaluar resistencia a pudriciones de mazorca por Fusarium y Aspergillus en países participantes (bajo condiciones naturales)

● Análisis de hongos (Fusarium y Aspergillus) y micotoxinas (medio de ELISA) en grano provenientes de ensayos experimentales (manejado por científicos)

Evaluación

participativa de

variedades que

combinen tolerancia a

sequía y resistencia a

pudrición de mazorca

con reducida

acumulación de

micotoxinas en

campos de

agricultores

Semilla producida 2010-2011

Material Entradas Total semilla (kg)

Cruzas simples blancas 30 150

Cruzas simples amarillas 15 75

Cruzas triples blancas 45 1125

Cruzas triples amarillas 28 700

Variedades blancas 16 320

Variedades amarillas 18 360

Lineas blancas 30 90

Lineas amarillas 30 90

Distribución de ensayos para evaluación

pudriciones de mazorca y sequia

Ensayo Tipo Ent COL NIC HND PER PAN MEX

01-10FPSCTWQN- Hibridos Simples 30 2 2 2 2 2 2

02-10FPSCTYQN- Hibridos Simples 15 2 2 2 2 2 2

03-10FPTWCTWQN- Hibridos Triples 45 2 2 2 2 2

04-10FPTWCTYQN- Hibridos Triples 28 2 2 2 2 2 2

05-10FPESYNTWQN- Variedades 16 2 2 2 2 2 2

06-10FPESYNTYQN- Variedades 18 2 2 1 2 2 2

07-10FPLETWQN Líneas 30 1 1 1 1 2 2

08-10FPLETYQN Líneas 30 1 1 2 0 2 2

Lineas Pud Maz Líneas 66 1 1 1 1 1 2

Respuesta de líneas a pudrición mazorca

por Fusarium verticillioides

Entrada Promedio (%)

(CML264 x (CL-04346*CL-02513)-B-69-1-1-B)-B-

41-1-2-B-B-B 1.53

(CML479 x CLQ-RCYQ41)-B-13-1-1-2-B 1.67

S03TLWQ-HG-A-R-10-2-4-3-B-B 3.17

(CL-RCY020xCLQ-RCYQ44)-B-2-1-1-1-B 3.33

CLRCW97 3.93

(CL-RCY020 x CLQ-RCYQ46)-B-2-2-1-1-B 4.00

CLRCY044 5.53

(CL-RCW44 x CL-RCW51)-B-1-1-1-B-B 47.67

89( L/LMBR)11-F2-4-3-1-3-B-B-B-B-#4-B 55.00

90[SPMATC4/P500(SELY)]#-B-95-2-B-B-B-B 55.17

CLQRCWQ124 60.83

Analysis de micotoxinas

Genealogía N Promedio

Aflatoxina (µg/kg

STDEV

CML-254 8 2.42 2.443

CLQ-RCWQ82 8 3.03 3.256

DTPWC9-F31-1-3-1-1-B-B-B 8 3.10 4.386

CML 454 8 3.33 3.520

CL-03613 8 7.32 10.755

CL-03618 8 11.12 9.697 Pob.402HG"B"c2F34-15-1-3-1-2-2-B-B-B-B

8 1118.26 1294.299

La Posta Seq C7-F103-2-2-2-1-B-B-B

8 1163.48 961.291

CML-172 (Susceptible check) 8

1038.28 887.460

VICAM

Detección y cuantificación de Micotoxinas

● Métodos utilizados:

ELISA

VICAM

● 600 muestras de Colombia,

Perú, y México

Componente 3 ● Principales acciones

● Realizar un taller para fortalecer la

capacidad de los participantes y

estudiantes en las metodologías para

evaluar y desarrollar maíz resistente a

enfermedades y tolerante a sequía con

reducida acumulación de micotoxinas

(Manejo de sequia y micotoxinnas –

Enero 2011).

● Enseñar a los participantes métodos

seguros para manipular los hongos

productores de micotoxinas (Enero 2011)

● Desarrollo de metodología para toma y

envió de muestras para análisis de

micotoxinas (en proceso)

Fortalecimiento de la capacidad de los participantes para usar las herramientas y tecnologías de desarrollo de variedades de maíz tolerantes a sequía y resistentes a enfermedades, con menos acumulación de micotoxinas.

Capacitación del miembros

● Curso fueron realizado en

Chiclayo 17 a 21 de enero,

2011

● Manejo de ensayos y

técnicas (métodos) optima

para evaluación tolerancia a

sequia

● Técnicas y métodos para

evaluación resistencia a

pudrición de mazorca

● Técnicas de manejo de

muestras para análisis de

micotoxinas

Manejo de ensayos de sequia

● Campo experimental Vista

Florida de INIA en Chiclayo

● Evaluación de ensayos bajo

sequia manejado y optima

● Riego por goteo

Tesis de estudiantes

● Dos estudiantes de maestría

Colombia

Estimación de parámetros genéticos en cultivares de maíz

(zea mays l.), con tolerancia a sequia y pudrición de

mazorca

México

Mecanismo de resistencia a Aspergillus flavus y

producción de aflatoxinas en maíz (zea mays l.)

Componente 4: Diseminación de tecnología e

información

●Principales acciones ● Elaboración de plan operativo del

proyecto (Chiclayo, Perú -enero 17-21,

2011).

● Realizar un taller para evaluar el

progreso y planificar el proyecto con

todos los participantes (Chiclayo, Perú,

Enero 17-21, 2011).

● Acondicionamiento de lote de sequia en

Perú

● Elaborar hojas informativos de efectos

de micotoxinas a salud (en proceso)

Semilla progenitora de

variedades / híbridos

resistentes producida y

distribuida a los

productores de semilla;

recopilación y

divulgación de

información sobre los

peligros para la salud de

las micotoxinas a los

participantes .

Taller de planificación – Chiclayo, Perú

17-21 de Enero, 2011

• Revisión del actividades de 2010

• Que aprendimos (retos y

oportunidades)

• Planificación de actividades de 2011

Acondicionamiento de lote de sequia en

Perú

● Riego por goteo

● Data loggers

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GRACIAS