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Estado de los Recursos Fitogenéticos en Colombia
Gustavo Adolfo Ligarreto Moreno
Contenido
1. Antecedentes de la domesticación de especies e impacto del mejoramiento genético
2. Estado de arte de los recursos fitogenéticos
3. Conclusiones y perspectivas
PBR 20804 Intro
Domesticación
Domesticación por mejoramiento genético
‘genético’: cualidades heredadas, en contraste con mejores prácticas de cultivo
‘mejoramiento’: ¿Qué es mejor? Depende a la demanda de los consumidores, cultivadores, factores de estrés biótico/abiótico, …
Domesticación
Selección por campesinos/agricultores
Variedades criollas/Landraces (heterogéneas)
Mejoramiento actual Cultivares modernos
(homogéneos)
El impacto del mejoramiento moderno
1400 1900 2000
Rendimiento de trigo en Europa
Efecto de la mejora genética y de las mejores prácticas de cultivo
1. Cultivos más efectivos
Variedades criollas (Landraces): heterogéneas
Cultivares modernos: homogéneos y menos diversos entre parcelas comerciales
¿Nuestra diversidad genética está en peligro?
1. Cultivos más efectivos
El impacto del mejoramiento moderno
2. Empobrecimiento genético
¡Erosión genética!
Especies silvestres
Cultivos primitivos, domesticados
Variedades criollas
Cultivares modernos
El impacto del mejoramiento moderno
Sin embargo …. por supresión de barreras de hibridación
Conservación de recursos genéticos
Centros de Recursos Genéticos
Arroz: IRRI
Papa: CIP Trigo: GRIN, Small Grain Centre; CIMMYT
Centre for Genetic Resources, Wageningen, Netherlands
Fríjol, arroz, yuca, pastos:
CIAT
El impacto del mejoramiento moderno
Cultivares homogéneos versus cultivares heterogéneos
Estabilidad de rendimiento (sobre todo en ambientes heterogéneos)
Menos vulnerabilidad frente a enfermedades
El impacto del mejoramiento moderno
Ventaja de la heterogeneidad:
Desventaja de la heterogeneidad:
Mayor heterogeneidad del producto final Mayor dificultad para cosecha mecánica La protección de los derechos de obtentor require de homogeneidad
Especies vegetales usadas en la alimentación
¡ La humanidad depende de mucho menos del 1% de las especies vegetales descritas!
Potencialmente comestibles
30.000
Colectada y cultivadas para alimentación
7.000
Suministran el 95% de las calorías y proteínas
30
Suministran el 66% de calorías y proteínas
3
Soya
Banano/ Plátano
Batata Caña de azúcar
Fríjol
Maní
Yuca
Papa
Millo/ Sorgo
Maíz
Arroz
Trigo
Base alimentaria
Modelo “Revolución verde”
AGRICULTURA EMPRESARIAL
G = Alta capacidad productiva A = Empleo intensivo de insumos externos GxA = Privilegia la adaptabilidad amplia
Favorecido por el desarrollo de la industria petroquímica. No sostenible
Función productiva: Modelo sostenibilidad
G = Alta productividad, resistencias y eficiencia ingreso
A = Menor uso de agroquímicos costos
GxA= Compromiso entre estabilidad y adaptabilidad Ampliación base genética
F = G + A + G x A
Enfoques actuales en la función productiva
• Uso eficiente del agua y de nutrientes
• Tolerancia al calor y frío
• Agricultura protegida
• Agricultura de precisión
• Nuevos usos de las especies vegetales
• Sistemas sostenible de cultivo
• Utilización integral de la biodiversidad
• Pasaporte
• Inventario
• Conservación
• Caracterización con marcadores morfológicos, fisiológicos,
bioquímicos y moleculares, citogenética,genómica funcional, proteómica, metabolómica y secuenciamiento
• Premejoramiento
Elegir el germoplasma de partida, con valores promisorios para los caracteres relevantes
Documentación y disponibilidad de información
Wild Potato Atlas
Variedades mejoradas
Especies silvestres
Diversidad ecológica
Diversidad
genética
Diversidad cultural
Aspectos ambientales y de pobreza
Marco regulatorio
Exploración Colección
Caracterización Evaluación
Ligado a: Mejoramiento Uso directo Procesamiento
Información Documentación
Conservación:
Ex situ In situ
Meta y Alcance de la Conservación
Asegurar Fondos
Ciencia y tecnología
Restauración: Desde 1998, >1000 entradas diferentes han sido devueltas a 30 comunidades
en los Andes …colaboracion con > 15
bancos comunales
Líneas y poblaciones del mejorador
Variedades mejoradas
Diversidad disponible para mejoramiento/uso directo
Diversidad in situ
Colecciones de germoplasma Ex situ
Exploración y colección
Evaluación y pre-mejoramiento /genetic enhancement
Mejoramiento, Lanzamiento de variedades,
& distribución de semilla
Reflexiones:
• Problemas de degradación medioambiental (conflicto de propiedad).
• El agua factor geoestratégico.
• Pérdida de recursos alimenticios en la cadena agricultor-consumidor, Problema ambiental y sobreexplotación de los recursos naturales.
Reflexiones:
• Consumo de energía del sector agroalimentario.
• La conservación y uso de los RFG se facilita y se nutre con la construcción de relaciones de confianza con las comunidades mediante procesos de acompañamiento acordes a sus dinámicas y necesidades locales.
Contenido
1. Antecedentes de la domesticación de especies e impacto del mejoramiento genético
2. Estado de arte de los recursos fitogenéticos
3. Conclusiones y perspectivas
RECURSOS FITOGENÉTICOS
• Material de valor por su contenido genético
• Base del fitomejoramiento y la producción agrícola
• Atributos de valor y características ecofisiológicas (plasticidad fenotípica, G x A)
MATERIALES CONSERVADOS
• Complejo silvestre-arvense*
• Especies relacionadas*
• Variedades de agricultor
• Variedades obsoletas
• Variedades mejoradas
• Materiales especiales
Complejo silvestres-arvenses
• Silvestres crecen espontáneamente en ecosistemas no intervenidos
• Arvenses crecen espontáneamente en ecosistemas intervenidos o cerca de éstos
• Sobrevivencia en condiciones adversas bióticas y abióticas
• Base genética amplia
VARIEDADES DE AGRICULTOR
• “Locales”, “primitivas”, “folclóricas”,”landraces” – Sometidas a procesos selectivos conscientes e
inconscientes miles de años
– Base del desarrollo de los cultivos
– Amplia estabilidad, baja adaptabilidad general
• Legado de recursos genéticos seguridad alimentaria
Estado de arte de los RFG en Colombia
• Colombia : Superficie continental = 114.17 millones de hectáreas = 0.77% del área terrestre mundial = 10% de especies vegetales • Riqueza biológica, atribuida a:
1. la posición latitudinal y su localización en la franja tropical ecuatorial = condiciones climáticas, geomórficas y fisiográficas especiales = más de 20 ecosistemas diferentes. 2. Complejidad orográfica de sus regiones naturales 3. Convergencia de áreas de especiación amazónica y andina 4. Convergencia de la especiación de las biotas de Centro y Suramérica
Conformación SBGNAA
• Convenio sobre la Diversidad Biológica
Principio de la soberanía de los países sobre sobre los RG
• 1994 SBGNAA, a partir de colecciones de trabajo del DIA, ICA, mediante convenio tripartito MADR – ICA - Corpoica.
• Corpoica: conserva semillas ortodoxas a -20oC, en campo en diversas localidades del país y algunos duplicados in vitro.
• 18 entidades nacionales manejan bancos de RFG ex situ.
Entidades colombianas con bancos de germoplasma vegetales
E. Privada Acce.
Cartón de Colombia
790
Cenicafé 4.100
Cenicaña 1.293
Coltabaco 1.351
Conif 391
Unipalma 319
E. Pública Grupo especies Accesiones
CVS Forestales 99
ICA-Corpoica Agrícolas 17.138
Sinchi Amazónicas 202
U. de Antioquía Ornamentales 92
U. de Caldas Frutales 101
UN, Bogotá Papa y cultivos A. 551
UN, Medellín Frutales tropicales 250
UN, Palmira Hortalizas 1.200
UPTC Frut. fores y orn. 31
U. de Córdoba Hortalizas, ñame
Secr. de Agri. Valle Chontaduro
U. de Nariño Uchuva
Centro Internacional de Agricultura Tropical, Cali, Colombia. Fundado en 1967 Mejoramiento de los cultivos de la agricultura tropical de las tierras bajas de América Latina. La investigación comprende el arroz, los frijoles, la yuca, los forrajes y los pastos.
5.728
18.13831.718
Cassava
Forages
Bean
Conservación ex situ
• Colecciones nacionales Accesiones conservadas = 27.900 Nº de especies =350 Germoplasma foráneo = 53,4% Germoplasma colectado= 46,6%, nativo, criollo, silvestres • Colecciones SBGNAA, Corpoica Acc. conservadas = 17.017 = 12.000 a -20oC, duplicado = 3.205 en campo = 1.387 duplicados in vitro, 1000 vegt.
Especies diferentes por taxones incluidas en SBGNAA
Especie Sistema de
conservación
Número de
accesiones
diferentes
Material
nacional
Material
extranjero
Tipo de
material
1/
Musáceas Campo, IV 193 136 57 VM, VA
Maíz Semilla 4200 2200 2000 VA, VO, VC
Soya Semilla 1234 525 709 INT, VC, LM
Algodón Semilla 824 638 186 VA, VO, VC,
SIL
Papa Veget., Semi,
IV
1980 1191 789 VA, VO, VC
Tomate Semilla 604 89 515 VA, VO, VC,
SEL, ESR
Cacao Campo 419 257 162 VC, VA,
Palma de
aceite
Campo 64 21 43 INTR, SIL
(noli)
Conocimiento de la variabilidad genética, SBGNAA
Especie Nº
Acce.
Eval. CMor. CBq EFis. CMol. CQui. PRE
Musáceas 193 148 148 39 134
Maíz 4200 2053 230
Soya 1234 949 949
Algodón 824 546 546 286
Papa 1980 980 980 6 40 752 +
Tomate 604 398 398
Cacao 419 419 43
Palma de
aceite
64 64 64
Frutales con valor agregado y de uso, SBGNAA
Especie Nº. Acc. Eval CMor CBq EFis CMol CQU Pre
Aguacate 67 + 224 2/ 284 60 60
Cítricos 281 3/ 100 51 3/ 5/
Guanábana 63 41 41 41
Guayaba 176 53 27 27 4/ 5/
Lulo 110 110 110 110 2 121 + *
Mango 137 73
Mora 24 24 24 5/
Papaya 176 34
Papayuela 87 63 63 +
Passifloras 170 152 50 52 +
Plát.-
banano
193 148 148 10 134
Piña 60
Tomate de
A.
141 53 53 67 + *
Uchuva 107 107 107
Total,
% del total
2 016 1 242
61.60
659
32,68
110
5,46
12
0,60
577
28,62
Frutales con valor agregado, conservadas por algunas universidades y entidades privadas
Especie Entidad Nº. Acc. Eval CMor CMol CQU
Frutales
caducifolios
UPTC 31 31
Feijoa Cenaf 1 500 1 500 15
Frutales
varios
UN Medellín 250 250
Lulo U. Cauca- CIAT 42 42
Mora UN Palmira 27 27 27 27
Pasifloras
U.Caldas, Biversity
U. de Nariño
106
99
106
99
106
Pitahaya UN Palmira 292 292 45 13
Tomate de
árbol
U. de Nariño 56 56
Uchuva U. de Nariño
UN Bogotá
UN Palmira
18
55
220
18
220
18
55
24
18
63
18
55
24
Total,
% del total
2 696 2223/2696
82,46%
515/ 2696
19,10
153/2696
5,68
299/2696
11,09
UTILIZACIÓN POTENCIAL GENÉTICO
• Disponibilidad base genética amplia • Colecciones representativas diversidad, variabilidad • Conocimiento de los atributos presentes en los
materiales • Premejoramiento: Frutales andinos, papa, palma de
aceite, café, caña de azucar
SUBUTILIZACIÓN RG
• Falta de documentación
• Base genética estrecha en algunas colecciones
• Pocas acciones de premejoramiento
• Desconocimiento variabilidad en algunas colecciones
Limitantes en conservación y uso
• Los énfasis en las colectas por región son diferentes
• No hay comunicación fluida entre las instituciones que realizan las colectas
• Hay falencias en los sistemas de documentación de las colecta, no se usan los descriptores estandarizados
• Programas de conservación en las regiones Amazónica, Pacifica Caribe y Orinoquía, pero falta mucho por hacer en inventarios
Contenido
1. Antecedentes de la domesticación de especies e impacto del mejoramiento genético
2. Estado de arte de los recursos fitogenéticos
3. Conclusiones y perspectivas
Conclusiones y perspectivas
• En Colombia existen bancos de germoplasma de RFG, en entidades diversas, tanto de especies nacionales como foráneas, con la presencia de colecciones mundiales en el CIAT, correspondiente a taxones de seguridad alimentaria y pastos y forrajes.
• En el conjunto anterior se incluye el SBGNC, financiado con dineros públicos suministrados por el MADR.
• Las colecciones de RFG son importantes para apoyar el desarrollo de procesos agrícolas, al tomar en consideración que no hay acceso libre de RG.
Conclusiones y perspectivas
• Los procesos de valor agregado le confieren valor de opción y de utilización al capital biológico en conservación. También permite la búsqueda de atributos para los retos futuros, que incluye entre otros, seguridad alimentaria, cambio climático, sostenibilidad, uso eficiente del agua, bioenergía y usos nuevos de la biodiversidad.
• El país necesita consolidar un inventario in situ y ex situ actualizado de los RFG, actividad que deben liderar el ICA y Corpoica como entidades administradoras de los RFG.
