Análisis crítico del uso de maíz transgénico en la agricultura

mexicana

Unidad de CongresosColegio de Postgraduados

7 de febrero, 2014

Mejoramiento genético de maíz con biodiversidad

Fernando Castillo González

http://isaaa.org/resources/publications/biotech_crop_annual_update/download/01%20Soybean%202013.pdf

País millones haUSA 29.5Brazil 23.9Argentina 20.2 73.6 Mill ha (subtotal)ParaguayCanadaUruguayBoliviaSouth AfricaMexicoChile Costa Rica.

2012 Soybean80.7 millones de hectáreas de soya GM

¡¡¡No está China ni SE asiático!!!Su centro de origen

http://isaaa.org/resources/publications/biotech_crop_annual_update/download/02%20Maize%202013.pdf

País Millones haUSA 34.1Brazil 12.1Argentina 3.3South Africa 2.4Canada 1.6 53.5 Subtot.SpainPortugalCzechiaRomania Slovakia 0.129071 Subtot (Europa)

2012 Maize55.1 millones de hectáreas de maíz GM (17 países)

¡¡Aún no está México!!Su centro de origen

País Millones haIndia 10.8

USA 4.4

China 4.0

Pakistan 2.8 22 Mill ha (subtotal)Argentina

Australia

Brazil

MexicoMyanmar

Burkina Faso

Sudan

Paraguay

Costa Rica

Colombia

South Afric

2012 Algodón24.3 millones de hectáreas de algodón GM

http://isaaa.org/resources/publications/biotech_crop_annual_update/download/03%20Cotton%202013.pdf

Aparece México ¡por decisión en los 1990’s!Su centro de origen

2012 Canola9.2 millones de hectáreas de canola GM

País Millones haCanada 8.4 USAAustralia Chile

http://isaaa.org/resources/publications/biotech_crop_annual_update/download/04%20Canola%202013.pdf

Interrogantes sobre el maíz GM

• No garantiza incremento de productividad

• Precios crecientes de semilla• No se reduce el uso de pesticidas

¿por qué la insistencia en autorizarlo en el centro de origen?

Área sembrada con maíz en México. Grano + forraje

año Superficie (ha)

2009 8,217,741 2010 8,396,3262011 8,239,4542012 8,027,729

80 – 85 % sembradas con semillas nativas (criollos) (landraces)

Poco factible de cambiar esa cifra por: • Extremada variación ecológica• Fraccionamiento del área cultivada• Semilla híbrida cada vez más cara, etc.

http://www.bing.com/images/search?q=conabio+mapa+maiz+diversidad+&qpvt=conabio+mapa+maiz+diversidad+&FORM=IQFRML#a

Diversidad del maíz es inmensa. Énfasis en razas, pero la variación es de naturaleza continua y en cada sitio de cultivan varios tipos (2 pobns / hogar)

Areas de domesticación de plantas (4)Areas primarias de diversidad (10)Areas secundarias de diversidad (8)

Hawkes 1983, In Hoyt 1988

Domesticación y desarrollos históricos

Otros pendientesMaízFrijolJitomateAlgodónCalabazaCacaoVainillaTabacoEtc.

Herrera et al. 2004. Agrociencia 38(2); González 2007 (tesis CP)

Div

ersi

dad

del S

-E E

do. M

éxD

iv. A

ltipl

ano

Méx

. o

tras

áre

as

Las variantes del maíz de una micro-región y sus comunidades son diferentes a las de otra regiones con ecología semejante

Chalqueño Crema

Chalqueño Palomo

Ancho y Cacahuacintle

Elotes Chalqueños

Diversidad del maíz nativo. En el sureste y en Ayapango, Edo. México.

Compleja en formas - usos y en su dinámica

Herrera et al. 2004; González, 2007

Diferentes usos Diversificación Atole Tortillas tlacoyos

Pozole tortillas

Tamales tortillas

Tortillas

Diferencias físicas y químicas de grano

Aprendizajes y estrategia sugerida para mejora genética de criollos

1.Diversidad genética del maíza) En comunidades de agricultores está constituida por

varios tipos: variantes morfológicas dentro de raza e incluso varias razas y muchas formas intermedias

b) Las variantes determinadas por: • factores antropocéntricos (usos culinarios y culturales) • factores ecológicos (riesgos meteorológicos o variantes

de suelo)a) Cada variante morfológica obedece a una necesidad o

propósito específico. Deben conservarse todas las variantes del maíz en cada comunidad

b) Existen múltiples poblaciones ‘diferentes’ de cada variante morfológica, en una comunidad (cada hogar mantiene sus semillas por selección en cada año)

Pocos estudios de diversidad del maíz a nivel de comunidad

AUTORES ÁREALouette 1997 Cuzalapa, Jal. Herrera et al. 2004 Sureste, Edo MéxCamacho y Chávez. 2002Canul 2009

Yaxcabá, Yuc. (cerca de Chichen Itzá). Proyecto IPGRI

López et al. 2005 Istmo de TehuantepecAngeles et al. 2010 Molcaxac, PueblaRincón et al. 2010 Estado de Coahuila Muñozcano, 2011 Santa María Tataltepex, Oax. Mixteca

Coefficient0.11 0.43 0.76 1.08 1.41

EdoMéx.MW

EdoMéx. EdoMéx. EdoMéx. EdoMéx. EdoMéx. EdoMéx. EdoMéx. EdoMéx. Oax D.F EdoMéx. EdoMéx. EdoMéx. EdoMéx. EdoMéx. EdoMéx. D.F EdoMéx. EdoMéx. EdoMéx. D.F Hgo EdoMéx. EdoMéx. Oax Oax Oax Oax Oax Oax Oax Oax Oax Oax EdoMéx. ## EdoMéx. Mich. EdoMéx. Gro. Mich. Oax Oax Tams EdoMéx. Pue Oax Oax D.F Oax Oax Hgo Oax Oax Oax Oax Hgo Oax Hgo Gro. Gro. Gro. Gro. Oax Gro. Gro. Gro. Gro. Gro. Gro. Gro. Gro. Gro. Gro. ## EdoMéx. Oax EdoMéx. EdoMéx. EdoMéx. EdoMéx. EdoMéx. EdoMéx. Oax EdoMéx. Hgo Pue Hgo EdoMéx. Oax Hgo Hgo Pue Oax Hgo Hgo EdoMéx. Hgo Pue Oax Oax Hgo Pue Hgo Oax Pue Pue Pue

Análisis de conglomerados

cónico

pepitilla

ancho

Distancias Euclidianas promedio

Desempeño del cultivo del maíz

Patrimonio genético

Y = G + E + IGxE

condiciones del cultivo +

Cada componente puede mejorarse

Estimación de aportación por mejora genéticas o por mejora de prácticas de cultivo: ¡¡¡50% c/u!!!

Duvick. 2005

Turrent

2. Para mejorar el rendimiento puede lograrse por varias vías

a) Detectar a las poblaciones de mayor rendimiento dentro de cada grupo de morfología semejante. Evaluación en campo• Expectativa: con el 20% de mayor rendimiento, su

promedio supera ±15% sobre la media global del grupo de poblaciones con morfología semejante

• Promover esas poblaciones

4.6 6.5 ton/ha

5.5

6.3 ~ 16% gain

5.44.04.7

5.3 ~ 15% gain

4.6 6.35.2

5.8 ~ 11% gain

Ganancias: detección del 20% con mayor rendimiento, dentro de cada tipo morfológicoE

valu

ació

n pa

rtici

pativ

a en

4 s

itios

Her

rera

et a

l. 20

04, 2

013

2. Para mejorar el rendimiento puede lograrse por varias vías

b) Selección participativa de semilla: colaboración productor-investigador

Ganancias esperadas: >1% incremento potencial de rendimiento < 1% Reducción de pudrición de mazorca < reducción altura de planta, etc.

“Acompañar” al agricultor en el proceso de la evolución del maíz bajo

domesticación

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 20103.0

3.2

3.4

3.6

3.8

4.0

4.2

4.4 Chalqueño

Chalqueño

RendGr = -165.7002 + 0.0845027(año) Chalqueño

ton/ha

Año de selección

Respuesta a la selección masal participativa para rendimiento.Sureste Edo Méx

Chalqueño (respuesta promedio de nueve poblaciones): 2.18%, equivalente a 84.5 kg/ha/año

Evaluación en tres sitios, 2011 y 2012

Respuesta a la selección: 2.2 % anualPromedio de 9 poblaciones

Ren

dim

ient

o de

gra

no (t

oh/h

a)

Zambrano, 2013

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 20101.54

1.55

1.56

1.57

1.58

1.59

1.60

1.61

1.62

1.63 Chalqueño

Chalqueño

AltMz = 15.740109 + -0.007049(año) Chalqueño

m

Año de selección

Respuesta a la selección masal participativa, altura de mazorcasureste del Edo Méx

Chalqueño (respuesta promedio de nueve poblaciones): -0.44%, equivalente a -0.70 cm/año

Evaluación en tres sitios, 2012A

ltura

de

maz

orca

(m)

Respuesta a la selección: -0.44 % anualPromedio de 9 poblaciones

Zambrano, 2013

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 201010.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

22.0

24.0

26.0

28.0

30.0

Chalqueño

Chalqueño

PudMz = 2282.9001 + -1.125675(año) Chalqueño

%

Año de selección

Respuesta a selección masal participativa, pudrición de mazorcaSureste Edo Méx

Chalqueño (promedio de nueve poblaciones): -4.82%, equivale a -1.13 % de mz con pud/año

Pud

rició

n de

maz

orca

(%)

Evaluación en tres sitios, 2012

Respuesta a la selección: -4.8 % anualPromedio de 9 poblaciones

Zambrano, 2013

Población Alelos/ locus loci polimórf. (%)

Diversidad (heterocigosis

esperada)FG-1997 2.8235 88.24 0.4156FG-2011 2.5882 88.24 0.3875

IC-1997 2.8235 88.24 0.3901IC-2010 2.7647 88.24 0.3649

MMO-1997 2.9412 94.12 0.4302MMO-2011 2.8824 88.24 0.4117

MC-1997 2.8235 94.12 0.3603MC-2011 2.8235 88.24 0.3689

SA-1997 2.8824 94.12 0.4339SA-2007 2.5882 88.24 0.3718

Diversidad genética , polimorfismo en 17 loci enzimáticos Cinco poblaciones de maíz, Chalqueño, en sus versiones en fase temprana y la más reciente de selección participativa en el sureste del Estado de México. 50 plantas por cada población y cada versiónLa diversidad genética de las poblaciones se conserva en buena medida en el proceso de selección masal participativa

Análisis de Conglomerados. frecuencias de 17 alelos isoenzimáticos. 5 grupos, cada una de las poblaciones de maíz nativo (colección original) se agrupó con su equivalente (población ciclos de selección masal participativa),Después de 14 generaciones de selección masal participativa dirigidos específicamente a caracteres agronómicos deseables, se ha mantenido su identidad genética, además de conservar su diversidad genética.

Selección participativa con tamaños de población > 250 plantas. Mantiene la diversidad genética de las poblaciones nativas

2. Para mejorar el rendimiento puede lograrse por varias vías

c) Cruzas con criollos de otras regiones con semejanza morfológica: colaboración productor-investigador

Ganancias esperadas: >15% incremento potencial de rendimiento

por heterosis

3) Cruzas entre criollos semejantes, de diferentes regiones; 10-15% mayor rendimiento

Criollos de diferente sregiones, en expectativa, genéticamente divergentes Maíces del SE edo. México cruzados con equivalentes de otras regiones.

PueblaChalco

Cross F1

58

Ayapango, Méx

Selección masal en mejorespobns >1%/año1)

2)

Cruza de pobnsgenéticamente divergentes 10-15%

3)

Detección de mejores pobns15-20%

Variación de diversidad genética en estratos

Se puede acumular ganancia en rendimiento por mejoramiento participativo

1950’s1930’s

Domesticación del maíz (hace 7000 años)

Manejo de Poblacionesnativas(criollas)6 millones ha

Complejo

Conservación y mejoramientoIn situ

Híbridos y Vars1.5 millones ha

Simplificación

“Mejoramineto convencional”•Acopio y conservación ex situ•Aprov. de diversidad: Fuentes de germoplasma Heterosis y atributos

Recursos genéticos del maíz,Elemento estratégico para el Desarrollo de la agricultura maiceraEn ambas vías históricas

Como centro de origen:Mejorar evolución

bajo domesticaciónCambio climático en

el contextoconstruir estrategias

ad hoc

Desempeño del cultivo del maíz

Patrimonio genético

Y = G + E + IGxE

condiciones del cultivo +

Cada componente puede mejorarse

Estimación de aportación por mejora genéticas o por mejora de prácticas de cultivo: ¡¡¡50% c/u!!!

Duvick. 2005

Turrent

Estimando a la producción de maíz con semilla nativa (criolla) en 12 millones de toneladas en México

25% de incremento por mejora en base al patrimonio genéticos

25 % por mejora de la condición del cultivo

Implica aumento de la producción en seis millones de toneladas

En una extrapolación moderada en 4 – 5 años, pero factible

Núm. de hectáreas Núm. Productores Porcentaje2003 20040 – 1 530,392 524,811

96%1 – 2 549,201 522,086

2 – 5 577,594 543,836

5 – 10 207,139 201,41610 – 18 45,363 45,094

4%18 – 50 23,882 25,84150 – 100 3,788 4,359

> 100 1,155 1,507Totales 1,938,514 1,868,950 100%

Estratificación de productores de maíz por superficie. PROCAMPO.

Fuente: Apoyos y Servicios a la Comercialización (ASERCA), 2006

Estrategia: Trabajo en cada comunidad

Establecer sitios piloto explorando variación agroecológica• Estudiar la diversidad del maíz y su dinamismo y

relaciones socioeconómicas -culturales• Intervenir para mejora de productividad y otros beneficios:Mejoramiento participativoEstudiar potenciales de usos culinarios y nutracéuticosProductos “secundarios del maíz”Organización de productores para la transformación del

la producción del grano de maíz u otras estructurasOrganización de productores para mejor

comercialización• Mejora del medio y de las prácticas de cultivo

Pasos siguientes: multiplicación en cascada por evidencia de resultados tangibles

Investigación y mejoramiento participativo Generador de resultados científicos y aportaciones

a la productividad y calidad de los cultivos con base en recursos locales

Soluciones y fortalecimiento de proceso productivos con carácter endógeno

Personal técnico para promover la producción (extensionistas) con visión de valorar y aprovechar recursos locales (más aportaciones del exterior con pertinencia)