REPORTE DE PROYECTO - gob.mx · Septiembre 2017 REPORTE DE PROYECTO Liberación de variedades comerciales de caña de azúcar CONADESUCA Comite Nacional para el Desarrollo Sustentable

Septiembre 2017

REPORTE DE PROYECTO

Liberación de variedades comerciales de caña de azúcar

CONADESUCAComite Nacional para el DesarrolloSustentable de la Caña de Azúcar

ContenidoINTRODUCCIÓN

ANTECEDENTES

PROBLEMÁTICA

DESCRIPCIÓN

RESULTADOS

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFÍA

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4

6

6

7

9

10

Av. Insurgentes Sur 489 Piso 12, Col. Hipódromo Condesa, Del. Cuauhtémoc, Ciudad de México, C.P. 06170, Tel.: (55) 38 71 83 00 ext. 20031

REPORTE DE PROYECTO

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En México, el mejoramiento genético de caña de azúcar se realiza en la estación de Hibridación en Rosario Izapa, Chiapas, a través del uso de

semilla sexual.

INTRODUCCIÓN

En México, los trabajos de genética en caña de azúcar, iniciaron en 1943 en el Potrero, Veracruz, continuando en forma sistemática en 1952 en la Estación Nacional de Hibridación, que más tarde en 1956, se transformó en el Instituto para el Mejoramiento de la Caña de Azúcar (IMPA), que desapareció en 1990 con la privatización de los ingenios azucareros (García, 1984).

Los �tomejoradores buscan ante todo, que las nuevas variedades se adapten a las condiciones edafológicas y de clima de la zona, para que puedan sobrevivir y mostrar su máximo potencial. Además de su adaptabilidad, estas variedades deben satisfacer una serie de requerimientos de parte de los agricultores, para hacer económica su explotación en campo y en fábrica.

En México, el mejoramiento genético de caña de azúcar se realiza en la estación de Hibridación en Rosario Izapa, Chiapas, a través del uso de semilla sexual. Los trabajos de hibridación en los últimos 60 años, han permitido la liberación de más de 150 variedades mexicanas, que ocupan un 55% de la super�cie sembrada del país; el 45% restante, se encuentra sembrado con variedades extranjeras, gracias al Programa de

INTR

ODUC

CIÓN Intercambio e Importación de Variedades

que mantiene la Cámara Nacional de la Industria Alcoholera y Azucarera (CNIAA), (CIDCA, 2017).

El Comité Nacional para el Desarrollo Sustentable de la Caña de Azúcar (CONADESUCA) y el Centro de Investigación y Desarrollo de la Caña de Azúcar A. C. (CIDCA) en coordinación, han sentado las bases y retomado esta actividad, realizando cruzamiento de diversas variedades y, posteriormente, evaluando los híbridos en diferentes zonas agroclimáticas del país.

En las siete regiones cañeras de México, existe una gran diversidad de condiciones agrometeorológicas y de tipos de suelo, que inter�eren en el comportamiento de rendimiento y producción de las variedades, llegando a tener diferentes desarrollos de una región cañera a otra, por lo que resulta trascendente el contar con variedades adecuadas para cada zona. Dicho proyecto representa el insumo necesario para lograr en un mediano plazo la obtención de variedades que reactiven la productividad de la agroindustria.


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Los estudios más consistentes para la producción de variedades comerciales, adecuadas a las condiciones naturales de las regiones cañeras de México, dieron inicio en 1949, cuando la Unión Nacional de Productores de Azúcar, S.A. de C.V. (UNPASA), fundó la o�cina de Campos Experimentales, que más tarde (en 1956), se transformó en el Instituto para el Mejoramiento de la Producción de Azúcar (IMPA), con seis campos experimentales regionales y una estación de hibridación.

A partir de 1949, el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), cedió en comodato al IMPA y la CNIAA, terrenos para la única Estación de Hibridación de Caña de Azúcar en México, en el Campo Experimental Rosario Ixapa, Chiapas. En el transcurrir de casi medio siglo, el IMPA se convirtió en el organismo rector de la tecnología agronómica aplicable a la industria azucarera nacional, pues tan solo en el área de variedades y, a 27 años de su clausura (aún en la actualidad), se cultiva casi el 70 % de la super�cie total de todos los ingenios del país con materiales producidos por el instituto.

En el periodo de 1954 a 1969, el IMPA evaluó aproximadamente dos millones de híbridos, de los que se lograron seleccionar 14 variedades de caña que alcanzaron con muy buen éxito el cultivo comercial; lo que equivale a producir una variedad

mejorada por cada 143,000 plántulas híbridas evaluadas.

La alta productividad azucarera se inicia en el campo cañero, con el empleo de variedades mejoradas de elevado potencial agroindustrial, resistentes a plagas y enfermedades; ésta, es la técnica más e�caz para incrementar los rendimientos, pues está sola acción, signi�ca el aseguramiento del 50 % de todos los factores que intervienen en el rendimiento de caña en campo, al introducir alguno de estos materiales al cultivo comercial.

Antecedentes

La alta productividad azucarera se inicia en el campo cañero, con el empleo de variedades mejoradas de elevado potencial agroindustrial.


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En México, la investigación y desarrollo tecnológico en cuestión de variedades ha sido un tema poco abordado y, actualmente, se encuentra en proceso de

ser retomado debido al gran impacto que podría representar en el sector.

Problemática

La obtención de una variedad requiere del trabajo integrado de: genetistas, �topatólogos, entomólogos y �siólogos; pero para explotar mejor el potencial de los diferentes tipos de acción génica, es necesario saber combinar el recurso genético; agrupando sus bene�cios, una buena plantación de caña de azúcar, potenciando la con�guración de las actividades metabólicas o morfológicas de sus genes y su interacción �siológica positiva con ambientes especí�cos, darán como resultado, la manifestación de la producción de caña, azúcar y una mayor resistencia a plagas y enfermedades.

En México, la investigación y desarrollo tecnológico en cuestión de variedades ha sido un tema poco abordado y, actualmente, se encuentra en proceso de ser retomado debido al gran impacto que podría representar en el sector. Con la desaparición del IMPA, el Estado quedó sin la institución encargada de la investigación para coadyuvar en la problemática que enfrenta la caña como cultivo de alta prioridad económica y social.

Es importante hacer hincapié, que cuando se hace referencia al término de nuevas variedades de caña, se debe entender que están en una fase de liberación para ser validadas en campo, no debe confundirse con

variedades comerciales (denominados cultivares), que ya se establecen de tiempo atrás en otras zonas del país o internacionalmente, a las que se les valida el comportamiento agronómico en comparación a su lugar de origen

En el país, las variedades más usadas son CP 72-2086, Mex 69-290, Mex 79-431 e ITV 92-1424, que en suma, ocupan más del 70% de la super�cie sembrada. Esta situación describe uno de los problemas más apremiantes que enfrenta el cultivo de la caña a nivel nacional; la falta de nuevas variedades que permitan ampliar las opciones varietales, elevar el rendimiento en campo e industrial y mejorar la competitividad del cultivo. Tal problemática, dio origen al proyecto nacional de mejoramiento genético de la caña de azúcar encabezado por el CIDCA A. C.; el cual, después de más de una década de investigación, dispone de un grupo interesante de híbridos, clones y variedades en etapas avanzadas de mejoramiento y con excelentes características agronómicas e industriales.

También dispone de variedades que, por sus buenos resultados, se encuentran en la fase de validación y, en corto plazo, pudieran convertirse en variedades comerciales. Tomando en cuenta la disponibilidad de material genético avanzado y, atendiendo la problemática de la falta de variedades nuevas de caña con alto potencial de rendimiento, se propone la validación de variedades de caña de azúcar en diferentes agrosistemas de cultivo y bajo condiciones de temporal.


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La selección de nuevas variedades pasa por el proceso de evaluación en las diferentes regiones, con el propósito de estudiar

el comportamiento de las variedades bajo distintos ambientes.

Descripción

El proceso de selección de híbridos para obtener variedades mejoradas para el cultivo comercial, es un proceso largo y costoso. De acuerdo con las normas técnicas adoptadas para el mejoramiento de la producción de azúcar, se requiere de aproximadamente diez años para lograr este objetivo.

En México, las nuevas variedades de caña de azúcar se obtienen por hibridación en el campo experimental de Tapachula, Chiapas, y luego son enviadas para su mejoramiento genético, a los centros experimentales de la caña de azúcar en el país. Al de�nir una variedad, se deben tomar en cuenta las siguientes características básicas:

Alto tonelaje de caña por hectárea, sin decrecer la producción por lo menos hasta el quinto corte,

resistencia a enfermedades de importancia económica para el cultivo como: carbón, roya, mosaico, mancha de ojo, mancha de anillo, raquitismo de las socas y plagas como la Diatraea spp,

amplio rango de adaptación a diferentes ambientes, y

producción de jugos con alto contenido de sacarosa.

La selección de nuevas variedades pasa por el proceso de evaluación en las diferentes regiones, con el propósito de estudiar el comportamiento de las variedades bajo distintos ambientes (González 2011), ya que en diversos estudios, se ha demostrado que el comportamiento de los cultivares varían de acuerdo a las localidades y época de cosecha.

El principal objetivo de la estrategia nacional de mejoramiento genético en caña de azúcar, es

seleccionar variedades adecuadas a las seis regiones agroecológicas del país, a través del trabajo coordinado del CIDCA, una estación de Hibridación, otra de Cuarentena, y once Campos Experimentales Regionales (CER), que atienden a un determinado número de ingenios (Sentíes - Herrera et al., 2014).


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La caña de azúcar representa una de las plantas más interesantes para la producción agroalimentaria, bioenergética e industrial.

Resultados

La Estación Nacional Cuarentenaria de la Caña de Azúcar (ENCCA) se localiza en Tizimín, Yucatán. En ésta, el material genético que se recibe de otros países es evaluado durante 18 meses para con�rmar su sanidad. El material sano es remitido a los diferentes CER, así como al CIDCA. Al Banco de Germoplasma, se ingresa solo aquel genotipo que presenta características sobresalientes para ser usado como progenitor, con el �n de aportar mayor variabilidad para proseguir con el programa de hibridación (Flores-Revilla, 2012).

Los CER se encuentran distribuidos de manera estratégica en las seis regiones agroecológicas de México, lo que ha permitido seleccionar variedades bajo una adecuada presión de selección, propia de cada CER. Estos centros cuentan con todas las fases selectivas y, bajo este programa convencional, se requieren de entre 14 y 15 años para obtener el primer resultado, pero una vez establecido el proceso, cada año se generan nuevas variedades (Flores, 2001). Actualmente, algunos CER ya cuentan con variedades liberadas para el campo comercial como: ATEMex 96-40, ATEMex 98-1, LGM 92-156, ICPMex 92-1420, LTMex 96-10, MOTZMex 91-207 y MOTZMex 91-789 (CIDCA, 2016), por mencionar algunas. En la actualidad, la nomenclatura de las nuevas variedades es designada con las sigla Mex, seguidas del año de generación (año en que se realizó el cruzamiento), y la numeración restante, se determina con base a los rangos asignados a cada CER (Flores-Revilla, 2012).

En años recientes, se ha dado un impulso considerable al desarrollo biotecnológico para el mejoramiento genético de la caña de azúcar. Hasta ahora, ha sido claro que se carece de herramientas moleculares aplicables a este cultivo, y los esfuerzos iniciales por desarrollar una plataforma de etiquetas de secuencias expresadas, ha tenido poco impacto en el mejoramiento de este cultivo (Dal Bianco et al., 2012).

Uno de los grandes desafíos que enfrenta el cultivo de la caña de azúcar para desarrollar estrategias de mejoramiento e�cientes, es la complejidad del genoma, aunado a problemas de baja e�ciencia de transformación genética, inactivación de transgenes, variación somaclonal y di�cultades de los retrocruzamientos (Birch, 2014).

En general, los modelos probabilísticos desarrollados por especialistas en genética estadística, son aplicables solo a especies diploides, y no son aptos para especies poliploides como la caña de azúcar. La contribución de alelos múltiples a caracteres complejos, como el rendimiento, continúa siendo una pregunta sin resolver para la caña de azúcar. Pese a ello, los avances recientes en genómica funcional de este cultivo, han permitido de�nir rutas genéticas importantes para su mejoramiento (Grativol et al., 2014).

Se espera que tanto los protocolos de transformación genética como de mejoramiento genético asistido por marcadores moleculares, se hagan más e�cientes y permitan en un futuro incrementar la capacidad de síntesis de azúcar, de tolerancia o resistencia a embates ambientales y de mayor rendimiento (Dal Bianco et al., 2012).

Debido a su destacada capacidad para convertir la energía lumínica en carbohidratos y su habilidad para acumular sacarosa en sus tallos, además de su fácil cultivo, la caña de azúcar representa una de las plantas más interesantes para la producción agroalimentaria, bioenergética e industrial.

La Estación de Hibridación se encuentra en las instalaciones del CIDCA, ubicado en la Carretera Tapachula-Talismán km 17.5, entre los paralelos 14°57' de latitud norte y 90° 10' de longitud oeste, a 366 metros sobre el nivel del mar. Esta ubicación proporciona excelentes condiciones naturales para obtener Fuzz (semilla botánica) de alta calidad y viabilidad. Cuenta con un banco de germoplasma compuesto por 3,184 variedades; de las cuales, 1,133 son mexicanas y 2,051 extranjeras. Tiene además, 16 bancos de cruzamientos constituidos por un grupo selecto de progenitores. El cruzamiento de estos materiales se lleva a cabo año con año para la obtención de nuevos genotipos potencialmente adaptables a las diferentes zonas agroecológicas de México y también para cumplir compromisos internacionales, dado que el CIDCA trabaja conjuntamente en el mejoramiento genético y selección de variedades con países como Guatemala, Colombia y Venezuela (CIDCA, 2017).


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Resultados

Variedad

VARIEDADES MEXICANAS

CICLOS ProgramaNueva

Siembra(ha)

PLANTA (ha)

RESOCA (ha)

SOCA (ha)

TOTAL(ha)

Mex 69-290Mex 79-431ITV 92-1424Mex 68-P-23Mex 57-473Mex 68-1345ITV 92-373ATEMex 96-40ICPMex 92-1420VariasITV 92-1224ITV Mex 92-1424Mezcla MediaMex 73-1240Mex 80-1410Mex 69-749IMO - 2811JMM 99MEX 95-46Mex 91-662Mex 58-821IMMex 91-589ZMex 55-32LGM 92-156VariedadesMex 68-8068Bco de VariedadesMEZCLA-IMOVARIAS-IMOMex 80-1425ATEMex 03-05SP 72-1861IMMEX95-25MEX-68-2224ATEMex 98-24C 90-530COLPOSCTMex 05-224Mex 76-1239Mex 80-400Mex 83-535MotzMex 00-346PoMex 03-100AGRUPADAS EN OTRASPROMEDIOSUBTOTAL

15,677.38 3,250.85 2,842.45

842.16 864.66

1,536.57 1,049.77

909.81 350.62 375.25 522.00 621.51

0.00 221.60 297.50 214.43 224.76 194.79

53.10 27.50 53.00 11.75 27.00 60.51 18.79

6.33 5.48 0.00 3.35 0.00 0.00 2.02 1.50 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

2,930.91 49.54

33,197.35

25,272.78 5,641.49 4,988.42 2,007.73 1,276.51 2,352.47 1,737.08 1,721.21

957.34 1,099.91

767.00 910.13

39.35 442.03 493.50 338.25 329.13 285.25 172.55

36.33 210.27

31.50 89.75

103.27 27.51

9.27 0.98 2.70 1.40 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

4,112.32 50.31

55,457.43

117,901.55 30,650.16 13,685.52 10,167.21 10,310.48

4,995.98 5,549.71 4,600.97 5,467.41 3,125.64 3,028.60 2,725.29 2,695.70 2,031.26 1,577.92 1,000.44

985.56 854.15

1,095.73 1,037.25

621.88 466.75 382.30 300.50

82.38 27.77 11.02

9.00 2.45 6.50 2.54 0.00 0.00 1.40 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

13,204.54 52.09

238,605.56

158,851.71 39,542.50 21,516.39 13,017.10 12,451.65

8,885.02 8,336.56 7,231.99 6,775.37 4,600.80 4,317.60 4,256.93 2,735.05 2,694.89 2,368.92 1,553.12 1,539.45 1,334.19 1,321.38 1,101.08

885.15 510.00 499.05 464.28 128.68

43.37 17.48 11.70

7.20 6.50 2.54 2.02 1.50 1.40 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

20,247.77 51.51

327,260.34

7,832.05 2,106.71 2,326.70

504.50 414.41

1,207.50 616.50 856.31 440.94 105.12 560.70 249.03

2.61 136.00 114.07

86.17 90.06 78.05

154.20 7.00

78.54 0.00

39.75 13.84

7.53 2.54 1.16 0.00 0.95 0.00 2.36 0.00 0.00 0.00 1.42 1.94 6.71 0.00 2.75 0.00 0.72 0.34

1,623.71 46.77

19,672.89

Variedad

VARIEDADES EXTRANJERAS

CICLOS

Variedades consolidadas a nivel nacional, reporte a la zafra 2014/15

ProgramaNueva

Siembra(ha)

PLANTA (ha)

RESOCA (ha)

SOCA (ha)

TOTAL(ha)

CP 72-2086RD 75-11My 55-14Co 997SP 70-1284Mezcla PrecCP 74-2005NCo 310CP 70-1527CP 72-1210L 60-14SP 74-5203CP 44-101PR 66-2231CP 86-1747CP 80-1743Q 96CP 73-1547Q 68RD 75-10B 43-62CP 94-1100L 79-321

AGRUPADAS EN OTRAS

PROMEDIO SUBTOTAL PROMEDIO TOTAL

27,837.53 3,143.85

896.87 292.68 227.06

0.60 109.23

74.87 252.09 260.77 196.75

11.05 153.86

10.73 104.40

29.00 20.00 46.01

1.00 0.00 0.00 0.00 0.00

144.64

50.46 33,812.99

100.00 67,010.34

44,756.84 5,045.70 1,662.12

496.38 420.62

24.05 235.29 105.20 363.81 429.07 313.66

52.42 218.54

72.40 152.89

73.50 16.65 67.37

5.00 0.00 0.00 0.00 0.00

270.40

49.69 54,781.91

100.00 110,239.34

165,543.66 22,436.92

5,929.83 3,216.05 3,183.48 3,400.74 3,037.36 2,947.21 1,514.81 1,385.99 1,067.90 1,314.13

996.34 648.40 457.80 465.90 446.11 277.42 209.94

8.00 1.19 0.00 0.00

1,003.48

47.91 219,492.66

100.00 458,098.22

238,138.03 30,626.47

8,488.82 4,005.11 3,831.16 3,425.39 3,381.88 3,127.28 2,130.71 2,075.83 1,578.31 1,377.60 1,368.74

731.53 715.09 568.40 482.76 390.80 215.94

8.00 1.19 0.00 0.00

1,418.52

48.49

308,087.56 100.00

635,347.90

18,497.70 1,738.47 1,034.26

123.59 126.33

0.00 89.50 28.00

223.32 98.79 78.43

0.00 58.64 50.99 41.83

6.00 41.48 18.43

0.00 0.00 0.00 0.54 0.00

134.07

53.23 22,390.37

100.00 42,063.26


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Conclusiones

El mejoramiento genético de la caña de azúcar en México, ha permito que más del 50% de la super�cie destinada a este cultivo, la ocupen variedades generadas por dicha iniciativa.

Este programa presenta una estructura bien organizada para llevar a cabo los trabajos de hibridación, evaluación y selección de nuevas variedades de caña de azúcar, esfuerzos que se traducen en materiales mejorados que responden a la problemática agroindustrial y de embates del cambio climático para las distintas regiones productoras del país. Para detonar el gran potencial de este cultivo, y de esta cadena de valor en general, se deben tomar alternativas que estén relacionadas con la producción, rentabilidad y sostenibilidad, con sólidas bases técnicas y cientí�cas, incluyendo aplicaciones biotecnológicas, tales como el cultivo de tejidos, ingeniería genética y la selección asistida por marcadores moleculares, que permitan hacer predicciones genómicas y análisis multivariados que contribuyan a mejorar el sistema de producción de la caña de azúcar en México.

Si bien los rendimientos que se han obtenido con el esquema tradicional de mejoramiento genético han aumentado, el crecimiento anual ha sido de tan solo 0.4%, mientras que en Brasil, los incrementos anuales han sido de 1.5% (Waclawovsky et al., 2010),

indicando que las ganancias observadas en México aún son precarias.

Para lograr avances sustanciales en la generación de nuevas variedades de caña de azúcar que impacten de manera signi�cativa el sistema de producción, es necesario implementar diferentes estrategias de innovación, a través del uso de nuevas tecnologías adaptadas a las condiciones propias en cada ambiente productivo de caña, teniendo en cuenta la sustentabilidad del sistema. Aplicaciones biotecnológicas como el cultivo de plantas in vitro para la propagación de materiales libres de enfermedades, y de alta calidad, uso de modelos estadísticos multivariados para la evaluación y selección de híbridos de nuevas generaciones, y avances en el conocimiento del genoma del género Saccharum, son algunas de las acciones que deben implementarse.

Las variedades en el cultivo de caña de azúcar, son el pilar fundamental donde descansa la industria azucarera, de ahí la importancia de generar y liberar variedades de caña de azúcar que impacten en el aspecto económico de todos los actores de la cadena de producción. Es importante no perder de vista, que con el paso del tiempo, las variedades reducen su potencial de producción por la declinación propia del material genético y las condiciones cambiantes del ambiente en que se desarrollan, haciendo necesario que en cada zona cañera abastecedora de un ingenio se conduzcan experimentos de adaptabilidad de variedades en forma permanente y sistemática, que permitan evaluar y determinar cuáles son las variedades más e�cientes para cada una de ellas.


Las variedades en el cultivo de caña de azúcar, son el pilar fundamental donde descansa la industria azucarera, de ahí la importancia de generar y liberar variedades de caña de azúcar

que impacten en el aspecto económico de todos los actores de la cadena de producción.

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Bibliografía

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García E.A. 1984. Manual de campo en caña de azúcar, Serie divulgativa técnica IMPA, México, 2014.

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