Mejoramiento genético y adaptación al cambio climático

Mauricio Ortiz L.

Centro de Estudios Avanzados en FruticulturaRegión de O’Higgins

www.ceaf.cl

Rasgos que pueden cambiar Disminución del número de días de lluvia Aumento en la intensidad de las lluvias Aumento del número de días con temperaturas elevadas Disminución del número de días con temperaturas elevadas Aumento de la variabilidad climática Mayor frecuencia de sequías Aumento de la humedad del aire Aumento de la nubosidad

Cambio climático

Dr. Fernando Santibáñez, 67° Congreso Agronómico de Chile. Antumapu 2016

Algunos efectos del cambio climático en la agricultura (frutales)

Estudio: “Cambio Climático Impacto en la Agricultura Heladas y Sequía. Informe final. Diciembre de 2013. Oficina de Estudios y Políticas Agrarias

Extensión del área del cultivo hacia el sur, abarcando las regiones de La Araucanía, Los Ríos y Los Lagos.

Aceleración de la fenología de los cultivos, reducción del tiempo de desarrollo y aumento de la precocidad de la madurez.

Probables aumento de la incidencia de plagas y enfermedades dado por el aumento de las temperaturas.

Desarrollar programas de mejoramiento genético para cultivos agrícolas vulnerables al cambio climático, usando herramientas convencionales y moleculares de última generación.

Mantener la sustentabilidad de los sistemas productivos de los pequeños y medianos agricultores, ofreciendo nuevas variedades y/o especies que usen en forma más eficiente el agua y se adapten a las nuevas condiciones ambientales asociadas al cambio climático.

Plan Nacional de Adaptación al Cambio Climático

PLAN DE ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO DEL SECTOR SILVOAGROPECUARIO. 2013

Adaptación de cultivos al cambio climático

Poblacional Evolución adaptativa por

selección natural.

Evolución adaptativa por selección artificial → cambios dirigidos por el mejorador.

Individual Plasticidad fenotípica

De manejo Sistemas de pronósticos Mayor eficiencia de la

fertilización Expansión del área y ventana de

siembra Sistemas de protección

Mejoramiento genético y adaptación de cultivos al cambio climático. Guillermo Eyherabide. 2016

Mejorar la adaptación al cambio climático

Proteger los rendimientos alcanzables: Reducir el impacto de factores limitantes (calor, frío, sequía y

anegamiento) Resistencia genéticas a factores de estrés biótico y abiótico Fenología mejor ajustada a la estación de cultivo Desarrollo de características para mayor plasticidad fenotípica y mayor

estabilidad frente a factores más erráticos e impredecibles.

Mejoramiento genético y adaptación de cultivos al cambio climático. Guillermo Eyherabide. 2016

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Hay que entender los mecanismos detrás de la respuesta a estreses abióticos.

Es importante generar materiales adaptados a las condiciones de Chile.

sales

exceso de agua

falta de de agua

enfermedades

micro-organismos

Portainjertos

Principales especies de Prunus

• Duraznero y nectarino (P. persica)

• Almendro (P. dulcis)

• Cerezo (P. avium)

• Damasco (P. armeniaca)

• Ciruelo japonés (P. salicina)

• Ciruelo europeo (P. domestica)

Híbridos interespecíficos

Cruzamientos dirigidos

Cruzamientos dirigidos

Parentals selection Determination of pollen viability and germination Emasculation Pollination

Ejemplo de híbrido interespecífico

ADAGAF 0403

Estrategia de Selección Propagación clonal in vitro de PROGENIES.

Eficiencia del uso del agua (EUA)

Crecimiento bajo estrés hídrico

Compatibilidad

Resistencia a hipoxia

CEAF 110115CEAF 110105g

Piku 1CEAF 110107CEAF 110109CEAF 110116CEAF 110122

Piku 4CEAF 110106CEAF 110103CEAF 110111CEAF 110101

CEAF 110105eCEAF 110120CEAF 110114CEAF 110110CEAF 110124CEAF 110113CEAF 110118CEAF 110102CEAF 110108CEAF 110117CEAF 110119CEAF 110104CEAF 110112

Mazzard F12/1Marianna 2624

CAB-6P

0 10 20 30 40 50 60 70G

FGFG

EFEFEFEFEF

EFDEFDEFDEFDEF

DEFDEF

DEFCDEFCDE

CDECDECDECDECD

CDC

BAA

Días bajo hipoxia

Geno

tipos

Resistencia a nematodos

XX xx.

PortainjertoNúmero de agallas por

raízNematodos en suelo y raíces

Nematodos por gramo de raíz

Clasificación resistencia*

Adara 0 a 0 a 0 a HR

ADAGAF 0301-12 0 a 0 a 0 a HR

ADAGAF 04-03 0 a 0 a 0 a HR

AGAF 0301-04 0 a 0 a 0 a HR

AGAF 0301-07 0 a 0 a 0 a HR

AGAF 0204-09 2 ab 0 a 0 a R

AGAF 0601-04 1 ab 3 ab 1 ab R

Rootpac® 20 1 ab 37 ab 18 ab R

Garnem 3 ab 57 ab 1 ab R

Nemaguard 6 ab 242 b 5 ab R

AGAF 0006-05 23 b 507 b 18 b MR

Non Pareille 400 c 184.880 c 3.840 c S

Sistema de raíces de portainjertos de cerezo

MaxMa 14 Colt

MaxMa 60 Gisela 6

Equipo CEAF

Gracias!

www.ceaf.cl

Estrategia del Programa de Mejoramiento Genético CEAF

Main objectives for Prunus rootstocks selection Agronomic traits: High vigour or dwarfism (depending on the fruit species)

Compatibility with local varieties

Ease of propagation in vitro and cuttings

Tolerance to cold or heatWater use efficiencyEnvironmental adaptation

Physiological alterations: Root hypoxiaCompatibilityWater stress and salinityNutritional deficiencies

Root-microorganism interaction Pest and Diseases Soil fungi: Phytophthora spp. , Armillaria spp., etc.

Root-knot nematodes, Meloidogyne spp.

Root-lesion nematodes, Pratylenchus spp.

Crown gall, Agrobacterium tumefaciens.

Bacterial canker, Pseudomonas siringae pv. Siringae.

Virus, viroids y phytoplasma. Beneficial microorganisms: Mycorrhizas (PhD thesis, in progress)

Co-obtention materialsSelection Species

AGAF 0006-05 (P. persica x P. davidiana) x P. persica AGAF 0204-09 (P. persica) x (P. dulcis x P. persica). AGAF 0601-03 (P. persica) x (P. persica x P. davidiana)AGAF 0601-04 (P. persica) x (P. persica x P. davidiana)AGAF 0301-04 P. cerasifera clon 8891 x P. persicaAGAF 0301-07 P. cerasifera clon 8891 x P. persica

ADAGAF 0301-12 P. cerasifera clon 8891 x P. persicaADAGAF 0403 P. cerasifera x (P. persica x P. dulcis)

Peach x almond

Plum x peach

Tolerance Nematode resistance

Selection Vigor Compatibility Drought Asphyxia Chlorosis Salinity Agrobacterium Root knot Root lesion

AGAF 0006-05 Med−High Peach and nectarine Unknown Low Low Unknown Low Unknown Low

AGAF 0204-09 Unknown Peach and nectarine Unknown Unknown Med-high Med-high Unknown Unknown Low

AGAF 0301-04 MedPeach, nectarine and

plum Unknown High Med-low Unknown Unknown Very high Unknown

AGAF 0301-07 UnknownPlum and some var.

peach Unknown High Unknown Unknown Unknown Very high Unknown

ADAGAF 0301-12 UnknownPeach, nectarine and

plum Unknown Unknown Unknown Unknown Unknown Unknown UnknownADAGAF 0403 High Unknown Unknown High Unknown Unknown Unknown Unknown UnknownAGAF 0601-03 Unknown Unknown Unknown Unknown Unknown Unknown Unknown Unknown UnknownAGAF 0601-04 Unknown Unknown Unknown Unknown Unknown Unknown Unknown Unknown Unknown

8 new genotypes for evaluation

Co-obtention materials 8 new genotypes for evaluationSelection Species

AGAF 0006-05 (P. persica x P. davidiana) x P. persica AGAF 0204-09 (P. persica) x (P. dulcis x P. persica). AGAF 0601-03 (P. persica) x (P. persica x P. davidiana)AGAF 0601-04 (P. persica) x (P. persica x P. davidiana)AGAF 0301-04 P. cerasifera clon 8891 x P. persicaAGAF 0301-07 P. cerasifera clon 8891 x P. persica

ADAGAF 0301-12 P. cerasifera clon 8891 x P. persicaADAGAF 0403 P. cerasifera x (P. persica x P. dulcis)

Peach x almond

Plum x peach

Agronomy Lab: Cherry rootstocks trial

Information for breeding program

Characterization of six commercial cherry rootstocks under different soil air content

Root growth measurements with minirhizotron

Root production during season

Ca= 21%Ca= 16%Ca= 9%

Agronomy Lab: Cherry rootstocks trial

Production and mortality of cherry rootstocks

Ca= 21%Ca= 16%Ca= 9%

Agronomy Lab: Cherry rootstocks trial

Production and mortality of cherry rootstocks

Ca= 21%Ca= 16%Ca= 9%