El mejoramiento del arroz

Rice improvement The main advantages and disadvantages of the methods most used by plant breeders in their attempt to develop varieties that respond to the needs of rice farmers, millers, consumers, and seed producers of the regional and global rice sector are described and illustrated with examples. Modern rice varieties have been developed using methods of phenotypical selection that little consider molecular structure. Because many of the factors limiting rice production are controlled by a large number of genes, it is increasingly difficult to use conventional selection methods to develop improved varieties. Fortunately, the advances made in molecular biology, genomics, and informatics allow traditional breeding methods to be combined with molecular tools (marker genes) to improve the efficiency and effectiveness of plant selection and development of improved rice varieties. The chapter is merely an introduction to the extensive topic of modern plant improvement. The main topics addressed include: genetic improvement; breeding systems or methods (bulk selection, backcrossing, limited backcrossing, pedigree method); other improvement techniques (mutation, recurrent selection, hybridization, marker-assisted selection, anther culture); genetic improvement of agronomic and morphological characteristics; grain quality; greater pest resistance; and tolerance to unfavorable soil conditions.Se describen e ilustran con ejemplos las principales ventajas y desventajas de los métodos más usados por los fitomejoradores en su esfuerzo por desarrollar variedades que respondan a las necesidades de los cultivadores, los molineros, los consumidores y los productores de semilla del sector arrocero regional y mundial. Las variedades modernas de arroz han sido desarrolladas empleando métodos de selección fenotípica, que no poco consideran su constitución molecular. Puesto que muchos factores limitantes de la producción de arroz están controlados por un buen número de genes, cada día es más difícil emplear la selección convencional para desarrollar mejores variedades. Por fortuna, los avances logrados en la biología molecular, en la genómica y en la informática hacen posible la combinación de los métodos tradicionales de mejoramiento con las herramientas moleculares (los genes marcadores), para elevar la eficiencia y la efectividad de los procesos de selección de plantas y de desarrollo de mejores variedades de arroz. El capítulo es apenas una introducción al extenso tema del mejoramiento vegetal moderno. Los principales temas tratados incluyen: mejoramiento genético; sistemas o métodos de mejoramiento (método masal, retrocruzamiento, retrocruzamiento limitado, método genealógico o del pedigrí); otras técnicas de mejoramiento (mutaciones, selección recurrente, hibridación, selección asistida por marcadores y cultivo de anteras); mejoramiento genético de características agronómicas y morfológicas; calidad del grano; mayor resistencia a las plagas; y tolerancia de condiciones edáficas desfavorables

Mejoramiento del arroz de secano para América Latina

Improving upland rice for Latin America The ecosystems for upland rice in Latin America and the Caribbean and their limitations for rice cultivation are analyzed. The sites where the CIAT rice program and the collaborative project that the Center carries out with the French Agricultural Research Centre for International Development (CIRAD) evaluate and select genetic materials for upland conditions are also described, as well as the conventional genetic improvement activities carried out by CIAT since 1981 and those carried out by CIRAD since 1996. These activities include population development through population improvement and recurrent selection. The advances made so far are reported. As a result of these research projects, lines have been developed that present high yield potential and new commercial varieties have been released that have been quickly adopted by farmers. This has allowed the opening of new agricultural frontiers in Colombia’s Eastern Plains, and northern coast regions. In Brazil, the production of upland rice has been stimulated and, in Bolivia, alternatives to upland rice cultivation are being offered.Se analizan los ecosistemas para el arroz de secano de América Latina y el Caribe, las limitaciones que presentan para el cultivo del arroz, y los sitios donde se evalúan y seleccionan materiales genéticos de arroz de secano del Programa de Arroz del CIAT y del proyecto de cooperación con el Centro de Cooperación Internacional en Investigación Agrícola para el Desarrollo (CIRAD), de Francia. Se describen también las actividades de mejoramiento genético convencional desarrolladas por el CIAT desde 1981, y las que realizó el CIRAD desde 1996, es decir, desarrollo de poblaciones mediante la implementación del mejoramiento poblacional y su mejora mediante la selección recurrente. También se presentan algunos datos de los avances obtenidos. Como resultado de estos proyectos de investigación se han desarrollado líneas de elevado potencial productivo y se han liberado nuevas variedades comerciales rápidamente adoptadas por los agricultores. Con ellas se han abierto nuevas fronteras agrícolas en los Llanos Orientales y en la costa norte de Colombia, se ha estimulado la producción del arroz de secano en Brasil y se han ofrecido alternativas al cultivo de arroz de secano en Bolivia

Las especies silvestres en el mejoramiento varietal del arroz

Wild species in varietal improvement of rice In 1994 the CIAT Rice Project launched a pre-breeding program that crossed the species Oryza rufipogon, O. barthii, and O. glaberrima (O. latifolia was recently introduced) with commercial irrigated and upland rice varieties, using a backcrossing scheme that incorporates genes of interest of wild species into cultivated rice. The results emphasize the importance of wild species in improving rice cultivars using both conventional methods and marker-assisted selection. The degree of polymorphism found in crosses of wild species with O. sativa was much higher (90%) than that found in crosses of indica x japonica cultivars (46%). In conclusion, the use of new exotic germplasm in rice improvement can have a substantial impact on rice productivity, its resistance to several biotic and abiotic stresses, and its nutritional and agroindustrial quality. National rice programs of Latin America can access the genetic variability thus generated in the CIAT-ION nurseries. Programs in Bolivia, Panama, and Nicaragua, for example, identified several lines derived from crosses between O. sativa x O. glaberrima and between O. sativa x O. rufipogon that show good yield potential, tolerance to major pests and diseases, good-quality grain, and good adaptability. Some of these lines were launched as commercial varieties in 2009 and 2010.En 1994, el Proyecto de Arroz del CIAT inició un programa de pre-mejoramiento en el que se tomaron las especies Oryza rufipogon, O. barthii y O. glaberrima (recientemente se introdujo O. latifolia) para cruzarlas con variedades comerciales de arroz de riego y de secano, mediante un esquema de retrocruzamientos que incorpora genes de interés de las especies silvestres en el arroz cultivado. Los resultados subrayan la importancia de las especies silvestres en el mejoramiento de los cultivares de arroz, tanto por el método convencional como mediante la selección asistida por marcadores. El grado de polimorfismo encontrado en los cruces de especies silvestres con O. sativa fue mucho mayor (90%) que el encontrado en los cruces de cultivares índica x cultivares japónica (46%). En conclusión, el uso del nuevo germoplasma exótico en el mejoramiento del arroz puede tener un impacto sustancial en la productividad del arroz, en su resistencia a varias limitantes bióticas y abióticas, y en su calidad nutricional y agroindustrial. La variabilidad genética así generada está a disposición de los programas nacionales de arroz de América Latina en los viveros CIAT-ION. Los programas de Bolivia, Panamá y Nicaragua, por ejemplo, identificaron algunas líneas derivadas de cruces entre O. sativa x O. glaberrima y entre O. sativa x O. rufipogon, con buen potencial de rendimiento, tolerancia a las principales plagas y enfermedades, producción de grano de buena calidad y buena capacidad de adaptación. Algunas de estas líneas fueron liberadas como variedades comerciales en 2009 y 2010

Arroz más nutritivo contra la desnutrición en América Latina

More nutritive rice against malnutrition in Latin America Three topics are addressed briefly: (1) information available on the Fe and Zn contents of the grain of 11 rice cultivars; (2) factors affecting its contents; and (3) a plant breeding strategy proposed to increase the nutritional value of rice in Latin America. The data obtained are backed up by results obtained by the International Rice Research Institute (IRRI) and reveal significant differences among cultivars regarding rice grain Fe and Zn contents in both rough and polished rice. Acceptable Fe and Zn contents were also observed in several commercial varieties; these, however, were never selected to improve this aspect of nutritional quality. Recent scientific data indicate that plant breeding is an effective and reliable tool of reasonable cost to develop improved germplasm with a better nutritional value than current varieties. Research conducted by IRRI, within the framework of the HarvestPlus project, and by CIAT, through the AgroSalud project, indicates that genetic variability does exist in rice regarding grain Fe and Zn contents. In conclusion, it is considered feasible to improve the nutritional quality of rice in Latin America, and advances have been made in several areas.Se tratan brevemente tres temas: 1) la información disponible sobre el contenido de hierro (Fe) y zinc (Zn) del grano en 11 cultivares de arroz; 2) los factores que afectan ese contenido; y 3) una estrategia de fitomejoramiento que se propone para incrementar el valor nutricional del arroz en América Latina. Los datos obtenidos, que son sustentados por los resultados del Instituto Internacional de Investigaciones sobre el Arroz (IRRI), indican diferencias significativas entre los cultivares respecto al contenido de Fe y de Zn del grano, tanto en el arroz integral como en el arroz pulido. Se observó además un contenido aceptable de Fe y de Zn en algunas variedades comerciales; éstas, sin embargo, nunca fueron seleccionadas para mejorar este aspecto de su calidad nutricional. Datos científicos recientes indican que el fitomejoramiento es una herramienta eficaz, confiable y de costo razonable para desarrollar germoplasma mejorado, cuyo valor nutricional sea mayor que el de las variedades corrientes. Las investigaciones realizadas por el IRRI, en el marco del proyecto HarvestPlus, y por el CIAT, a través del proyecto AgroSalud, indican que hay variabilidad genética en el arroz respecto al contenido de Fe y de Zn de su grano. En conclusión, se considera que es factible mejorar la calidad nutricional del arroz en América Latina, tarea en la que se ha logrado avanzar en diversas direcciones