Gluten proteins and rheology of Mexican bread wheats as affected by environmental and genotypic factors

The objective of this study was to determine the effect of environmental and genotypic factors on industrial quality and on the monomeric and polymeric protein contents and ratio of 24 rainfed bread wheat recombinant lines. The cultivation was done in five environmental conditions generated by agronomic management in the autumn-winter 2006/2007 cycle, at Roque, Guanajuato, Mexico. The mixing time (TMA), strength (ALVW) and extensibility (ALVPL) of the dough, gliadin (50PS) and glutenin (50PI) rich fractions, and their ratio (50PS/50PI), were evaluated. The best combinations of high and low molecular weight glutenins for TMA and ALVW were 1, 17+18, 5+10/Glu-A3c, Glu-B3g, Glu-D3b; 1, 17+18, 5+10/Glu-A3c, Glu-B3h, Glu-D3b; and 2*, 17+18, 5+10/Glu-A3c, Glu-B3g, Glu-D3b; for ALVPL it was 2*, 17+18, 2+12/Glu-A3e, Glu-B3h, Glu-D3b; and for 50PS they were 2*, 17+18, 2+12/Glu-A3e, Glu-B3h, Glu-D3b; and 1, 17+18, 5+10/Glu-A3e, Glu-B3h, Glu-D3b. The 50PS/50PI ratio was higher in genotypes with 2*, 17+18, 2+12/Glu-A3e, Glu-B3g, Glu-D3b. TMA is higher when temperature increases, and the best ALVPL is found under normal environmental conditions. Gliadin fraction and the 50PS/50PI ratio are higher when sulphur fertilization is done, and 50PI increases with drought and higher temperatures during grain-filling stage.El objetivo de este estudio fue conocer el efecto de factores ambientales y genotípicos sobre los parámetros de calidad industrial y sobre la cantidad y relación de proteínas monoméricas y poliméricas del gluten en 24 líneas recombinantes de trigos harineros de temporal. El cultivo se desarrolló en cinco condiciones ambientales generadas por manejo agronómico, ciclo otoño-invierno 2006/2007, en Roque, Guanajuato, México. Se evaluaron el tiempo de amasado (TMA), fuerza (ALVW), extensibilidad (ALVPL) de la masa, fracción rica en gliadina (50PS) y en glutenina (50PI), y su relación (50PS/50PI). Las mejores combinaciones de gluteninas de alto y bajo peso molecular para TMA y ALVW fueron los genotipos con 1, 17+18, 5+10/Glu-A3c, Glu-B3g, Glu-D3b; 1, 17+18, 5+10/Glu-A3c, Glu-B3h, Glu-D3b, y 2*, 17+18, 5+10/Glu-A3c, Glu-B3g, Glu-D3b; para ALVPL, 2*, 17+18, 2+12/Glu-A3e, Glu-B3h, Glu-D3b; para 50PS, 2*, 17+18, 2+12/Glu-A3e, Glu-B3h, Glu-D3b; y 1, 17+18, 5+10/Glu-A3e, Glu-B3h, Glu-D3b. La relación 50PS/50PI fue mayor en genotipos con 2*, 17+18, 2+12/Glu-A3e, Glu-B3g, Glu-D3b. El TMA es mayor cuando aumenta la temperatura y la mejor ALVPL se obtiene en el ambiente bajo condiciones normales. La fracción 50PS y la relación 50PS/50PI son mayores cuando se realiza la fertilización con azufre, y se obtiene incremento de 50PI con riego limitado y aumento de temperaturas durante el llenado de grano.The objective of this study was to determine the effect of environmental and genotypic factors on industrial quality and on the monomeric and polymeric protein contents and ratio of 24 rainfed bread wheat recombinant lines. The cultivation was done in five environmental conditions generated by agronomic management in the autumn-winter 2006/2007 cycle, at Roque, Guanajuato, Mexico. The mixing time (TMA), strength (ALVW) and extensibility (ALVPL) of the dough, gliadin (50PS) and glutenin (50PI) rich fractions, and their ratio (50PS/50PI), were evaluated. The best combinations of high and low molecular weight glutenins for TMA and ALVW were 1, 17+18, 5+10/Glu-A3c, Glu-B3g, Glu-D3b; 1, 17+18, 5+10/Glu-A3c, Glu-B3h, Glu-D3b; and 2*, 17+18, 5+10/Glu-A3c, Glu-B3g, Glu-D3b; for ALVPL it was 2*, 17+18, 2+12/Glu-A3e, Glu-B3h, Glu-D3b; and for 50PS they were 2*, 17+18, 2+12/Glu-A3e, Glu-B3h, Glu-D3b; and 1, 17+18, 5+10/Glu-A3e, Glu-B3h, Glu-D3b. The 50PS/50PI ratio was higher in genotypes with 2*, 17+18, 2+12/Glu-A3e, Glu-B3g, Glu-D3b. TMA is higher when temperature increases, and the best ALVPL is found under normal environmental conditions. Gliadin fraction and the 50PS/50PI ratio are higher when sulphur fertilization is done, and 50PI increases with drought and higher temperatures during grain-filling stage

Efecto del genotipo, el ambiente y su interacción sobre la calidad industrial de trigos harineros mexicanos.

El contenido de proteína en el grano de trigo varía ampliamente (8-20 % en base seca) y es determinado por factores genéticos, por el ambiente, incluídas las prácticas culturales, y por la interacción genotipo-ambiente; por ello el objetivo de esta investigación fue determinar las combinaciones alélicas de gluteninas de alto (APM) y bajo peso molecular (BPM), conocer el efecto de algunos factores agro-ambientales y estudiar la estabilidad que confieren las combinaciones alélicas sobre las propiedades reológicas de la masa, cantidad y relación de fracción rica en gliadina/fracción rica en glutenina en variedades de trigo harinero. En una primera etapa se evaluaron diez variedades de trigos harineros mexicanos en 22 ambientes de temporal en los estados de México, Tlaxcala, Jalisco, Oaxaca, Puebla, Guanajuato, Morelos y Querétaro, durante los ciclos P-V/1999 y 2000, y en una segunda etapa se evaluaron 24 líneas de la cruza Rebeca F200 × Verano S91 en cinco condiciones ambientales generadas mediante manejo agronómico (riego, fertilización, aplicación de azufre y fecha de siembra) en el ciclo O-I/2006-2007 en Roque, Gto., Méx., empleando un diseño experimental de bloques completos al azar con dos repeticiones. Se evaluaron las propiedades reológicas de la masa, el tiempo de amasado, alveograma-W, alveograma P/L y alveograma–P/G, fracción rica en gliadina, fracción rica en glutenina, y la relación de la fracción rica en gliadina/fracción rica en glutenina, Se encontraron diferencias altamente significativas en todas las propiedades viscoelásticas para las combinaciones de G-APM y BPM. La estimación de los parámetros de estabilidad mostró que la combinación 1,17+18,5+10 fue la más estable sobre las propiedades reológicas de la masa, siendo deseable para la industria mecanizada. El genotipo y el ambiente afectaron de manera significativa las variables de calidad de la masa, así como las fracciones ricas en glutenina y gliadina, y su relación. La mayoría de los caracteres de calidad mostraron una tendencia lineal a través de los ambientes. _______________ EFFECT OF GENOTYPE, ENVIRONMENT AND THEIR INTERACTION ON THE INDUSTRIAL QUALITY OF MEXICAN BREAD WHEATS. ABSTRACT: The protein content in wheat grain varies widely (8-20% dry basis) and it is determined by genetic factors, the environment, including cultural practices and the genotype-environment interaction, hence the objective of this investigation was to determine the allelic combinations of high (APM) and low molecular weight (BPM) glutenins, to know the effect of some agro-environmental factors and to study the stability conferred by allelic combinations on the rheological properties of the dough, quantity and relation of gliadins/glutenin in bread wheat varieties. In the first phase ten varieties of Mexican bread wheat were evaluated in 22 rainfed environments in the states of Mexico, Tlaxcala, Jalisco, Oaxaca, Puebla, Guanajuato, Morelos, Queretaro, during the Spring-Summer/1999 and 2000 cycles, and in a second stage 24 lines of the cross Rebecca F200 × Verano S91 were evaluated in five environmental conditions as generated by agronomic management (irrigation, fertilization, application of sulfur and planting date) during the Fall-Winter/2006-2007 cycle in Roque, Gto., Mex., using a randomized complete blocks experimental design with two replications. Rheological properties of the dough, kneading time, W-alveogram, P/L-alveogram, P/G-alveogram, glutenin-rich fraction, gliadin-rich fraction and the gliadin-rich fraction/glutenin-rich fraction ratio were evaluated. Highly significant differences were found in all the viscoelastic properties for G-APM and BPM combinations. The estimate of the stability parameters showed that the 1,17+18,5+10 combination was the most stable one on rheological properties of dough, being preferred for the mechanized industry. Both the genotype and environment significantly affected the quality parameters of the dough and the glutenin- and gliadin-rich fractions and their ratio. Most quality characters showed a linear trend across environments.Tesis (Doctorado en Ciencias, especialista en Genética).- Colegio de Postgraduados, 2010.Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT

Variabilidad genética en algunas especies cultivadas y silvestres de amaranto

The genus Amaranthus is widely distributed in America. The study of genetic diversity within and between populations and species of Amaranthus is important to plan strategies for their conservation and continuity. In the present study, 2 species of cultivated species (A. hypochondriacusand A. cruentus) and 5 wild species (A. hybridus, A. retroflexus, A. powellii, A. palmeriand A. spinosus) were evaluated using ISSR-type molecular markers. The 154 lociwere analyzed, finding that the average polymorphism percentage for the initiators was 97.9%. Cultivated amaranths were genetically closely related to each other and to their possible wild progenitors (A. hybridusand A. powellii). Among the wild materials those that were closest were A. hybridus, A. powelliiand A. retroflexus, while A. spinosusand A. palmeriwere the most distant. Most of the detectable genetic diversity was found between species and populations, while the least part was within them. Keywords:Amaranthusspp., genetic differentiation, genetic relationships,ISSREl género Amaranthusse distribuye ampliamente en América. El estudio de la diversidad genética dentro y entre las poblaciones y especies de Amaranthus es importante para planear estrategias de su conservación y la continuidad. En el presente estudio,se evaluó mediante marcadores moleculares tipo ISSR 2 especies cultivadas (A. hypochondriacus y A.cruentus)y 5 especies silvestres (A. hybridus, A. retroflexus, A. powellii, A. palmeriy A.spinosus).Se analizaron 154 loci, encontrándose que el porcentaje de polimorfismo promedio para los iniciadores fue de 97.9%. Los amarantos cultivados mostraron estar genéticamente muy relacionados entre sí y con sus posibles progenitores silvestres (A. hybridus y A. powellii). Dentro de los materiales silvestres los que estuvieron más cercanos fueron A. hybridus, A. powelliiy A. retroflexus, mientras que A. spinosus y A. palmeri fueron los más alejados. La mayor parte de la diversidad genética detectable se encontró entre las especies y las poblaciones, mientras que la menor parte estuvo dentro de las mismas. Palabras clave:Amaranthus spp., diferenciación genética, ISSR, relaciones genética

Conservación in situ, manejo y aprovechamiento de maíz Palomero Toluqueño con productores custodios

�Palomero Toluqueño� maize is a breed endangered in Mexico due to its low use; therefore, the objective of this study was to develop a proposal for its conservation in situ, and develop a plan of agronomic management and comprehensive utilization of this breed of maize in the State of Mexico. In situ conservation was made by custodian producers held at Laguna Seca and Tlazalpan San Marcos, San Bartolo Morelos, State of Mexico, by planting one hectare per farmer during 2009-2011 and 2012-2013 through the milpa agricultural system. The native material is still spreading and keeping by farmers as it suits their conditions and work environment. For complementing the agronomic management, implementation of participatory breeding methods we began to strengthen farmers´ processes for in situ conservation, including mass selection. Grain for making �tortillas�, �tamales�, �sopes�, �tostadas� and �quesadillas� for which it is mixed with maize Cacahuacintle: full utilization of the crop was made. One strategy practiced by the farmers in the community is planting maize Palomero Toluqueño with Elotes Cónicos race (grain blue and red) to induce crossovers between them and generate a suitable mass for making tortillas, the stubble for food animal, plant parts for production of crafts. Palomero Toluqueño is in danger of extinction due to low productivity and undesirable traits that manifest in the nixtamalization, but can propel other uses such as making popcorn increasing expandability through participatory breeding, taking advantage of a growing adapted to adverse conditions.Palomero Toluqueño es una raza de maíz en peligro de extinción en México debido a su bajo uso; en consecuencia, el objetivo del presente estudio fue elaborar una propuesta para su conservación in situ, y elaborar un plan de manejo agronómico y aprovechamiento integral de esta raza del maíz en el Estado de México. La conservación in situ la realizaron agricultores custodios en Laguna Seca y San Marcos Tlazalpan, San Bartolo Morelos, Estado de México, mediante la siembra de una hectárea por productor durante 2009-2011 y 2012-2013 a través del agrosistema milpa. El material criollo se sigue sembrando y conservando por los agricultores, ya que se adapta a sus condiciones de ambiente y de trabajo. Como complemento al manejo agronómico, se inició la implementación de métodos de mejoramiento participativo para reforzar los procesos campesinos de conservación in situ, entre ellos la selección masal. Se realizó un aprovechamiento integral del cultivo: el grano para la elaboración de tortillas, tamales, sopes, tostadas y quesadillas para lo cual se mezcla con maíz harinoso Cacahuacintle. Una estrategia practicada por los agricultores de la comunidad es sembrar el maíz Palomero Toluqueño con la raza Elotes Cónicos (de grano color azul y rojo) para inducir cruzamientos entre ambos y así generar una masa adecuada para la elaboración de tortillas, el rastrojo para la alimentación animal, partes de las plantas para realización de artesanías. El Palomero Toluqueño se encuentra en peligro de extinción debido a la baja productividad y caracteres indeseables que manifiesta en la nixtamalización, pero pueden impulsarse otros usos como la elaboración de palomitas incrementando la capacidad de expansión por medio de mejoramiento genético participativo, aprovechando que es un cultivo adaptado a condiciones adversa

Momento óptimo de corte para rendimiento y calidad de variedades de avena forrajera

Oats cultivation is an important alternative in the region of the Highlands, because of its forage and grain production, requiring agronomic studies to optimize its management. In this study the objectives were to determine the optimal cutting time for obtaining more and better forage, and compare varieties in terms of forage yield. Twenty-four genotypes were evaluated (18 advanced lines of the oats breeding program of INIFAP and 6 commercial varieties) in eight rainfed environments of the high valleys of the States of Hidalgo, Tlaxcala, México City and México State in the spring- summer, 2007 and 2008, using an experimental design of randomized complete block with three replicates at each location. There were six samplings inthe stages of booting, half emerged inflorescence, anthesis, milk development and dough development. The variables measured were plant height in cm, total green área in kg ha -1, total dry matter in kg ha-1, protein percentage, calculated by the method of Larry and Charles, protein per hectare and dry matter accumulation kg ha-1 day¹. A combined analysis of variance was made and, Tukey test was applied at 5 % for comparison of means. Highly significant differences were found in all the variables for the factors changing of locations, sampling and varieties as well as for the interactions localities by samplings and localities by varieties. Cutting stages with the highest forage quantity were the milky and dough development stages, harvesting up to 191 ha -1 of dry matter and, for quality, the best one was the booting stage, recording up to 24% protein. The best forage yield was obtained in Juchitepec in 2007, while Saia variety had the highest percentage of protein. Some lines exceeded the control varieties in quantity and quality of forage produced, indicating that there is potential to implement future selection schemes and, eventually for offering options to the farmers for greater quantity and quality of forage.El cultivo de la avena es importante como alternativa en la región de los Valles Altos debido a su producción de forraje y grano, requiriéndose de estudios agronómicos para optimizar su manejo. En este trabajo se plantearon como objetivos determinar el momento óptimo de corte para obtención de mayor cantidad y calidad de forraje, y comparar variedades en cuanto a rendimiento de forraje. Se evaluaron 24 genotipos (18 líneas avanzadas del programa de mejoramiento genético de avena del INIFAP y 6 variedades comerciales) en ocho ambientes de secano de los Valles Altos de los estados de Hidalgo, Tlaxcala, Distrito Federal y Estado de México en el ciclo primavera-verano de 2007 y 2008, empleando un diseño experimental de bloques completos al azar con tres repeticiones en cada localidad. Se realizaron seis muestreos en las etapas de embuche, inflorescencia media emergida, antesis, grano acuoso, grano lechoso y grano masoso. Las variables medidas fueron altura de planta en cm, materia verde total en kg ha-1, materia seca total en kg ha-1, porcentaje de proteína, calculado por el método de Larry y Charles, proteína por hectárea y acumulación de materia seca en kg ha-1 día-1. Se realizó un análisis de varianza combinado y se aplicó la prueba de Tukey al 5% para comparación de medias. Se encontraron diferencias altamente significativas en todas las variables para los factores de variación localidades, muestreos y variedades, así como para las interacciones localidades por muestreos y localidades por variedades. Las etapas de corte con mayor cantidad de forraje fueron el estado lechoso y masoso del grano con cosecha de hasta 191 ha-1 de materia seca, y en cuanto a calidad la mejor etapa fue la de embuche, registrando hasta 24% de proteína. El mejor rendimiento forrajero se obtuvo en Juchitepec en 2007 mientras que la variedad con mayor porcentaje de proteína fue Saia. Algunas líneas superaron a las variedades testigo en cantidad y calidad del forraje producido, lo que indica que existe potencial para aplicar esquemas de selección y a futuro ofrecer al agricultor opciones para producir forraje en mayor cantidad y calidad

Análisis de rentabilidad de la producción de maíz en la región de Tulancingo, Hidalgo, México.

The objective of this study was to carry out a profitability analysis of maize produciton in the Development District of Tulancingo, Hidalgo. A survey directed at 55 producers was performed from May to September 2010, taking into consideration quantitative and qualitative variables. Three categories of producers were identified based on their yield: category I : yield £ 1 t ha-1 (24 % of the producers); category II: from 1.1 to 2 t ha-1 (72%); and category III: ≥ 2.1 (4%). Some of the problems faced were: drought (96 % mentioned that the lack of water limits production); reduced use of improved seed (28 % use it); deficient phytosanitary control (only 4 % do it); 24 % apply herbicides, and 60 % fertilizes, showing a low technological level. The latter is the result of the lack of technical advice and training. The average costs of production were $7290.19 per ha, with a yield of 1.87 t ha-1, which allows obtaining profits of$83.15 per ha. Producers from category III have a profit of $1067.80 per ton, while those from category I show losses of$2416.50, which is explained by the low yields.El objetivo del estudio fue realizar un análisis de rentabilidad de la producción de maíz en el Distrito de Desarrollo de Tulancingo, Hidalgo. Se realizó una encuesta dirigida a 55 productores, considerando variables de carácter cuantitativo y cualitativo, de mayo a septiembre de 2010. Se identificaron tres categorías de productores según su rendimiento: categoría I: rendimiento £ 1 t ha-1, (24 % de los productores); categoría II: de 1.1 a 2 t ha-1, (72%) y categoría III: ≥ 2.1 (4%). Algunos de los problemas que enfrentaban eran: sequía (96% mencionó que la falta de agua limita la producción); reducido uso de semilla mejorada (28 % la utiliza); control fitosanitario deficiente (sólo 4 % lo realiza); 24 % aplica herbicidas; y 60 % fertiliza, evidenciando un bajo nivel tecnológico. Lo anterior, por la falta de asesoría técnica y capacitación. Los costos de producción promedio fueron de $7290.19 por ha, con un rendimiento de 1.87 t ha-1, lo que permite obtener ganancias de$83.15 por ha. Los productores de categoría III tienen una ganancia de $1067.80 por tonelada, mientras que los de categoría I registran pérdidas de$2416.50, lo que se explica por los bajos rendimientos

La rentabilidad del cultivo de amaranto (Amaranthus spp.) en la región centro de México

The objective was to determine the profitability of amaranth grain production in Morelos, Puebla y Tlaxcala. Data were obtained from interviews with 193 producers through a questionnaire, using production information and cost per hectare from November 2011 to March 2012. Puebla is concluded to have the greatest profitability ($5 895.6 t ha-1), despite their cost not varying much with respect to Morelos (profitability$4 764.4 t ha-1); a consequence of higher yield (1.52 t ha-1 en Puebla y 1.4 t ha-1 en Morelos). The lowest profitability was obtained in Tlaxcala ($330.8), where yield (1.02 t ha-1) was also lower. This is a profitable production option for temporary locations especially when adapting to adverse environmental conditions.Se estima la rentabilidad de la producción de amaranto para grano en Morelos, Puebla y Tlaxcala. Se aplicó una encuesta a 193 productores de noviembre de 2011 a marzo de 2012. Los resultados encontrados indican que Puebla tiene mayor rentabilidad por tonelada ($5 895.6 t ha-1), a pesar de que no existe una gran variación de los costos respecto a Morelos($4 764.4 t ha-1), consecuencia del mayor rendimiento (1.52 t ha-1 en Puebla y 1.4 t ha-1 en Morelos), y la de menor fue en Tlaxcala ($330.8), el costo y el rendimiento fueron menores (1.02 t ha-1). El cultivo es rentable y es una opción para zonas de temporal, pues se adapta a condiciones ambientales adversas

La rentabilidad del cultivo de amaranto (Amaranthus spp.) en la región centro de México

The objective was to determine the profitability of amaranth grain production in Morelos, Puebla y Tlaxcala. Data were obtained from interviews with 193 producers through a questionnaire, using production information and cost per hectare from November 2011 to March 2012. Puebla is concluded to have the greatest profitability ($5 895.6 t ha-1), despite their cost not varying much with respect to Morelos (profitability$4 764.4 t ha-1); a consequence of higher yield (1.52 t ha-1 en Puebla y 1.4 t ha-1 en Morelos). The lowest profitability was obtained in Tlaxcala ($330.8), where yield (1.02 t ha-1) was also lower. This is a profitable production option for temporary locations especially when adapting to adverse environmental conditions.Se estima la rentabilidad de la producción de amaranto para grano en Morelos, Puebla y Tlaxcala. Se aplicó una encuesta a 193 productores de noviembre de 2011 a marzo de 2012. Los resultados encontrados indican que Puebla tiene mayor rentabilidad por tonelada ($5 895.6 t ha-1), a pesar de que no existe una gran variación de los costos respecto a Morelos ($4 764.4 t ha-1), consecuencia del mayor rendimiento (1.52 t ha-1 en Puebla y 1.4 t ha-1 en Morelos), y la de menor fue en Tlaxcala ($330.8), el costo y el rendimiento fueron menores (1.02 t ha-1). El cultivo es rentable y es una opción para zonas de temporal, pues se adapta a condiciones ambientales adversas