avances en el mejoramiento genético para generar variedades de trigo. 2012 calidad industrial

CONVOCATORIA CONACYT-SAGARPA-COFUPRO PROYECTO: 146788

Roberto J. Peña, Eduardo Villaseñor Mir, Patricia Pérez Herrera

Avances en el mejoramiento genético para generar

variedades de trigo. 2012

Calidad Industrial

8º Simposium Internacional de Trigo. Mazatlán Sin.,

Agosto 24, 2013

TEMAS

Mercado del trigo

Calidad de trigo para usos diversos

Retos

Influencia genética, ambiental y de manejo sobre la calidad

Oportunidades

Conocimiento del control genético; análisis de efectos

ambientales y tecnológicos

Acciones

Mejoramiento genético bajo diversas condiciones

ambientales y de manejo de cultivo

Calidad de las variedades bajo condiciones diversas

24

25

28

54

56

87

118

137

0 50 100 150

Pakistan

Canadá

Australia

Rusia

EUA

India

China

EU-27

PAÍSES PRODUCTORES (MT)

6

9

9

17

18

21

21

27

0 10 20 30

Ukrania

Kazakhstan

Argentina

EU-27

Canadá

Rusia

Australia

EUA

PAÍSES EXPORTADORES (MT)

4.2

4.7

6.1

6.1

6.7

7

7.5

10.5

0 5 10 15

Mexico

Korea del Sur

Algeria

Japón

Indonesia

Brasil

EU-27

Egipto

PAÍSES IMPORTADORES (MT)

Fuente: CANIMOLT, con estimaciones de USDA.

Mercado del Trigo (2011-12 estimado)

China e India son los que mas producen

pero también los que mas consumen.

Mexico ya importa mas del 60% del trigo

panificable que consume!!!

* Fuente: CANIMOLT, con datos de SIAP/SAGARPA, ADUANAS

3.7 3.9 3.9 3.9 3.9 3.5 3.7

4.2

4.8

5.6

0.44 0.25

0.08

6.8

7.4

8.0

8.7

9.5

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

2010* 2015 2020 2025 2030

Mil

lon

es

de

To

ne

lad

as

PRODUCCIÓN IMPORTACIÓN EXPORTACIÓN CONSUMO

Déficit

5.6 MT

Si la producción de trigo no se incrementara, para 2030 el déficit seria de 5.6MT. Tenemos un gran reto!!

5

Factores que afectan la sustentabilidad de la

Cadena de Trigo Productores

• Costos de producción

• Ambiente (calor, sequia, heladas, lluvia excesiva)

• Enfermedades

• Rendimiento

• Calidad

• Comercialización-Ingreso

Industria

• Abastecimiento seguro

• Costos del trigo (Importación, transporte, procesamiento (mezclas)

• Calidad consistente

Consumidor

• Precios bajos

• Conveniencia

• Nutrición (Fibra, Proteína, Hierro, Zinc, Selenio, etc.)

TEMAS

Mercado del trigo


Retos


Oportunidades



Acciones




El grano de trigo requiere ser sometido a una molienda para

producir harinas y sémolas, las cuales se usan para elaborar

galletas, panes, pastas, etc.

Las características físicas del grano y su composición

determinan la calidad de las harinas y de las sémolas

El trigo se clasifica con base en sus características físicas y

composición para determinar su valor en el mercado

El precio que alcance un lote de trigo, dependerá de sus

parámetros de calidad y de la demanda o preferencia de la

industria por determinadas clases de trigo

El valor del trigo en el mercado y la alimentación

Para buen rendimiento de harina se requiere:

Grano bien lleno; grande; parte ventral poco profunda,

ovalado y no muy largo, con peso de mil granos > 40g,

produce buen rendimiento de harina

Grano arrugado, pequeño y con aristas profundas en

su parte ventral, produce bajos pesos hectolítrico y de

mil granos, y bajo rendimiento harinero

El grano se abre; el

endospermo se raspa con

rodillos corrugados

(elimina salvado y germen)

El endospermo es reducido

a harina/ sémola con

rodillos lisos

Efecto de características físicas de grano en la Molienda

El peso hectolítrico es usado en la comercialización de trigo.

En Temporal. Debe ser > 78 kg/hl para resultar en buen rendimiento de harina.

En Riego. Debe tener > 80 Kg/hl para resultar en buen rendimiento de harina

Piso moderno de Molienda

El grano de trigo cristalino con alto porcentaje (>15%) de

panza blanca (manchas claras de endospermo blando)

es indeseable y obtiene bajo precio en el mercado

La panza blanca se debe a bajo contenido de proteína en

el grano.

Alta proporción de panza blanca resulta en bajo

rendimiento de sémola

La calidad de la pasta (espagueti, etc.) es deficiente

Tipos de harina con base en la textura del

endospermo de trigo

Endospermo suave:

Harina fina, granular

Tiende a apelmazarse

Endospermo semiduro a duro

Harina menos fina y arenosa

Fluye fácilmente

Panificación

Harina de trigo suave tiene baja

absorción debido a poco

almidón dañado y gluten débil.

El pan tiene volumen bajo; miga

con poca humedad; se

endurece pronto

Harina de trigo duro tiene alta

absorción debido a alto nivel de

almidón dañado y gluten fuerte.

El pan tiene volumen alto; miga

suave; retención de suavidad

prolongada

Trigo harinero-duro de gluten medio-fuerte y extensible

Trigo harinero-suave de gluten débil y no-extensible

Galletería

Harina de trigo suave

Baja absorción de agua y

gluten débil es ideal para la

expansión y cocción de la

galleta

Harina de trigo duro panificable

Alta absorción de agua (almidón y al

gluten medio fuerte).

No permite buena expansion ni buena

cocción de la galleta

Pastas o macarrones

Sémola de trigo Cristalino (Durum)

-color amarillo intenso y brillante

-Partícula Gruesa

-Muy baja absorción de agua

-Gluten fuerte

-Masas muy densas

TEMAS

Mercado del trigo


Retos


Oportunidades



Acciones




“En los próximos 50 años, necesitamos

producir todo el trigo que se a consumido

durante todos los años de la historia de la

humanidad.”

Megan Clark, CEO of the Commonwealth Scientific and

Industrial Research Organization (CSIRO), Australia

Retos Convergentes

ESTRÉS TERMICO. Terminal

• Reduce llenado de grano; peso de mil granos; peso hectolítrico

• Menor rendimiento de harina/sémola

• Mayor contenido de proteína en grano y harina

• Podría mejorar calidad de panificación

Intermedio (actividad fotosintética)

• Incrementa proteínas de defensa de shock térmico

• Altera la composición de las proteínas del gluten

• Reduce fuerza e incrementa extensibilidad

• Reduce calidad de panificación en trigos con gluten medio a débil

ESTRÉS HIDRICO • Reduce periodo de llenado de grano; tamaño y peso de mil granos; peso

hectolítrico

• Menor peso hectolítrico; menor rendimiento de harina/sémola

• Mayor contenido de proteína en grano y harina

• Podría mejorar la calidad de panificación

La tecnología de producción afecta la calidad de trigo

Tecnologías inadecuadas (solas o en combinación) : • Fecha de siembra: Temprana o tardía

• Tipo de siembra: Plano o Surco

• Densidad de siembra: Baja o alta

• Fertilización inadecuada: bajos niveles; tiempos/divisiones

inadecuados; fuentes inadecuadas/ineficientes para

practicas de cultivo determinadas

EFECTO:

• Reduce peso de mil granos

• llenado de grano

• peso hectolítrico

• Contenido de proteína en grano

• Calidad de panificación

TEMAS

Mercado del trigo


Retos


Oportunidades



Acciones




Control Genético de los

componentes del grano que definen

la Calidad

Es posible combinar y seleccionar a través del fito-mejoramiento los

principales genes que controlan la calidad de procesamiento de trigo

Características de Calidad Genes Cromosomas

Dureza de grano (puroindolinas) Pina-D1, Pinb-D1 (5DS)

Gluteninas Glu-1, Glu-3 (1A,1B,1D)

Gliadinas Gli-1, Gli-2, Gli-3 (Grupos 1 & 6)

Contenido de Proteína Gpc-B1 (6B)

Secalinas (centeno) (1B/1R) Sec-1, Sec-2 (1RS, 2RS)

Enzimas (grano brotado) Amy-1, Amy-2 (Grupos 6 & 7)

Tipo de almidón Wx-1 (7AS, 4AL, 7DS)

Polifenol oxidasa Ppo-A1, Ppo-D1 (2A, 2D)

Pigmento amarillo Psy-A1 , Psy-B1 (7AL, 7BL)

Lipoxigenasa Lpx-1, Lpx-2 y Lpx-3 4AS y 4BS

Métodos moleculares y convencionales para determinar la

calidad de trigo y sus harinas/ sémolas

Image Analyzer

x

Falling Number NIRS SDS-sediment Farinografo Mixografo

Chopin-Mixolab Minolta colorimeter

x x x

Alveografo

SDS-PAGE

NIRS FT-NIRS Sedimentación

x

x

x

Marcadores moleculares (16 validados en 2011)

Dureza de grano Pina-D1/Pinb-D1

Visco-elasticidad. Glu-1/Glu-3

Almidón (Índice amilosa/amilopectina) Wx-B1

Glu-1

SDS-PAGE

Glu-3

Influencia de la fertilización nitrogenada en el

rendimiento y la proteína en trigo Cristalino (Atil 2000)

(K Sayre, Y. 00-01)

Cuando el Nitrógeno no es

limitante durante el

desarrollo de la planta y el

llenado del grano, se

logran altos rendimientos

y alta proteína en grano

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0-0

-0

225

-0-0

300

-0-0

15-1

35

-0

75-1

50

-0

75-7

5-7

5

0-1

50

-75

0-2

25-0

30-2

70

-0

rendimiento proteína

ton/ha; proteína

%

N (kg/ha) y tiempo de aplicación

Basal-

1er nudo-

embuche

TEMAS

Mercado del trigo


Retos


Oportunidades



Acciones




Cruzamientos: para combinar caracteres deseables (CIMMYT)

Selección: Miles de líneas evaluadas bajo condiciones diversas (En CIMMYT):

•Siembra en fecha óptima y en fecha tardía; con y sin estrés hídrico; con labranza mínima y labranza convencional.

Líneas avanzadas elite:. Cientos de líneas de alto rendimiento y calidad

superior (CIMMYT) son evaluadas por INIFAP bajo condiciones diversas de

manejo de cultivo

Ensayos de Rendimiento. Experimental y con productores para identificar las

mejores líneas a registrar como nuevas variedades (INIFAP).

Nuevas variedades. Combinan: Alto potencial de rendimiento; Resistencia a

royas; calidad industrial mejorada (liberadas por INIFAP).

Demandas de Calidad. Necesitamos que se incorpore la industria a nuestro

proyecto.

CONACYT-SAGARPA-COFUPRO PROYECTO: 146788

Red Nacional de mejoramiento

TEMAS

Mercado del trigo


Retos


Oportunidades



Acciones




W 10^-4 J P/L

ABELINO F2004 80.3 40.2 13.2 11.6 4.7 175.6 586 2.1 873

ONAVAS F2009 81.1 46.1 12.5 10.6 4.0 150.7 396 0.8 793

TEPAHUI F2009 83.0 41.5 12.6 11.0 2.8 109.0 384 1.0 858

VILLA JUAREZ F2009 81.3 48.6 11.6 10.2 3.9 140.5 376 1.1 823

KRONSTAD F2003 81.9 42.0 12.8 11.7 2.8 112.5 375 0.9 850

ROELFS F2007 82.3 43.7 11.8 10.7 3.3 117.2 307 0.8 835

TACUPETO F2001 81.3 44.7 12.3 11.0 3.4 122.7 307 0.9 828

NANA F2007 82.3 48.1 12.6 11.1 2.7 95.7 266 1.0 870

NAVOJOA F2007 82.2 46.2 11.6 9.8 3.1 113.6 194 0.7 790

Tiempo de

amasado, min

Volumen

de pan,

ml

Variedades Mexicanas.

HARINEROS. El Carrizo

Sin. 2012-13 Manuel

Hernandez

Proteina

en harina

(%, 14%

H)

Proteina

en grano

(%, 12.5%

H)

Peso de

mil

granos,

g

Peso

Hectolitrico,

Kg/Hl

Mixografo

Torque

(%TQ*min)

Alveograma

(50% de

Absorcion)

Calidad de Trigo Mexicano bajo riego El Carrizo, Sin 2012-13

Lab CIMMYT. Manuel Hernandez

PATRONATO ORO C2008 83.0 46.8 14.6 14.1 27.2

SAWALI ORO C2008 83.5 43.3 15.1 13.3 26.4

MOVAS C2009 82.1 42.6 14.8 14.1 26.1

CIRNO C2008 83.5 47.8 14.0 13.0 21.4

HUATABAMPO ORO C2008 82.3 52.1 14.7 13.3 26.0

CEVY ORO C2008 83.9 42.6 14.8 13.0 27.1

Variedades Mexicanas.

CRISTALINOS. El

Carrizo Sin. 2012-13

Peso

Hectolitrico,

Kg/Hl

Peso de

mil

granos,

Proteina

en grano

(%, 12.5%

Color de

Semola

(Minolta, b)

Proteina

en semola

(% , 14%

Calidad de Trigo Mexicano bajo riego y sequia Y2012-13

Lab CIMMYT

suaves

La sequia resulta en disminución de peso hectolítrico


Lab CIMMYT

La sequia resulta en disminución de tamaño de grano

suaves


Lab CIMMYT

suaves

La sequia resulta en un incremento en la fuerza de gluten


Lab CIMMYT

suaves

La mayoría de los trigos panificables tienen de buena a excelente

extensibilidad bajo riego y sequia

Triguenio es un trigo muy tenaz, pobre para panificación

Calidad de Trigo Cristalino Mexicano bajo riego y sequia

Y2012-13 (Lab CIMMYT)

Calidad de Trigo bajo Temporal en el Estado de Mexico 16° ERTHT CICLO: P-V 2012 (Análisis en INIFAP)

Grano mas duro en Santa Lucia

Mayor Peso Hectolítrico en Tenango

Calidad de Trigo bajo Temporal en el Estado de Mexico 16° ERTHT CICLO: P-V 2012 (Análisis en INIFAP)

Mayor proteína en Santa Lucia Mayor fuerza de gluten en Santa Lucia

Mayor vol. de pan en Santa Lucia Gluten mas extensible en Santa Lucia

* *

* *

*

*

*

*

*

Debemos de Mejorar la manera como realizamos la

investigación. Debemos integrar acciones.

• Podremos resolver obstáculos? Sí, pero sólo si

dialogamos y nos comprometemos con acciones para

cumplir con objetivos reales y poder lograr una

producción sustentable de trigo en México.

• Con el trabajo colaborativo podríamos lograr más

producción con calidad deseable a costos menores que

los actuales.

• La población con menores recursos de Mexico (y otros

países) seguirá teniendo alimentos a base de trigo a

precios bajos.

Mejoramiento Genético

Nutrición vegetal

Practicas Conservacionistas de producción (AC)

Validación de Variedades

Produccion acelerada de

semillas

Debemos integrar Todo el trabajo de investigacion

para desarrollar variedades productivas y de calidad

deseable

La productividad y el aumento en la

producción son esenciales mas no

suficientes.

Las cosechas de trigo deben satisfacer la

demanda del mercado, para que se

produzcan alimentos básicos de calidad y

nutritivos y que sean de bajo costo

Hay que combatir el hambre, la pobreza y

el subdesarrollo tanto en zonas rurales

como en las urbanas

Gracias

Gracias

avances en el mejoramiento genético para generar variedades de trigo. 2012 calidad industrial

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