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0617 - Identificación y utilización de resistencia durable a enfermedades de cebada en América Latina

    Esquema de Cooperación: 
    Convocatoria 2006

    La cebada es un cultivo de gran importancia en América Latina, siendo producido con diversos destinos (alimentación humana, alimentación animal, producción de cerveza, producción de forraje). La alimentación humana y la producción de cebada malteada son los dos tipos de producción más importantes en el continente, con la primera concentrada en la región andina y asociada en general a pequeños productores, y la segunda en la zona de llanuras atlánticas y asociada a una agricultura más empresarial. Las enfermedades son en el momento actual la principal limitante del cultivo en América Latina, afectando significativamente los rendimientos en cebada, llegando en algunos casos al 100% de reducción como en el año 1976, cuando ingresó al Perú el hongo Puccinia striiformis que eliminó casi el total de las variedades comerciales cultivadas entonces.

    Una forma de control del problema de las enfermedades es el control químico con fungicidas. Estas costosas aplicaciones son inviables en las producciones familiares y afectan fuertemente la sustentabilidad económica del cultivo en los sistemas más empresariales. Bajo este contexto es fundamental el desarrollo de variedades resistentes y durables, que resulta la alternativa más eficiente, económica y respetuosa del medio ambiente para la solución de dicha limitante, y por tanto un objetivo natural de los programas de mejoramiento genético nacionales. El avance registrado en el desarrollo de herramientas genómicas de apoyo al mejoramiento genético junto con las mejoras en infraestructura de investigación registradas en la región en los últimos años. Proveen de mecanismos de probada eficiencia para el desarrollo acelerado de germoplasma con resistencia durable mediante la acumulación de genes de resistencia, estrategia de dificultosa realización por mecanismos convencionales de selección fenotípica.

    Sin embargo el uso de las herramientas mencionadas en el desarrollo de germoplasma en América Latina se encuentra limitado por dos factores: la heterogénea distribución de los recursos tecnológicos y la limitada disponibilidad de genes y QTLs de resistencia a enfermedades localizados y caracterizados para su uso en esquemas de selección asistida. Esta última limitación no afecta solament e a la región y ha dado lugar a numerosos iniciativas de detección y cartografía de genes a gran escala.

    Nuestra intención, con el presente proyecto, es avanzar en la solución de las dos limitantes señaladas y dar un salto cualitativo y cuantitativo en el desarrollo de germoplasma de cebada resistente a enfermedades utilizando una serie de capacidades disponibles a nivel regional, junto con redes de cooperación desarrolladas en las últimas décadas y la disponibilidad de herramientas avanzadas que hacen viable la propuesta. Se ha elegido trabajar con dos enfermedades, la roya amarilla (causada por Puccinia striiformis ) y la mancha borrosa (causada por Cochliobolus sativus), que pueden considerarse como pilotos representativos de los diferentes problemas sanitarios del cultivo: biotrofo y hemibiotrofo, de la zona andina y de la zona de praderas, con impacto en cultivos de alimentación humana y con impacto en cultivos comerciales. Los tres países incluidos (Uruguay, México y Perú) ejemplifican los usos principales del cultivo. Esto asegura que el impacto del proyecto signifique un aporte para todas las zonas productoras de América Latina. Mediante la incorporación de herramientas tecnológicas avanzadas (caracterización genómica de alta productividad, análisis de desequilibrios de ligamientos, paquetes estadísticos varios, implementación de selección asistida) el proyecto busca desarrollar los programas de mejoramiento de cultivos de la región, ejemplificando en la combinación cultivo-enfermedad seleccionada el us o de dichas herramientas para la obtención de resultados aplicados y concretos para la solución de problemas específicos de la agricultura de la región.

    La propuesta plantea en primer lugar la utilización de resistencias ya cartografiadas, disponibles y de efectividad conocida en el desarrollo de germoplasma adaptado a las regiones que cubre el proyecto utilizando para tal fin las capacidades desarrolladas por los participantes. Paralelamente se caracterizaran y cartografiaran nuevos genes y QTLs de resist encia utilizando la capacidad de análisis fenotípico del consorcio, la potencia de análisis genotípico de nuevos instrumentos de caracterización genotípica de alta capacidad como las plataforma Illumina OPA y los marcadores DArT, las herramientas de anális is estadístico que están siendo desarrolladas en el marco del Barley CAP Project (www.barleycap.org) y las características del germoplasma desarrollado por ICARDA. Por último el proyecto propone avanzar en el desarrollo de pirámides de resistencia combinando los nuevos genes detectados con los ya utilizados en la primera etapa. La implementación de tecnologías innovadoras, como las propuestas en este proyecto, permitirá acelerar y dar sostenibilidad al desarrollo de germoplasma con resistencia durable que m ejore la sostenibilidad del cultivo y la competitividad del sector agroindustrial.

    Perú y Uruguay son las bases del presente proyecto en la medida que representan los tipos de producción más importantes del cultivo, además de que permiten cubrir las distintas condiciones agroecológicas que enfrenta éste en el continente. Por otra parte representan un excelente ejemplo de integración dentro de los diferentes actores de la cadena de producción. En el caso de Uruguay, la Mesa Nacional de la Cebada (creada en 1992) tiene como objetivo es fortalecer la producción de cebada en el Uruguay garantizando su sostenibilidad a través de la definición de líneas de investigación de acuerdo entre todos los integrantes y aportar financiamiento total o parcial a éstas. Está integrada por la Facultad de Agronomía de la Universidad de la República (FAGRO) y el Instituto de Investigación Agropecuaria (INIA) como organismos de investigación, la industria maltera y el Laboratorio Tecnológico del Uruguay. La cebada en Uruguay se produce con destino a la elaboración de cebada malteada para la exportación. Constituye una entrada de recursos muy importante para los productores no solo por su valor directo sino por la seguridad de comercialización al realizarse bajo contrato y con precio mínimo garantizado. Por otra parte la industria financia los insumos lo que hace al cultivo particularmente atractivo para agricultores con problemas de acceso al crédito. El hecho de ser un cultivo de exportación sin ningún tipo de protección oficial hace esencial para su sustentabilidad el aporte tecnológico de la investigación nacional.

    En el Perú la “cadena de valor” de la cebada existe desde el año 2000. Fue formada por decreto supremo y es liderada por el Ministerio de Agricultura. Es una agrupación interinstitucional que involucra a todos los agentes productivos y busca reactivar la producción, transformación y utilización de este cultivo.(está integrada por los productores de cebada de todo el país, el Ministerio de Agricultura, la Universidad Nacional Agraria LA MOLINA, INIEA, Cáritas del Perú, ADRA Perú, Maltería Lima, la asociación de panaderos peruanos y diputados). La cebada en Perú es un cultivo producido principalmente por las comunidades indígenas como un cultivo básico para su alimentación en campos mayormente ubicados sobre los 3.000 msnm. El 93.6% de las unidades productivas consumen la cebada que producen y el cultivo contribuye con el 20% del total de las calorías ingeridas por las familias rurales de la región altoandina. Más del 50% del total del área sembrada se realiza en unidades productivas menores a 5 ha.

    El Centro Internacional de Investigaciones Agrícolas para Zonas Áridas (ICARDA) tiene como mandato el realizar mejoramiento de cebada y apoyar a los programas de investigación en ese cultivo a nivel mundial. El programa regional de cebada para América Latina se lleva a cabo en forma conjunta con el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) en México. A través de su colaboración con los programas nacionales de la región, especialmente aquellos en países en vías de desarrollo (Argentina, Bolivia, Brasil, Chile, Colombia, Ecuador, México, Peru, Uruguay), beneficia fundamentalemente a los pequeños productores de cebada de bajos recursos. El germoplasma desarrollado por el programa ha sido exitoso en América Latina y ha resultado útil como fuente de germoplasma o como variedades en otras regiones, siendo solicitado cada año por aproximadamente 50 países, principalmente bajo la forma de viveros internacionales. Entre los objetivos del programa se encuentra el mejoramiento de todos los tipos de cebada producidas comercialmente para los más diversos usos. En países como Perú y Ecuador se estima que más del 80% de las variedades sembradas poseen germoplasma proveniente del programa de ICARDA/CIMMYT.

    El presente proyecto se basa en la utilización de fortalezas comparativas y experiencias complementarias del equipo y de sus colaboradores además de la tradicional integración de éstos en las cadenas productivas de ambos países . ICARDA contribuirá con su germoplasma, que ha comprobado ser de utilidad en varios países, y que presenta una combinación muy amplia y balanceada de fuentes de resistencia de diverso origen, además de sus capacidades para la caracterización genética y fenotípica de dicho germoplasma. FAGRO e INIA de Uruguay, a través de su programa coordinado de investigación y mejoramiento de cebada contribuirán con su experiencia en mejoramiento genético por resistencia a enfermedades y por calidad maltera. FAGRO contribuirá con su experiencia en el desarrollo de pirámides de resistencia. La unidad de genómica de la Universidad Cayetano Heredia (Perú) contribuirá con su capacidad de caracterización genética. INIEA (Perú) contribuirá en el desarrollo de material resistente y la evaluación fenotípica, al igual que el Colegio de Posgraduados (Chapingo, México). La Oregon State University (OSU) a través del programa de cebada dirigido por Patrick Hayes tiene gran experiencia en caracterización de germoplasma de cebada, mapeo de genes de resistencia y desarrollo de pirámides de resistencia. Asimismo los integrantes de este proyecto han tomado contacto con los otros participantes de las cadenas productivas en Perú y en Uruguay y será en colaboración con los otros participantes que se llevará a cabo la transferencia de tecnología.

    A final del proyecto se esperarían resultados concretos tanto del punto de vista de material avanzado adaptado y con fuentes de resistencia incorporadas (que eventualmente podrá ser liberado como nuevas variedades) así como la disponibilidad de nuevo germoplasma para ser usado por los programas nacionales de investigación. Se generará conocimiento básico útil que podrá ser utilizado para aumentar la eficiencia de los programas de investigación.

    Para cumplir con los objetivos se utilizarán tecnologías así como herramientas de punta raramente aplicadas a este cultivo en la región. Esto es especialmente importante ya que permitirá a productores de bajos recursos beneficiarse de estas nuevas metodologías de investigación aplicada. El impacto potencial directo será mesurable a través de incrementos de rendimiento, mejora en la calidad del producto final y mayor seguridad de producción y alimentaria en los países en donde la cebada es un alimento básico, debido al lanzamiento de variedades más resistentes y adaptadas. El grupo de investigación estará perfectamente articulado ya que está constituido en su mayoría por científicos con amplia experiencia en el cultivo y que ya se encuentran colaborando por un largo período de tiempo tanto a nivel institucional como personal en otros programas de investigación.

    Las capacidades de los integrantes del proyecto, las tecnologías innovadoras actualmente disponibles, las características de los países involucrados, y la articulación existente dentro de las cadenas de producción nacionales constituyen una oportunidad valiosa de implementar un proyecto ambicioso académicamente que a su vez de respuestas concretas a un problema de gran importancia de los sistemas de producción reales.

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    Organizacion Pais Investigador Responsabilidad
    Universidad de la República UY Ariel Julio Castro Tabó Organismo Ejecutor
    Universidad Peruana Cayetano Heredia PE Gisella Orjeda Organismo Co-ejecutor
    Centro Internacional para las Investigaciones Agrícolas en las Zonas Aridas SY Flavio Capettini Organismo Co-ejecutor
    Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria UY Silvia Pereyra Organismo Co-ejecutor
    Oregon State University US Patrick M. Hayes Organismo Asociado

    Fuente de financiamiento

    Origen del Recurso US $
    Fontagro 484,500.00
    Contrapartida 555,760.00

    Plazo ejecución

    Lun, 08/20/2007
    Vie, 07/20/2012
    Mar, 11/20/2012
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