Descripción de cultivares

 

Luminaria F2012, nueva variedad de trigo harinero para riego restringido en El Bajío*

 

Luminaria F2012, new bread wheat variety for restricted irrigation in El Bajío

 

Ernesto Solís Moya^1§, Julio Huerta Espino², Héctor Eduardo Villaseñor Mir², Patricia Pérez Herrera², Aquilino Ramírez Ramírez¹, Lourdes Ledesma Ramírez¹ y María De Lourdes De La Cruz González¹

 

¹ Campo Experimental Bajío- INIFAP. Celaya Guanajuato, México. A. P. 112 C. P. 38000 Tel. 01 (461) 6115323.

² Campo Experimental Valle de México- INIFAP. Carretera los Reyes-Texcoco, km 13.5. Coatlinchán, Texcoco, Estado de México, C. P. 56250. §Autor para correspondencia: esolismoya@hotmail.com.

 

* Recibido: junio de 2013
Aceptado: enero de 2014

 

Resumen

Los esfuerzos recientes en el Campo Experimental Bajío del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), han permitido el desarrollo de variedades de trigo de alto rendimiento y altos niveles de resistencia a las enfermedades. Entre estos genotipos superiores esta la nueva variedad Luminaria F2012 que supera el rendimiento de Bárcenas S2002 con 8% además es resistente a roya lineal amarilla, moderadamente resistente a roya de la hoja y de calidad similar. La semilla de Luminaria F2012 está disponible en el Campo Experimental Bajío del INIFAP.

Palabras clave: rendimiento, resistencia de planta adulta, roya amarilla.

 

Abstract

Recent efforts at the Baj ío Experimental Field of the National Research Institute of Forestry, Agriculture and Livestock (INIFAP) have allowed the development of varieties of high-yielding wheat and high levels of disease resistance. Among these is the new superior genotypes Luminaria F2012 range that outperforms Bárcenas S2002 with 8% resistant to stripe rust, moderately resistant to leaf rust and of similar quality. Luminaria F2012 seed is available in the Bajío Experimental Field.

Key words: yield, adult plant resistance, yellow rust.

 

Introducción

En el Bajío existe una sobreexplotación de los acuíferos que ocasiona un abatimiento entre 3 y 6 m por año (Ledesma et al, 2012). El acuífero del Valle de Celaya (el más grande del estado) tiene una recarga de 380 millones de M³ por año, contra una extracción de 595 millones de M³ que generan un déficit de 215 millones de M³ al año; en algunas áreas del estado se extrae agua a 500 m de profundidad. Las estrategias para contrarrestar la sobrexplotación del acuífero se basan principalmente en el manej o agronómico de los cultivos donde el uso del riego por goteo y la agricultura de conservación, dejando los residuos en la superficie, son los factores más importantes, en el corto plazo. Estas estrategias deben ser complementadas con el uso de variedades eficientes en el uso del agua que con menores láminas de riego sean capaces de alcanzar el rendimiento promedio de la región.

El Programa de Mejoramiento Genético de Trigo del INIFAP en el estado de Guanajuato ha generado nuevos genotipos de alto rendimiento, eficientes en el uso del agua, con mayor resistencia a royas que las variedades comerciales, de gluten fuerte y precoces. Entre ellos está la nueva variedad Luminaria F2012, la cual supera con 89% a Monarca F2007 cuando el ambiente es favorable para el desarrollo de la roya lineal en el Bajío. Además, bajo riego restringido supera a Salamanca S75 con 9%. Por sus altos rendimientos en ambientes con roya, la variedad Luminaria F2012 se pone a disposición de los productores de El Bajío; sus principales características fenotípicas y su comportamiento agronómico, se describe a continuación.

De acuerdo con la ley de Producción, Certificación y Comercio de Semillas vigente en México, y después de haber reunido los requisitos que marca la Unión Internacional para la Protección de las Obtenciones Vegetales (UPOV), la variedad Luminaria F2012 fue inscrita y protegida en el Catálogo Nacional de Variedades Vegetales (CNVV) con el número 2850-TRI-136-120413/C.

La variedad de trigo harinero Luminaria F2012 es de hábito de primavera, y fue obtenida en el Programa de Mejoramiento Genético de Trigo del INIFAP en el Campo Experimental Bajío (CEBAJ), por hibridación y selección a través del método de mejoramiento genético mas al con selección, mediante la cruza entre los progenitores CONDOR/LIZ, cuyo número de cruza e historia de selección es TR04158-14R-0C-0R-3RSE-1RSE-0R.

La variedad Luminaria F2012 es de hábito de crecimiento de primavera, semienana, de 84 cm de altura; su ciclo vegetativo es precoz, con 75 días a floración y 124 días amadurez fisiológica. La espiga es de color blanco, piramidal, densidad media, con barbas, tiene una longitud de 15.7 a 19.8 cm, y produce de 19 a 22 espiguillas de las cuales 1 ó 2 en la base pueden ser estériles. Generalmente produce tres granos en la base, cuatro en la parte media y tres en el ápice. Las glumas son de color blanco, miden de 10.2 a 11.7 mm de largo y de 3.6 a 4.4 mm de ancho. El pico es largo, de 19 mm de longitud. La forma predominante del hombro es elevado. El grano es de color roj o, de forma ovoide, bordes redondeados y endospermo fuerte.

Luminaria F2012, posee los genes de resistencia Lrl, Lr3, Lr14b, y Lr17 que son de raza específica. Éstos genes son efectivos en estado de plántula a las razas CBJ/QQ (Huerta-Espino y Singh, 1994), LCJ/BN, TCT/QB, y MFB/SP respectivamente (Singh, 1991). Sin embargo, éstos genes son inefectivos a las razas TBD/TM (Singh, 1991), MBJ/SP y MCJ/ SP (Singh y Dubin, 1997). Las razas MBJ/SPy MCJ/SP son las más comunes tanto en áreas de temporal (Solís, et al, 2003) como en las áreas de riego (Singh y Dubin 1997) en México. En planta adulta, la resistencia de Luminaria F2012, se basa en la acción de por lo menos cuatro genes de efecto aditivo.

Uno de ellos es el gen Lr34 localizado en el cromosoma 7D que está asociado a la quemadura de la punta de la hoja y para el cual existen marcadores moleculares de diagnóstico (Kratinger et al, 2009, Lagudad et al, 2006). El segundo gen es Lr46 localizado en el cromosoma 1BL e inicialmente identificado en la variedad Pavón F76. Lr46 también ha sido asociado con la quemadura de la punta de la hoja (Ro sewarne et al, 2006) y de manera similar a como se determinó la presencia de Lr34, así también se determinó la presencia de Lr46 mediante el uso de un marcador molecular.

El tercer gen de resistencia de efecto aditivo fue el gen Lr68 localizado en el cromosoma 7BL. El comportamiento de Luminaria F2012; sin embargo, no se explica totalmente con la presencia de los genes antes mencionados, por lo que es posible la existencia de un cuarto gen aun no catalogado; lo anterior se puede comprobar mediante el análisis genético de la resistencia a la roya de la hoja en Luminaria F2012.

Los altos niveles de resistencia a roya amarilla en campo de Luminaria F2012 (menores de 10%) cuando se realizan inoculaciones artificiales indican que la nueva variedad basa su resistencia a roya lineal en por lo menos tres genes de desarrollo lento en planta adulta (Singh et al, 2001).

En planta adulta se determinó la presencia de Yr18 y Yr29 mediante el uso de marcadores moleculares (Kratinger et al., 2009, Lagudad et al., 2006). Se pudo identificar otro gen cuyos efectos son menores en forma individual que los de Yr18 y Yr29; sin embargo, junto con estos genes provoca que la resistencia en Luminaria F2012 sea muy alta. Este gen esta también ligado a la quemadura de la punta de la hoja y hasta el momento se desconoce su ubicación en el cromosoma 7B y es posible que el gen Lr68, también este confiriendo resistencia a la roya amarilla y que sea el mismo gen como en los casos de Lr34/Yr18, Lr46/Yr29 y Lr67/Yr46. La resistencia de Luminaria F2012 a la roya amarilla es superior a la mostrada por Urbina S2007 siendo ésta de 10MR cuando Urbina S2007 mostró 40MS en la escala modificada de Cobb (Peterson et al, 1948), lo que indica la posible existencia de otro gen aun no catalogado y que puede ser de raza específica o de raza no específica.

Esta variedad muestra gran estabilidad en un amplio rango de fechas de siembra y tiene un rendimiento potencial de 9 t ha^-1 en el período comprendido entre el 16 de noviembre y el 31 de diciembre. Al comparar el rendimiento de Luminaria F2012 con el obtenido por las variedades de trigo harinero recomendadas para El Bajío, durante los ciclos otoño-invierno 2009-2010 (donde algunas variedades presentaron un fuerte daño de roya), 2010-2011 y 2011 -2012, se observó que la nueva variedad superó a Salamanca S75, Monarca F2007, Cortazar S94, Bárcenas S2002, Urbina S2007 y Maya S2007 con 29.8%, 24.8%, 19.8%, 8.0%, 6.7% y 3.9%, respectivamente, su rendimiento fue superior a cualquier variedad en el periodo del 01 al 31 de diciembre, y similar al de Maya S2007 en fechas tardías realizadas el 15 enero. Al evaluarse en calendarios de dos y tres riegos; se observó que la nueva variedad fue superior a todas las variedades en promedio de los dos calendarios; bajo riego restringido (2 y 3 riegos) Luminaria F2012 supera a Salamanca S75 en 9.3%.

La nueva variedad de trigo harinero de gluten fuerte Luminaria F2012 producido en condiciones de riego supera en 2 unidades el peso hectolítrico de las variedades testigo Eneida F94 y Monarca F2007; y en 5 unidades el nivel mínimo de peso hectolítrico requerido para el trigo harinero del grupo 1, en el máximo grado de calidad México 1. El índice de perlado promedio de la nueva variedad de trigo harinero de gluten fuerte Luminaria F2012 producido en condiciones de riego es 40%, representativo de la clasificación de los trigos duros, generalmente de gluten fuerte. El nivel de proteína del grano de la nueva variedad de trigo harinero de gluten fuerte Luminaria F2012 producido en condiciones de riego (12.5%) es aceptable para su uso en la industria de la panificación; igual al de Eneida F94 y superior en 0.8 puntos porcentuales al de la variedad Monarca F2007, que presenta valores de 11.7%.

El índice de sedimentación de la nueva variedad de trigo harinero de gluten fuerte Luminaria F2012 producido en condiciones de riego (46 cc), corresponde al de una variedad de gluten fuerte y es semejante a los de las variedades testigo de gluten fuerte Eneida F94 y Monarca F2007 (47 y 45 cc, respectivamente). El contenido de proteína en la harina refinada de la nueva variedad de trigo harinero de gluten fuerte Luminaria F2012 producido en condiciones de riego (10.4%) es aceptable para su uso en la industria.

Dicho valor resulta inferior en tan solo 0.1 y superior en 0.7 puntos porcentuales respecto a los contenidos de proteína en harina de las variedades testigo Eneida F94 y Monarca F2007 (10.5 y 9.7 %, respectivamente). La fuerza de gluten de Luminaria F2012 producido en condiciones de riego es de 549 W x 10^-4 J, característica de los trigos de gluten fuerte. La fuerza de gluten de esta nueva variedad resulta considerablemente superior al de la variedades testigo de gluten fuerte Eneida F94 y Monarca F2007 (453 y 351 W x 10^-4 J, respectivamente), aptas para su uso en la industria de la panificación mecanizada.

Luminaria F2012 presenta un gluten tenaz (T/L= 1.6), ligeramente mayor al de la variedades testigo Eneida F94 y Monarca F2012 (T/L= 1.4 y 1.3, respectivamente). Aunque el gluten fuerte de la nueva variedad de trigo harinero Luminaria F2012, es ligeramente tenaz, permite obtener buenos volúmenes de pan (promedio de 759 cc); comportamiento similar al de la variedad testigo Monarca F2007 (766 cc) y cercano, aunque menor, al de la variedad testigo Eneida F94 (839 cc). La miga de los panes elaborados con harina de la nueva variedad Luminaria F2012 presenta buen color y estructura regular; comparable a las características del pan producido con harina de la variedad testigo Monarca F2007. Las gluteninas de alto peso molecular representan de 5 a 10% de la proteína total (Payne, 1986).

Aun cuando este tipo de gluteninas representa la menor proporción de la proteína total, es el que más contribuye a la elasticidad y fuerza del gluten (Payne, 1987; Shewry et al, 1992). Luminaria F2012 presenta las gluteninas de alto peso molecular 2* asociadas al genoma A, 17+18 asociada al genoma B y 5+10 asociada al genoma D, que se encuentran relacionadas con altas fuerzas del gluten y elevados volúmenes de sedimentación. Estas características se encuentran relacionadas a su vez con una alta calidad de panificación; es decir, los trigos que presentan este tipo de gluteninas de alto peso molecular, son capaces de generar panes de alto volumen.

La nueva variedad Luminaria F2012 se recomienda para la región denominada El Bajío, la cual comprende parte de los estados de Guanajuato, Michoacán, Jalisco y Querétaro, con alturas de 1 500 a 1 800 msnm, temperatura media de 20 °C y precipitación de 450 a 650 mm.

La semilla básica de Luminaria F2012, estará disponible en el INIFAP - Campo Experimental Bajío para su venta a las compañías productoras de semilla que lo soliciten desde julio de 2013.

 

Agradecimientos

A la Fundación Guanajuato Produce A. C. por el financiamiento parcial al proyecto 562/11. "Materiales de trigo adaptados y con características para la producción en el estado de Guanajuato, y de alta calidad para la industria (de gluten suave y gluten fuerte)".Asimismo, hacen extensivo este agradecimiento al CONACyT por el financiamiento parcial para llevar a cabo las evaluaciones finales de ésta nueva variedad, proyecto CONACYT-SAGARPA-COFUPRO. "Sistema de mejoramiento genético para generar variedades de trigo resistentes a royas, de alto rendimiento y alta calidad para una producción sustentable en México".

 

Literatura citada

Huerta-Espino, J. and Singh, R. P. 1994. First report of virulence for wheat leaf rust resistance gene Lr19 in Mexico. Plant Dis. 78:640.         [ Links ]

Krattinger, S. G.; Lagudah, E. S.; Spielmeyer, W.; Singh, R. P.; Huerta-Espino, J.; McFadden, H.; Bossolini, E.; Selter, L. L. and Keller, B. 2009. A putative ABC transporter confers durable resistance to multiple fungal pathogens in wheat. Science 323:1360-1363.         [ Links ]

Lagudah, E. S.; McFadden, H.; Singh, R. P.; Huerta-Espino, J.; Bariana, H. S. and Spielmeyer, W. 2006. Molecular genetic characterization ofthe Lr34/Yr18 slow rusting resistance gene region in wheat. Theor. Appl. Genet. 114:21-30.         [ Links ]

Ledesma, R. L.; Solís, M. E.; Suaste, F. M. P.; Rodríguez, C. J. F. y De la Cruz, G. M. L. 2012. Análisis GGE biplot del rendimiento de trigo (Triticum spp.) con riego normal y restringido en el Bajío, México. Agrociencia 2(46):119-131.         [ Links ]

Payne, P. I. 1986. Endosperm proteins. ln: plant gene research: a genetic approach to plant biochemistry. Blonstein, A. D. and King, P. J. (Eds.). Springer-Verlag. New York. 207-301 pp.         [ Links ]

Payne, P. I. 1987. Genetics of wheat storage proteins and the effect of allelic variation on bread making quality. Ann. Rev. Plant Physiol. 8:141-153.         [ Links ]

Peterson, R. F.; Campbell, A. B. and Hannah, A. E. 1948. A diagramatic scale for estimating rust intensity of leaf and stems of cereals. Can. J. Res. Sect. C. 26:496-500.         [ Links ]

Rosewarne, G. M.; Singh, R. P.; Huerta-Espino, J.; William, H. M.; Bouchet, S.; Cloutier, S.; McFadden, H. and Lagudah, E. S. 2006. Leaf tip necrosis, molecular Markers and 1-proteasome subunits associated with the slow rusting resistance genes Lr46/Yr29. Theor. Appl. Genet. 112:500-508.         [ Links ]

Shewry, P. R.; Halford, N. G. and Tatham, A. S. 1992. High molecular weight subunits ofwheat glutenin. J. Cereal Sci. 15:105-120.         [ Links ]

Singh, R. P. 1991. Pathogenicity variations of Puccinia recondita f. sp. tritici and P. graminis f. sp. tritici in wheat growing areas of Mexico during 1988 and 1989. Plant Dis. 75:790-794.         [ Links ]

Singh, R. P. and Dubin, H. J. 1997. Sustainable control ofwheat diseases in wheat. In: Memorias Primer Simposio Internacional de Trigo. 7-9 April, Cd. Obregón, Sonora, México. 93-103 pp.         [ Links ]

Singh, R. P.; Huerta-Espino, J. and William, M. 2001. Slow rusting genes based resistance to leaf and yellow rusts in wheat: genetics and breeding at CIMMYT. In: Eastwood, R.; Hollamby, G Rathjen, T. and Gororo, N. (Eds.). Wheat breeding society of Australia 10^th Assembly Proceedings. 16-21 September, 2001. Mildura, Australia. 103-108 p.         [ Links ]

Solís, M. E.; Salazar, Z. A.; Huerta, E. J.; Villaseñor, M. H. E.; Espitia, R. E. y Ramírez, R. A. 2003. Bárcenas S2002; nueva variedad de trigo harinero para El Bajío. Celaya Ganajuato, México. INIFAP, Campo Experimental Bajío. Folleto técnico Núm. 1. 24 p.         [ Links ]