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Mejoramiento gentico: produccin dehaploides duplicados

Cultivares Resistentes enCebada Cervecera

La liberacin de una variedad comercial de cebada cervecerainsume por lo menos 14 aos. La disponibilidad de una

tcnica que reduzca el nmero de generaciones para obtener lneas puras permitira lograr una mayor eficiencia en un

programa de mejoramiento gentico. Las tcnicas para obte-ner haploides duplicados cumplen con este requisito y permitiran introducir resistencia a enfermedades en

cultivares susceptibles y obtener lneas puras resistentes en poco tiempo

La cebada cultivada ( Hordeum vulgare L.)es una especie diploide (2n = 2x = 14), perte-nece a la tribuTriticeae y a la familiaPoaceae .Dentro del gneroHordeum s e han clasificado32 especies.La espiga de este gnero tiene tres espiguillasunifloras en cada nudo del raquis, usualmenteprovistas de una raquilla que est unida algrano. La espiguilla central es siempre frtil.Cuando las tres son frtiles, la cebada sedenomina cebada de seis hileras, pertenece ala subespeciehexastichum y tradicionalmentese utiliza como cebada forrajera en laArgentina. Cuando solo la espiguilla central esfrtil se denomina cebada de dos hileras,pertenece a la subespeciedistichum y tradi-cionalmente se utiliza como cebada cerveceradebido al mayor y ms homogneo tamao

del grano.La cebada es uno de los cereales ms impor-tantes en el mundo y ocupa el cuarto lugar enorden de importancia por la superficie sem-brada. En la dcada del 90 las hectreas sem-bradas se han mantenido estables en alrede-dor de 76 millones y la produccin de grano seubic entre las 150 y 160 millones detoneladas. Europa produce alrededor de 115millones de toneladas, cerca del 75% del mer-cado mundial, liderando la produccin y uti-lizacin de este cereal. A nivel mundial la ceba-da se produce para ser consumida como grano

forrajero (entre 83-85%). El mercado mundialde cebada cervecera est constituido por algoms de 20 millones de toneladas, las que sondestinadas a la industria para la produccin demalta y que finalmente se utilizarn para laproduccin de cerveza. Para producir un hec-tolitro de cerveza son necesarios alrededor de15-16 kg de cebada. La produccin mundial deesta bebida se ubica en alrededor de 1.350millones de hectolitros/ao, lo que muestra elfrgil equilibrio que existe en el abastecimien-to de cebada. Observando las posibilidades deexpansin de este cultivo se ve que los pasesmejor posicionados son aquellos en los cualesse practica la agricultura extensiva, donde elfactor tierra no es una limitante. Esto posi-ciona muy bien a la Argentina, uno de los pa-ses con mejores perspectivas de poder incre-

mentar su superficie.PRODUCCIN EN ARGENTINACon altibajos, la produccin de cebada cerve-cera en nuestro pas creci alrededor de un50% en los ltimos diez aos. En el ciclo agr-cola del ao 2002 el nivel de produccin fueaproximadamente de 800.000 toneladas. Elrcord de produccin se registr en 1997 con921.000 toneladas. El promedio en los ltimosdiez aos, segn la SAGPyA, fue de 514.400toneladas y muestra una tendencia ascen-dente. La provincia de Buenos Aires produce

Ings. Agrs. (M. Sc.)Fernando J. Gimnezy Juan CarlosTomasoINTA Bordenave,Buenos Aires

Cebada, centenoy avena

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ms del 90% de la cebada cervecera del pas yen ella se encuentran las principales industriasmalteras ubicadas en el sur bonaerense.

La industria maltera satisface las necesidadesdel mercado interno y genera divisas a travsde las exportaciones, las cuales alcanzaron enel ao 2000 un volumen de 282.742 toneladasde malta y 200.000 toneladas de grano decebada.

El cultivo de cebada cervecera presenta unaalta integracin vertical con la industria mal-tera. El rea sembrada, al igual que lasvariedades que la integran, se encuentran re-guladas por las malteras a travs de contratos

de siembra que se ajustan a susrequerimientos de cantidad y calidad degrano. De esta manera, las malteras a travsde la eleccin de variedades de cebada cerve-cera y de tecnologas de manejo del cultivoprocuran cumplir con las necesidades decalidad de malta que demanda la industriacervecera moderna.

El mejoramiento gentico de la cebada cerve-cera se basa en el cruzamiento de lneas puraso variedades comerciales y luego en la rea-lizacin de varias generaciones de autofecun-

dacin, para estabilizar los genotipos, obte-niendo nuevas lneas puras. En esta etapa, laconduccin del material puede llevarse a caboa travs del mtodo genealgico, del masal ode una combinacin de ambos. El nmero degeneraciones de autofecundacin dependedel grado de homocigosis que el mejoradordesee alcanzar. Generalmente, en estaespecie se realizan, por lo menos, 5 6 ge-neraciones. Una vez obtenida la lnea pura, seevalan los caracteres de inters agronmicoy agroindustrial considerados de baja here-dabilidad, como el rendimiento y la calidadmaltera, en ensayos realizados en diferentesambientes durante varios aos. Como conse-cuencia, la liberacin de una variedad comer-

cial insume un perodo de tiempo de por lomenos 14 aos.La disponibilidad de una tcnica que reduzcael nmero de generaciones para obtenerlneas puras permitira lograr una mayor efi-ciencia en un programa de mejoramientogentico. Las tcnicas para obtener haploidesduplicados cumplen con este requisito, dadoque se logra producir una planta homocigticaen una generacin, con el consiguiente ahorrode tiempo en el ciclo del desarrollo de culti-vares, lo que permitira, por ejemplo, intro-ducir resistencia a enfermedades en cultivares

Laboratorio de cultivo de tejidosINTA Bordenave

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susceptibles y obtener lneas purasresistentes en poco tiempo.

MEJORAMIENTO GENTICOLos sistemas de mayor inters de produccinde haploides para ser usados en programasde mejoramiento gentico de cebada son dedos tipos: aquellos que se producen por la vade la eliminacin cromosmica, realizandocruzamientos interespecficos o intergenricosy los que se obtienen por la va de la androg-nesis a travs del cultivo de las anteras o delas microsporas.En la Estacin Experimental AgropecuariaBordenave del INTA se instal un laboratoriode cultivo de tejidos con el objetivo de incor-

porar estas tcnicas al plan de mejoramientogentico de cebada cervecera. En la actualidadse est incorporando el cultivoin vitro deanteras debido a que posee un mayor poten-cial en la produccin de plantas haploides queel mtodo por cruzamiento interespecficos ointergenricos, ya que en una espiga hay unmayor nmero de microsporas que de os-feras. Sin embargo, no se descarta la posibili-dad de incorporar otra de las tcnicas.El cultivoin vitro de anteras es una de las tc-nicas que se utiliza en distintos pases para laobtencin de plantas haploides duplicadas decebada. La misma consiste en cultivar lasanteras en un medio que induce la formacinde callos a partir de los granos de polen endesarrollo y luego regenerar plantas ha-ploides, sin embargo, una alta cantidad deplantas albinas son regeneradas.En el caso de la cebada, la mayora de las plan-tas regeneradas duplican su nmero de cro-mosomas en forma espontnea durante elprocesoin vitro , lo cual es una ventaja ya queno se requiere el uso de colchicina.Existen diversos factores que influyen en la efi-ciencia de obtencin de plantas verdes ha-ploides duplicadas mediante el cultivo deanteras. Una de las mayores limitaciones que

posee es que la eficiencia en la produccin dehaploides duplicados tiene un elevado efectogentico. Adems, est influenciada por lascondiciones ambientales en las cuales crecenlas plantas a las que se les extraen las anteras,los tratamientos que se efectan en lasanteras antes de cultivarlasin vitro y la com-posicin de los medios de cultivos.En la Argentina, no existen antecedentessobre la aplicacin de esta tcnica en el mejo-ramiento gentico de cebada cervecera. Porello se est evaluando el comportamiento dela mayora de las variedades de cebada cerve-cera que se cultivan actualmente en nuestropas en relacin con el uso de esta tcnica. Deesta manera, se podr ampliar la informacin

existente sobre el comportamiento de culti-vares de cebada cervecera para la produccinde plantas por el cultivo de anteras y determi-nar la factibilidad de incorporar esta tcnica enprogramas de mejoramiento gentico con ger-moplasma argentino.

Datos preliminares confirman que existevariabilidad gentica entre las lneas del ger-moplasma evaluado, detectndose algunosgenotipos de aceptable respuesta y algunosgenotipos recalcitrantes que no regeneranplantas con el protocolo utilizado. Tambin seobtuvo una alta tasa de regeneracin de plan-tas albinas.El objetivo es continuar con estos estudiospara ajustar la tcnica de manera de minimizarlos efectos genotpicos y maximizar laproduccin de callos y la regeneracin deplantas verdes. Ello contribuira a disponer deun protocolo eficiente de obtencin de ha-ploides duplicados para ser utilizado en pro-genies de cultivares difundidos en laArgentina, lo cual permitira obtener nuevoscultivares de cebada cervecera en perodos detiempo sustancialmente ms reducidos quelos requeridos por los mtodos conven-cionales de mejoramiento gentico.

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