ElEl ObjetivoObjetivo PrincipalPrincipal eses desarrollardesarrollar cultivarescultivares queque respondanrespondanaa laslas exigenciasexigencias deldel productorproductor yy deldel consumidorconsumidor, y para eléxito del mejoramiento de plantas depende de tres factoresprincipales:

Una clara definición de los objetivos. Adecuadas fuentes genéticas de los caracteres deseados. Adecuadas pruebas para identificar los genotipos

superiores.

Existen muchos métodos de mejoramiento y cada uno deellos tiene sus puntos fuertes y puntos flojos. El método demejoramiento a elegir dependerá de la naturaleza delcarácter o caracteres de interés, el modo de herencia y lavariabilidad presente o disponible. En algunos casos losfactores económicos influyen en el método seleccionado.

MEJORAMIENTO VARIETALMEJORAMIENTO VARIETAL

El mejoramiento en arroz es idéntico a los de losotros cereales pequeños y se pueden agrupar en:

1.Introducción de cultivos.2.Selección masal e individual en cultivares

comerciales introducidos.3.Hibridación para la creación de nuevos cultivaresa.Bulk o pedigree o genealógicob.Bulk-pedigreec. Mutaciones

1.1. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN DEDE CULTIVARESCULTIVARES HaHa sidosido yy eses unauna importanteimportante fuentefuente dede

germoplasmagermoplasma parapara finesfines dede mejoramientomejoramientogenéticogenético..

LosLos caracterescaracteres queque sese valúanvalúan enen elel materialmaterialintroducidointroducido sonson:: PeriodoPeriodo vegetativo,vegetativo, alturaaltura dedeplanta,planta, resistenciaresistencia alal acame,acame, resistenciaresistencia aa plagasplagasyy enfermedades,enfermedades, tipotipo yy calidadcalidad dede grano,grano,toleranciatolerancia aa lala acidez/salesacidez/sales..

EnEn lala medidamedida queque sese vava desarrollandodesarrollando inin situsitumejoresmejores genotipos,genotipos, lala introducciónintroducción dede cultivarescultivaresadquiereadquiere menosmenos posibilidadesposibilidades identificaridentificar loslosgenotiposgenotipos superioressuperiores..

2.2. SELECCIÓNSELECCIÓN22..11.. SelecciónSelección masalmasalLas plantas son seleccionadas en base a su genotipo y la semillacosechada de estas plantas se mezcla. Se necesita una población inicialgrande y el proceso se debe repetir en generaciones subsecuentes. Esusado para preservar las características de una variedad pura opurificar cultivares comerciales mezclados.Ventajas: Es un método seguro. Puede llevar a la rápida liberación de una variedad.Desventajas: No se conoce si las plantas que se están seleccionando son

homocigóticas o heterocigóticas. Interacción genotipo x ambiente. El ambiente en los que las plantas

crece afecta su desarrollo y apariencia. Con la selección masal noes posible conocer si el fenotipo seleccionado es superior enapariencia debido a la herencia o al ambiente.

22..22.. SelecciónSelección dede líneaslíneas puraspurasEs usado para explotar algunas variedades tradicionales(adaptadas) donde están presentes los tipos deseados. El mejorgenotipo ya presente en la población es aislado. Es necesariorealizar una gran cantidad de selecciones de la poblaciónoriginal (+/- 300 plantas) y eliminar las líneas de peorcomportamiento durante varias generaciones hasta seleccionaruna variedad que equivale a la progenie de una línea pura.

VentajasVentajas:: La línea pura es muy uniforme en apariencia y

comportamiento.DesventajasDesventajas:: No se crean nuevos genotipos ya que está limitado a la

variación ya presente en la población original. La línea pura puede ser limitada en su adaptación.

ProcedimientoProcedimiento::Las plantas seleccionadas se siembran en hileras individuales (una

hilera por planta), descartando, a medida que van creciendo ydesarrollando, todas aquellas que no se ajusten a nuestrorequerimiento.Como testigo se intercala el cultivar original cada 10 o 20 hileras.Para la selección se tomará en cuenta: vigor de la planta, altura,

maduración, tipo de grano y uniformidad.Las mejores hileras son seleccionadas y evaluadas en un ensayo

preliminar comparativo con el cultivar de origen.Las mejores plantas pasan a pruebas de rendimiento avanzado y de

esta manera se puede conseguir una línea superior al cultivaroriginal.

La aplicación de estos métodos, actualmente es muy limitada ya queno hay creación de nueva variabilidad. La principal fuente de creaciónde variabilidad genética es la hibridación.

22..33.. VariedadesVariedades multilíneasmultilíneasEste método se ha usado en algunos casos para resistencia aenfermedades muy difundidas donde un solo gen para resistencia hasido incorporado dentro de las variedades líderes. Las variedadesmultilíneas están compuestas de líneas genéticamente idénticas,excepto que cada línea posee un gen de resistencia diferente para laenfermedad.

DesventajasDesventajasLa utilidad está limitada solamente a áreas de alto riesgo.El mejoramiento se realiza solamente para la resistencia y no para

rendimiento u otras características.El trabajo requerido para producir y mantener las isolíneas reduce

los recursos disponibles para el mejoramiento de otrascaracterísticas varietales.Las variedades multilíneas deben ser reconstituidas cada año para

asegurar la proporción correcta de las líneas.

22..44.. MezclaMezcla dede variedadesvariedadesEs una mezcla mecánica de dos o más variedades con elobjetivo de amortiguar el efecto de la interacción genotipoambiente y podría ser más estable en diferenteslocalidades y años que una sola de las variedades.

DesventajasDesventajas.. La mezcla de variedades será siempre menos uniforme

que una variedad aun cuando se hayan seleccionado lasvariedades para uniformidad en la maduración.

La mezcla de variedades deben ser reconstituidas cadaaño para mantener la estabilidad.

33.. HIBRIDACIONESHIBRIDACIONES

El objetivo de la hibridación en especies deautopolinización como el arroz, es combinar en un genotipolos caracteres deseados que se encuentran en dos o másgenotipos. Los mejoradores siempre esperan obtenergenotipos que sean superiores a los padres.

La selección de los progenitores es un punto crítico yaque determina el potencial del programa de mejoramiento.Usualmente uno de los padres es seleccionado por sucomportamiento ya probado en el área o para lascondiciones en que se cultivará. El otro padre (s)generalmente tiene algunos atributos que no posee o noexpresa el primer progenitor.

Por recombinación de factores genéticos es posibleobtener nuevos caracteres deseables no presentes en lospadres. Así mismo, puede ocurrir segregación transgresivade caracteres cuantitativos como rendimiento, precocidad,altura de planta, resistencia al acame, etc.

El éxito de éste método depende de la selección de losprogenitores, que deberán reunir los caracteres que sedesean combinar.

El método de hibridación comprende: Cruzamiento,selección de plantas, pruebas de rendimiento yadaptabilidad local.

Para la selección de los progenitores se deben teneren cuenta algunas consideraciones entre las que seencuentran las siguientes:

11.. DefinirDefinir elel caráctercarácter queque sese necesitanecesita mejorarmejorar¿Es de herencia simple o poligénico?¿Es heredable?

22.. DefinirDefinir elel objetivoobjetivo deldel cruzamientocruzamiento..¿Es para crear diversidad genética?¿Es para incrementar el rendimiento?¿Es para tolerancia a estrés?

33.. RevisarRevisar laslas posiblesposibles fuentesfuentes genéticasgenéticas parapara elel caráctercarácter¿Se van a usar especies salvajes? ¿Tiene el otro padre genes de

compatibilidad? ¿El carácter será estable en el cruce?¿Se utilizarán tipos no adaptados? Aun cuando los genes de interés

sean monogénicos es posible que se haya transferido efectosmultigénicos secundarios incluyendo caracteres ligados para calidady adaptación.¿Se utilizarán tipos adaptados? ¿Será suficiente la variación genética

para una útil selección?¿Es el padre una línea pura o una población?

44.. DefinirDefinir elel tipotipo dede productoproducto finalfinal queque ustedusted quierequiereUna variedad o línea pura.Un híbrido.Una población.

55.. SeleccionarSeleccionar elel métodométodo dede mejoramientomejoramiento aa seguirseguir

33..11.. CruzamientosCruzamientosPara obtener combinaciones genéticas favorables y ampliavariabilidad, es necesario realizar numerosos cruzamientos, quegeneralmente, se realizan entre progenitores seleccionados decultivares comerciales e introducidos y líneas establecidas.Las plantas deben ser sanas y representativas del cultivar o línea.El cruzamiento de progenitores comprende, básicamenteemasculación y polinización.La emasculación se realiza en las tardes (desde las 3.00 pm) y enlas primeras horas de la mañana (hasta las 10.00 am).Se consideran aptas las plantas que presentan +/- la mitad deflores que han emergido.Se emascularán las flores que se encuentran en el tercio medio alas que se les hará un corte transversal y oblicuo, ligeramente sobrelas anteras, o en la parte superior a través de ellas; en ambos casosse evitará dañar el estigma.Las Anteras se pueden extraer con pinzas o por extracción al vacío.

En todas las flores se deben de eliminar las 6 anteras.Generalmente se emasculan 20 flores/panojaLuego la panoja es cubierta con una bolsa de papel glasé eidentificado con el nombre del cultivar o línea.La polinización de las panojas emasculadas se realiza por lasmañanas desde las 10.00 hasta las 12.00 m.De las panojas del progenitor masculino, cuyas flores se encuentranpróximo a la antesis, se extraen 1 o 2 anteras que se presionansuavemente sobre las paredes internas de las glumelas de las floresdel progenitor femenino espolvoreando el polen sobre el estigma.Esta operación a veces se repite al día siguiente.También se poliniza llevando la panoja en antesis sobre la panojaemasculada y se espolvorea el polen sobre las flores. Es las masgeneralizada.Se reconoce al estigma cuando está receptivo cuando está plumosoy brillante.Luego de la polinización la panoja se embolsa y se identifica.

ProgenieProgenie::FF11== se siembran a un distanciamiento de 0.50 x 0.50 m; losrdtos son muy altos; el vigor híbrido aún no es explotadocomercialmente. La polinización se de reforzar manualmente.

FF22== 80 g/m2; se trasplante en forma individual. 0.40 x 0.40 m.Aquí se pueden aplicar 3 métodos: Selección de pedigree ogenealógica, masal o de bulk y masal pedigree.

FF33== Se trasplanta en forma individual en hileras de 5 m de largo,con golpes de 1 planta a 0.25 cm de distanciamiento, con untestigo cada 20 hileras. A partir de la F3 se conduce la poblaciónen selección por línea y en forma rígida. La segregación decaracteres ya no es muy intensa. Se toman 3, 6 o 9 mejoresplantas que son cosechadas en forma individual.

FF44== Las líneas F4 se manejan al igual que las F3; seseleccionan 3 o 6 mejores plantas.

FF55== Las líneas presentan cierta uniformidad para loscaracteres deseados. Se escogen a las 3 mejores plantas,para sembrarlas.

F6 – F8= Las líneas superiores son probados enrendimiento y en todos los caracteres agronómicas. La F6Son evaluadas en microparcelas de 5 hileras de 5 m delargo y de 0.25 m de distanciamiento. El trasplante es enforma individual, intercalando el testigo cada 10 parcelas.

TiposTipos dede cruzamientoscruzamientos

CruceCruce simplesimple.. EsEs lala hibridaciónhibridación dede unauna línealínea oo variedadvariedad concon otraotra línealíneaoo variedadvariedad..El progenitor femenino se debe seleccionar considerando los objetivosdel programa y usando la experiencia del conocimiento de losmateriales disponibles. Se deben seleccionar tantos como seanposibles para cada objetivo y preferiblemente de diferentes fuentesgenéticas. El uso de los materiales mejorados como madres es másconveniente, pero también significa una base citoplasmática másestrecha.

RetrocruceRetrocruce.. EsEs elel crucecruce dede unun FF11 concon unouno dede sussus padrespadres.. SonSonutilizadosutilizadosNormalmente en aquellos casos donde el padre recurrente essuperior a todos los progenitores disponibles para hacer un topcross.También si un padre esencial para el programa combina pobremente,realizar el retrocruce ofrece las mejores oportunidades para obtenerel tipo deseado.

TopcrossTopcross.. EsEs elel crucecruce dede unun FF11 concon unauna variedadvariedad oo línealínea.. Muchos

mejoradores consideran que el topcross es más útil que el cruce doble.

CruceCruce dobledoble.. EsEs elel crucecruce dede dosdos FF11 .. El cruce doble es útil para combinarun gran número de caracteres deseables en un cruce dado.

Existen algunas reglas generales que ayudan a decidir que tipo de cruceshacer.

1. Si uno de los padres de un cruce simple se conoce o sospecha que es unpobre combinador, entonces es mejor hacer un retrocruzamiento.2. Si ambos padres de un cruce simple son buenos combinadores perocarecen de uno varios caracteres, entonces es aconsejable realizar untopcross.3. Si ambos padres de un cruce simple son buenos combinadores perocarecen de caracteres importantes que no son posibles encontrar en otropadre para realizar un topcross, entonces es mejor hacer un cruce doble.

Si dejamos establecido que la hibridación es la principal fuente de creaciónde variabilidad genética para el mejoramiento, es necesario definir que víasvamos a seguir para manejar y seleccionar la descendencia en lasgeneraciones subsecuentes.

Cruce múltipleCruce múltipleHan sido propuestos para solucionar las limitaciones que presentan los cruces simples.

AAXX ABAB

BB

XX ABCDABCDCC

XX CDCDDD

== ABCDEFGHABCDEFGH

EEXX EFEF

FF

X EFGHX EFGHGG

XX GHGHHH

Selección porSelección por pedigreepedigreeConsiste básicamente en la selección por plantas desde la generaciónF2 . Serecomienda producir suficiente semilla F1 para tener una población F2grande y además tener una reserva de semilla.

VentajasVentajas

Eliminación de material en generaciones tempranas. Se tiene mucha información de los materiales en evaluación. Rápido acercamiento a la homocigosis. Se pueden seleccionar líneas sobresalientes rápidamente.

DesventajasDesventajas Se consume mucho tiempo en las evaluaciones de las líneas. Generalmente se puede trabajar con muy pocos cruces.

SelecciónSelección masalmasal ((bulkbulk))Consiste en la selección de plantas y la mezcla de la semillapara la próxima generación. Este proceso se repite hastageneraciones avanzadas en que se seleccionan plantas paraformar líneas y posteriormente pasar a los estudios derendimiento.

VentajasVentajasEs un método simple y poco costoso.

DesventajasDesventajas.. Las líneas seleccionadas a veces muestran segregación y

deben ser seleccionadas nuevamente para obteneruniformidad.

Existe el riesgo de que genotipos deseables se pierdan dela población.

SelecciónSelección masalmasal modificadamodificada..Es una combinación de la selección por pedigrí y la selección masal yaque se realiza selección de los fenotipos superiores y se mezcla lasemilla para formar una nueva población hasta la F4 y a partir de esageneración se realiza la selección por plantas y se sigue el método deselección por pedigrí. Este método ha ganado mucha popularidadentre los mejoradores ya que se utilizan las ventajas de ambosmétodos.

DescendienteDescendiente dede unauna solasola semillasemilla..El objetivo de este método es mantener descendientes de la mayorcantidad de plantas F2 posibles en la población durante lasgeneraciones segregantes con el objetivo de reducir la pérdida de losgenotipos superiores para caracteres que tienen baja heredabilidad. Esun método poco costoso y como solo se necesita una semilla porplanta, puede ser cultivado en invernadero para avanzar generaciones.

MétodoMétodo dede RetrocruzamientoRetrocruzamiento..Los métodos de mejoramiento anteriormente mencionados no sonexcluyentes unos de otros por lo que se pueden combinar endependencia de las condiciones y necesidades del programa demejoramiento. Existen otras vías para crear variabilidad genética opara transferir caracteres deseables. Dentro de estas vías seencuentra el Método de Retrocruzamiento. Este método es unaforma de hibridación recurrente por medio de la cual unacaracterística superior puede ser adicionada a una variedad de buencomportamiento. Este método ha sido utilizado de forma extensivapara transferir caracteres cualitativos, como resistencia a insectos yenfermedades. En el caso del arroz existen muchos reportes detransferencia de genes de resistencia de las especies salvajes al arrozcultivado a través de retrocruzamiento. El programa deretrocruzamiento es más fácil de manejar si el carácter que estásiendo adicionado cumple con los siguientes requisitos: 1) es deherencia simple, 2) es dominante y 3) es fácilmente reconocido enlos híbridos.

MEJORAMIENTO GENÉTICO AVANZADOMEJORAMIENTO GENÉTICO AVANZADOAl utilizar métodos no convencionales en elmejoramiento genético de arroz, se puede citar elmejoramiento de poblaciones mediante selecciónrecurrente utilizando androesterilidadandroesterilidad genéticagenética. Elmétodo permite ampliar inicialmente la base genéticay enriquecerla luego con introducciones. Incrementalas probabilidades de recombinación: nuevaasociación de genes, aumenta la frecuencia de genesfavorables y de realizar ciclos cortos de SelecciónRecombinación. Está basado en la evaluación degenotipos de una población, en realizar la selección delos mejores representantes de esa población y larecombinación de estos.

ObjetivosObjetivos::Conformar una población con la variabilidad

genética en diversos genotipos.Incrementar progresivamente el valor genético

de una o varias características agronómicas de undeterminado genotipo.Crear una base genética que permita la

obtención de líneas fijas.Crear poblaciones que sean fuente de

progenitores potenciales como un producto deretorno a las mismas, o como introducciones queenriquezcan los programas de mejoramiento.

Métodos de MejoramientoMétodos de Mejoramiento

El mejoramiento poblacional considera tres fases:

Creación de la población base, mantenimiento ymanejo.

Mejoramiento de poblaciones. Y Desarrollo de líneas.

La fase de mejoramiento de poblaciones se hadesarrollado utilizando las sigtes metodologías:

Basada en PlantasBasada en Plantas AndroAndro--EstérilesEstériles

UtilizandoUtilizando SelecciónSelección MasalMasal.. Un

ciclo de selección comprende una fase deselección seguido de una recombinación.Tiene la ventaja que es simple y rápida yconviene para caracteres de altaheredabilidad, pero hay poca producciónde semilla.

SelecciónSelección dede PlantasPlantas conconevaluaciónevaluación dede progeniesprogenies.. Un ciclo

de selección comprende: selección,evaluación y recombinación. Eficiente paracaracteres de baja heredabilidad.

Basada en Plantas FértilesBasada en Plantas FértilesUtilizandoUtilizando SelecciónSelección MasalMasal.. Un

ciclo de selección comprende una fase deselección seguido de una precombinación.Conviene para caracteres de bajaheredabilidad, se obtiene buenaproducción de semilla.

SelecciónSelección dede PlantasPlantas conconevaluaciónevaluación dede progeniesprogenies.. Un ciclo

de selección comprende: selección,evaluación y recombinación. La evaluaciónde descendencias, se hace dentro y entrefamilias.

CARACTERÍSTICAS AGRONÓMICAS A EVALUARCARACTERÍSTICAS AGRONÓMICAS A EVALUAR1.1.AlturaAltura dede plantaplanta

Esta observación se realiza seleccionando al azar 3

macollos/parcela, midiendo con una regla graduada desde la

superficie del suelo hasta la punta de la panícula más alta en el

estado 9 del periodo vegetativo, utilizando la escala del Sistema

de Evaluación de Arroz.

1 : Menos de 100 cm. (Semi enana)

5 : 100-130 cm. (Intermedia)

9 : Mayor de 130 cm. (Alta)

22.. PesoPeso yy %% dede humedadhumedad

Se pesa la muestra cosechada y la otra parte se guarda; el

peso debe ser un valor a 100 g. para cada muestra de cada

parcela de los viveros en estudio. Posteriormente

determinamos el porcentaje de Humedad respectiva para cada

línea mediante el determinador electrónico para granos.

3. Rendimiento de arroz cáscara al 14%3. Rendimiento de arroz cáscara al 14%

Para determinar el rendimiento comercial de grano, se requiere del

porcentaje de humedad de grano cosechado por parcela y del rendimiento

de campo/Ha expresado en kilogramos. Para determinar este valor se

obtiene de la siguiente formula:

Rdto. Comercial 14%H = %H Campo x Rdto. en Campo

%H Comercial

Donde:

%Humedad Campo= 100 -%Humedad Grano de cada parcela.

%Humedad Comercial= 100 - 14= 86%; porcentaje estable.

44.. CalidadCalidad molineramolinera

Para éste parámetro se utiliza la muestra anterior pesada y clasificada de

los 100 g con un contenido de 14% de Humedad y se procede a la

molienda respectiva mediante la mquina semi industrial clasificadora de

granos, obteniendo la cantidad de granos enteros y ¾ expresados en

porcentaje.

5. Panza blanca o centro blanco5. Panza blanca o centro blanco

Los granos enteros obtenidos del proceso de molienda se

evalúa en forma visual en función al porcentaje de opacidad

del endospermo de los granos enteros pilados del proceso de

molienda a través de escalas del Sistema de Evaluación

Estándar para Arroz.

0 : Grano translucido

1 : Menos del 10% del grano

2 : 11-20%

3 : 21-30%

4 : 31-40%

5 : Mayor del 40%(Grano de Máxima mancha)

6. Calidad culinaria6. Calidad culinaria

Las muestras de arroz de granos enteros correspondiente a

líneas avanzadas se determino mediante la proporción

siguiente; una taza de arroz con una taza y media de agua;

añadiendo primero el agua y después el arroz en cada olla

arrocera para cada línea, sin incluir ingredientes como sal y

aderezos. Se evalúa la pegajosidad después de cocción a

través de la escala cualitativa:

Arroz de textura pegajosa : Grado Alto

Arroz de textura suave : Grado Intermedio

Arroz de textura suelta : Grado Bajo