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Ciencia, docencia y tecnología

versão On-line ISSN 1851-1716

Cienc. docencia tecnol.  no.45 Concepción del Uruguay jul./dez. 2012

 

CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES: COMUNICACIÓNES

PROT 12 FCA: Nuevo cultivar de soja no transgénico con alta proteína

 

Fresoli, Diana M.*; Beret, Patricia N.*; Hirschfeld Yanina**

Autoras: *Docentes investigadoras de la Cátedra de Genética y Mejoramiento Vegetal y Animal, fcauner, **Becaria de Iniciación en la Investigación. Contacto: dfresoli@fca.uner.edu.ar

Artículo derivado del PID-UNER 2088, Facultad de Ciencias Agropecuarias -FCA-, Universidad Nacional de Entre Ríos -UNER-, Oro Verde (Entre Ríos, Argentina);
Recibido en junio 2012,
Admitido en agosto 2012.


Resumen

En soja, el porcentaje de proteínas en grano promedio en las últimas décadas ha sido de 38.80 %. El objetivo general del trabajo fue desarrollar líneas de soja a partir de germoplasma exótico, con contenidos de proteínas superiores a la media nacional, y con elevados rendimientos. El mejoramiento genético se inició con la introducción de genotipos seguidos por hibridación y posterior selección. El resultado de este proceso es la inscripción en el Registro Nacional de la Propiedad de Cultivares de la creación fitogenética de soja PROT12FCA, que presenta un contenido en proteína y aceite de 42.46 % y 20.42 % respectivamente, superando en rendimiento a los testigos en un 5 %. Es resistente al cancro del tallo y a la raza 1 de Phytophthora sojae.

Palabras clave: Fitogenética aplicada; Glycine max(L) Merril; Proteínas.

PROT 12 FCA: a new no transgenic soybean cultivar with high protein

Abstract

In soybean, the average percentage of proteins in grain in the last few decades has been 38.80 %. The general aim of the work was to develop lines of soybean from exotic germoplasm with protein content higher than the national average and with high yields. Genetic improvement began with the introduction of genotypes followed by hybridization and subsequent selection. The process resulted in the registration at the National Register of Cultivars Property of the new cultivar PROT12FCA, which presents a content in protein and oil of 42.46 % and 20.42 % respectively, surpassing the witnesses performance on a 5 %. It is resistant to stem canker and to the race 1 of Phytophthora sojae.

Keywords: Plant breeding; Glycine max(L) Merril; Protein.

PROT 12 FCA: Novo cultivar de soja não transgênico com alta proteína

Resumo

Na soja, o teor percentual de proteínas no grão médio nas últimas décadas é de 38.80%. O objetivo geral do trabalho foi desenvolver linhagens de soja a partir de germoplasma exótico, com maior teor de proteínas do que a média nacional, e com altos rendimentos. O melhoramento genético se iniciou com a introdução de genótipos seguidos por hibridação e posterior seleção. O resultado deste processo é a incorporação no Registro Nacional da Propriedade de Cultivares do melhoramento genético de soja PROT12FCA, que possui um teor de proteína e de óleo de 42.46 % e 20.42 % respectivamente, superando em rendimento às testemunhas em 5 %. É resistente ao cancro do tronco, e à raça 1 de Phytophthora sojae.

Palavras chave: Melhoramento genético aplicado; Glycine max(L) Merril; Proteínas.


 

I. Introducción

En la campaña 2009/10, la superficie sembrada con soja en Argentina fue de 18,5 millones de hectáreas, con una producción de 52.7 M/t. La soja, tanto en forma de grano como en sus sub-productos, posee un alto contenido proteico, lo que constituye un factor importante para la alimentación humana y animal. Argentina es el tercer exportador mundial de esta oleaginosa y el principal proveedor internacional de su aceite y harina derivados, y Europa es el mayor mercado de ubicación de la harina [1].
La demanda promedio de los principales países importadores de nuestras harinas de soja es de 47 % de proteína en harina. La calidad industrial de la soja argentina se caracteriza por presentar, en los últimos años, altos contenidos de aceite y relativamente baja proteína, sobre todo en las zonas Pampeana Norte y Pampeana Sur, debido a factores ambientales y genéticos. El panorama varietal argentino es muy amplio, disponiéndose de cultivares de alto potencial de rendimiento, adaptados a las distintas regiones agroecológicas. Los objetivos del mejoramiento genético argentino no contemplaron incrementar los contenidos de proteína y aceite; como consecuencia, el contenido promedio de proteínas en granos en las últimas décadas fue de 38.80 %. Este valor es el más bajo de Sudamérica; Brasil produce grano de soja con valores proteicos promedios de 40,81%, en tanto que Paraguay de 39,34 % y Bolivia de 40,54 %, según datos suministrados por Renessen Argentina (campaña 2005-2006).
En la colección de germoplasma de soja del United States Department of Agriculture -usda- (ee.uu.) existe un amplio rango para estos caracteres, que varían desde el 36,6 al 50 % para proteínas y desde el 13,2 al 23,5 % para aceite.
El porcentaje de proteínas es un carácter cuantitativo altamente heredable, con una heredabilidad media aproximada de 0,70. Para el caso de poblaciones formadas con germoplasma exótico, las estimaciones de heredabilidad citadas en la literatura alcanzan el valor medio de 0,83, mientras que, para el carácter porcentaje de aceite, la heredabilidad es moderada, variando desde 0,51 hasta 0,84; este carácter es controlado prioritariamente por efectos genéticos aditivos [2]. La relación entre proteína y aceite en semilla varía de 1,75:1,00 a 3,5:1,00, presentando una correlación negativa del 0,8.
Los efectos de la selección en generaciones precoces son eficaces cuando las correlaciones genéticas con otros caracteres son ignorados. El uso de genotipos exóticos en programas de mejoramiento permite transferir nuevos genes no presentes en el germoplasma comercial, ampliando la base genética, así como continuar obteniendo ganancia genética significativa. Varios autores [3] [4] [5] [7] destacan la utilización de germoplasma PI (Plant introduction) como estrategia para aumentar la variabilidad genética.
El objetivo general del trabajo que se presenta fue desarrollar, a partir de germoplasma exótico, líneas de soja adaptadas a la zona, con elevados rendimientos, buena calidad de semilla, seguridad de cosecha y contenidos de proteínas superiores a la media nacional.

II. Materiales y métodos

El desarrollo de nuevos cultivares de soja fca incluyó cuatro etapas [6]:
- Introducción, selección y cruzamiento de progenitores.
- Desarrollo de líneas puras.
- Evaluación de las mismas.
- Purificación, liberación y difusión del nuevo cultivar.
Se emplearon como parentales femeninos a los cultivares y líneas fca adaptados a las condiciones agroecológicas, de alta performance, y como parentales masculinos a los materiales exóticos PI 423853 y PI 123587 provistos por el Banco de Germoplasma de inta Marcos Juárez (ver Cuadro 1).

Cuadro 1. Características de los parentales

Los cruzamientos artificiales se realizaron durante la campaña 2003/2004. La filial 1 (F1) se condujo en contraestación en el invernáculo semiautomatizado que el Criadero de semillas posee en el predio de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Nacional de Entre Ríos -uner- (Oro Verde, Provincia de Entre Ríos, Argentina).
El método de mejoramiento empleado fue el Single Seed Descend (ssd). En Filial 4 (F4) se cosecharon individualmente las plantas correspondientes a los mejores surcos para evaluarlas según contenido en proteína y aceite, utilizándose en la determinación un equipo infratec 1221, método nir (espectroscopia de infrarrojo cercano) provisto por la empresa Monsanto Argentina. Se corrieron 976 muestras, los datos fueron incluidos en las respectivas planillas donde estaban registradas las siguientes variables: color de hilo, de tegumento, y de pubescencia para su posterior caracterización.
Se seleccionaron para la futura siembra únicamente las muestras con tegumento amarillo (536), y con valores en proteína superiores a 42 %. La descendencia de cada planta seleccionada se sembró en surcos individuales en la siguiente generación, siendo evaluada por caracteres agronómicos (ciclo, hábito de crecimiento, altura de planta, vuelco, número de vainas por planta, número de ramificaciones, etc.) durante todo el ciclo de cultivo.
En el estadio madurez de cosecha (R8) se seleccionaron los mejores surcos, procediéndose a la evaluación por contenido en proteínas y aceite. Los surcos selectos, con una homogeniedad fenotípica, reflejo del aumento de la homocigosis producto de las sucesivas autofecundaciones en un número de seis se probaron en ensayos comparativos de rendimiento preliminares conducidos en el campo experimental del Criadero AI 1281, Facultad de Ciencias Agropecuarias -uner- ubicado en Colonia Ensayo, Departamento Diamante, Distrito Sauce, Provincia de Entre Ríos, durante las campañas 2008/2009 y 2009/2010. El diseño estadístico empleado fue el de bloques completos al azar con tres repeticiones. El tamaño de parcela fue de cuatro surcos distanciados a cincuenta y dos centímetros y de cuatro metros y medio de longitud. Los resultados se analizaron estadísticamente empleándose análisis de variancia, y para la diferencia de medias se utilizó el test de diferencias mínimas significativas. Paralelamente, se remitieron muestras de los materiales selectos al Laboratorio Agrícola Río Paraná para la evaluación a cinco razas de Phytophthora sojae y reacción a cancro del tallo provocado por Diaporthe phaseolorum var. meridionalis.

III. Resultados

El resultado de este proceso de selección es la inscripción en el Registro Nacional de la Propiedad de Cultivares de la creación fitogenética de soja no transgénica de nombre PROT12FCA.

III.1. Descripción botánica
III.1.1. Características de la plántula
Prot12FCA presenta plántulas con hipocótilo largo de 17,75cm en promedio, superando al testigo Forrest (largo) en 6%. El color es verde.

III.1.2. Características de la planta
Es una planta erecta con ramificaciones intermedia (dos). El crecimiento del tallo es de tipo indeterminado; presenta una altura a madurez de cosecha de 120 cm en siembra de primera época, que disminuye a 100 cm para siembras de segunda.
Presenta pubescencia de color castaño claro casi gris. Los folíolos son de forma oval de color verde intermedio.
Las flores blancas están distribuidas en racimos subsésiles.
Las vainas son de color tostado intermedio, presentando en promedio tres granos por vainas.
Las semillas son de forma esférica achatada, de tegumento amarillo opaco, presentando el hilo de color castaño oscuro. El peso promedio de las mil semillas es de 150,98 gr.

III.2. Datos Fenológicos
Pertenece al grupo de madurez VI de la escala americana de precocidad. Para siembras de primera, cumple su ciclo de emergencia al inicio de floración (R1) según la escala de Fehr y Caviness (1977) en 65 días. La duración de este sub-período es dos días menor que el cultivar Iridio fca. La duración del sub-período emergencia-madurez de cosecha (R8) es de 147 días, tres días más corto que el cultivar Iridio fca.

III.2.1. Comportamiento sanitarios
PROT12FCA es resistente al cancro del tallo causado por Diaporthe phaseolorum var. meridionalis. Es resistente a la raza 1 de Phytophthora sojae, al igual que su progenitor masculino, presentando reacción intermedia a la raza3.

III.2.2. Características tecnológicas
La característica destacada de este nuevo cultivar no transgénico es que ha presentado en los años de evaluación un promedio de proteína y aceite de 42.46 % y 20.42 % respectivamente. III.2.3. Rendimiento en grano El rendimiento promedio (Gráfico N°1) de PROT12FCA para las dos campañas ensayadas fue de 4149 kg/ha, existiendo diferencias significativas con los testigos. Superó a los testigos Iridio fca (cultivar convencional) y RA 633 (modificado genéticamente) en un 4.5 %, en tanto que en un 7 % al testigo Andrea 63 (también modificado genéticamente).


Gráfico 1. Rendimiento en kilogramos por hectárea del nuevo cultivar de soja Prot12FCA y los testigos, promedio de dos campañas agrícolas

IV. Conclusiones

PROT12FCA es un cultivar no transgénico gm vi, que ha presentado en los años de evaluación un promedio de proteína y aceite de 42.46 % y 20.42 % respectivamente. Además, ha superado en rendimiento en granos a los testigos Iridio fca y ra 633 en un 4.5 %, y en un 7.5 % al testigo Andrea 63. Es resistente al cancro del tallo causado por Diaporthe phaseolorum var. meridionalis y a la raza1 de Phytophthora sojae, y presenta reacción intermedia a la raza3.

Referencias bibliográficas

1. CUNNIBERTI , M; HERRERO, R; BAIGORRI, H; CROATO, D; MASIERO, B; PARRA, R; VICENTINI, R; PIATTI ; F. Effect of planting dates and latitudes in the industrial quality of Argentinian soybean. Third international soybean processing and utilization conference (ISPUC-III). Tsukuba. 2000.         [ Links ]

2. BOLOGNA , SB; SOLDINI , DO; CARRERAS , JJ . Evaluación del potencial genético de germoplasma exótico de soja para incrementar el contenido de aceite en el grano, en: RIA.2006; 35 (2): 37-51.         [ Links ]

3. PFEIFFER, TW; SURYATI D.; EGLI, DB. Soybean plant introductions selected for seed filling period of yield. Performance as parents, en: Crop Science; 1991(31): 1418-1421.         [ Links ]

4. DELANNAY, YX; RODGERS, DM; PALMER, RG . Relative genetic contributions among ancestral lines to North America soybean cultivars, en: Crop Science.1983; 23: 944-949.         [ Links ]

5. SCHOENERS, CS; FEHR, WR. (1979). Utilization of plant introductions in soybean breeding population, en: Crop Science. 1979;19: 195-188         [ Links ]

6. FRESOLI , DM; BERET , PN; ROJAS , PH.(2004). Desarrollo de cultivares de soja con alto potencial de rendimiento para la región litoral, en:Ciencia, Docencia y Tecnología; 2004 (28): 247- 252.         [ Links ]

7. FEHR, W. R.; CAVINESS, C.E. (1977). Stage of soybean development. Iowa: St. University. Special Report. 1977 (80).         [ Links ]

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