Biotecnología

Avances en el mejoramiento de maíz resistente a sequía

Por: Fidel Márquez-Sánchez, Luis Sahagún-Castellanos y Erasmo Barrera-Gutiérrez*
Foto: Cortesía Cruoc UACh

En las áreas maiceras del centro-norte de México y en algunas otras regiones del resto del país, la precipitación pluvial es muy escasa, lo que causa frecuentemente la sequía o “canícula de agosto”. Dado que en dicho periodo ocurre la floración en el maíz, la sequía causa alarmantes reducciones en el rendimiento; se ha demostrado cómo afecta negativamente la producción de estigmas y de las anteras —los órganos femenino y masculino, respectivamente, de las plantas— además del deficiente crecimiento de las plantas que llega a ser bastante raquítico, provocando todo ello un deficiente funcionamiento que se refleja, precisamente, en los bajos rendimientos del cultivo, que en ocasiones llegan a ser nulos.

Hasta la década de 1990, sólo existían dos publicaciones sobre la resistencia a la sequía en el maíz: la del ingeniero Gilberto Palacios de la Rosa, sobre la población Michoacán 21 o “población latente”, que suspendía su crecimiento mientras había sequía pero que lo recuperaba después de ésta, y la del MC Abel Muñoz Orozco, quien sometía a sequía controlada a cada una de las plantas individuales sembradas en un bote de un litro, pero que en ninguna investigación produjo poblaciones resistentes a la sequía.

Sin embargo, en 2005, en el Centro Regional Universitario Occidente (Cruoc) de la Universidad Autónoma Chapingo, en Guadalajara, iniciamos un programa de mejoramiento genético contra la sequía en variedades criollas retrocruzadas.

Una variedad criolla obtenida por retrocruza limitada (o variedad retrocruzada) es una población obtenida por cruzamiento con una variedad mejorada o un híbrido. La variedad criolla (C) se cruza con la población mejorada (M) y su progenie, después de una generación de polinización libre, se retrocruza con C, obteniéndose una población con tres cuartos C y un cuarto M, es decir, que la variedad retrocruzada contiene tres cuartas partes del genoma del criollo y una cuarta parte del genoma del maíz mejorado.

En la cosecha siempre se escogen plantas que tengan mazorcas similares en forma, tipo y tamaño a la variedad criolla, pero que además tengan algunas características favorables del maíz mejorado, como menor altura de planta —ya que existen variedades criollas originales con alturas de cuatro metros o más—, más alto rendimiento y una adaptabilidad más amplia.

El proyecto de mejoramiento para resistencia a sequía del Cruoc tuvo por objeto identificar a variedades criollas que fueran susceptibles de ser mejoradas para dicho carácter, ya que la variación interracial de maíz en México es sumamente alta, existiendo por lo menos 50 razas. Para lograr este objetivo se dispuso de 25 razas de diferentes orígenes, desde razas del estado de Sonora hasta razas del estado de Yucatán.

El proyecto inició en invierno de 2005 en la localidad El Grullo, Jalisco, aprovechando que en esta zona existe riego, por lo que se puede sembrar sin temor a la aparición de heladas. Se aplicaron dos riegos de auxilio procurando que ninguno ocurriera durante la floración.

La parcela de cada variedad consistió de 400 plantas, pero por el efecto de la sequía controlada, antes de la floración en más de la mitad de las plantas, las espigas ya mostraban señales de esterilidad en las anteras. La polinización artificial dentro de cada variedad se hizo entre las plantas sobrevivientes del total original.

En la cosecha se obtuvieron no más de 40 mazorcas —de un número potencial de 400— seleccionándose al final a sólo 20. Con el grano de éstas se reconstituyó la población para hacer las mismas actividades en cada uno de los siguientes ciclos de selección.

El método se llevó a cabo durante cuatro ciclos, y la comparación entre las poblaciones resistentes contra las poblaciones originales se hizo en El Grullo bajo las mismas condiciones en que se llevó a cabo la detección para la resistencia a la sequía.

En el cuadro se muestran los rendimientos en toneladas por hectárea de las ocho razas más resistentes a la sequía, siendo C0 el rendimiento de la variedad original y C4 el rendimiento del cuarto ciclo de selección, y % la superioridad de la raza en el cuarto ciclo sobre la raza original; dado que sólo ocho razas respondieron favorablemente la presión de selección fue igual a 8/25 o 32 por ciento, que es una presión de selección sumamente alta que se interpreta como un alto número de razas en las que la selección fue efectiva.

Número Variedad C0 C4 %
1 Elotes Occidentales 2.078 3.317 59.62
2 Tuxpeño Norteño 1.248 1.910 53.04
3 Pepitilla 1 1.543 2.254 46.08
4 Pepitilla 2 1.696 2.265 33.54
5 Vandeño 1.74 62.243 27.46
6 Complejo Serrano Jalisco 1.840 2.270 23.37
7 Ratón 1.745 2.013 15.36
8 Tabloncillo 2.423 2.645 9.16
Promedio 1.790 2.365 32.12

El promedio del rendimiento de C0 fue de 1.790, y en C4 fue de 2.365 t/ha, mientras que la superioridad de las razas en C4 sobre C0 fue de 575 kg/ha lo que significó una ganancia de 32 o de 8 por ciento por ciclo. Las razas Tuxpeño Norteño y Ratón son precoces, en tanto que las demás pueden considerarse como intermedias.

La falta de respuesta de las otras 17 variedades se debió fundamentalmente a que no siempre fue posible hacer la polinización artificial en el periodo de floración que fue relativamente variable entre las razas, ya que para llegar a El Grullo desde Guadalajara, se requerían por lo menos dos horas y media a fin de poder embolsar las espigas de las plantas resistentes alrededor de las siete de la mañana.

Usando este mismo método, con el objeto de obtener variedades precoces resistentes a la sequía para el norte de Jalisco y Guanajuato y para el estado de Zacatecas, ya se ha obtenido el primer ciclo de selección en un programa de mejoramiento de variedades retrocruzadas.

* Profesores-investigadores del Centro Regional Universitario Occidente (Cruoc) de la Universidad Autónoma Chapingo. Correo: fidelmqz@hotmail.com

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