PROGRAMA DE MEJORAMIENTO GENÉTICO DE ACROCERAS MACRUM (PASTO NILO)

Autora: Dra. Silvana Consuelo Ferrari Usandizaga
ferrariusandizaga.s@inta.gob.ar
Corrección de texto y Publicación: Lic. Violeta Isabel Hauck
hauck.violeta@inta.gob.ar
Grupo Ganadería Subtropical. EEA INTA Corrientes

Antecedentes sobre Pasto Nilo

Acroceras macrum (Pasto Nilo) es una gramínea forrajera nativa de África, recomendada para el NEA, por su adaptación a suelos húmedos con deficiente drenaje y tendencia al anegamiento. Su mayor limitación como potencial forrajera comercial, es la calidad de la producción de semillas. Debido a la imposibilidad de obtener semilla comercial, los productores la propagan plantando los rizomas, con lo cual obtienen plantaciones de material genéticamente uniforme, pero bajo un sistema de plantación manual. Una característica destacada de esta especie es su persistencia (más de 20 años en el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) EEA Corrientes).

En este sentido la calidad genética, es promisoria gracias a los trabajos pioneros en África por parte del ARC (Agricultural Research Center) y en la Argentina, con el INTA Corrientes respectivamente.

En la década del 70´ el Agricutural Research Council (ARC) desarrolló un programa de mejoramiento a partir del cual se colectó material de distintas poblaciones africanas, se realizaron evaluaciones agronómicas y se lograron cruzamientos fértiles, aunque de baja eficiencia reproductiva. Como producto de ese programa, lograron inscribir el único cultivar comercial de la especie que existe hasta la actualidad, que recibió el nombre “Cedara Select”, de propagación clonal (Rhind y Goodenough, 1976; 1979; Theron y Arnott, 1979). Luego el programa sudafricano se discontinuó y no se reiniciaron las actividades de mejoramiento en la especie.

Durante las décadas de los 80´- 90´, productores del nordeste de Argentina, importaron el cultivar (cv) Cedara Select y comenzaron las primeras evaluaciones en las EEA Corrientes y Mercedes. De estas evaluaciones se pudo obtener importante información, como las diferencias en producción de carne posible de obtener con Pasto Nilo, respecto de los pastizales naturales en la zona de malezales del NEA: 256Kg/ha/año con Pasto Nilo contra 30 y 90 Kg/ha/año obtenida con los pastizales naturales (Royo Pallares y Altuve, 2000).

Muy pocas gramíneas de calidad (nativas como pasturas comerciales), están adaptadas a las condiciones de anegamiento y las pocas que se pueden encontrar en los humedales de las regiones subtropicales, contribuyen muy poco en la composición botánica de estos ambientes. El Pasto Nilo es una de las pocas gramíneas subtropicales, con una calidad nutricional similar al de las gramíneas templadas (C3). En este sentido se destaca su contenido proteico, digestibilidad, que sumados a su persistencia, palatabilidad y rendimientos de biomasa, hace que sea una alternativa interesante para aumentar la productividad de los sistemas ganaderos de la región NEA.

Con el cv Cedara Select (Fig.1), dependiendo de las condiciones ambientales y el manejo se puede alcanzar los 5.000 Kg/ha (Royo Pallares y Goldfarb, 2000). En cuanto a la calidad nutricional, el cv Cedara Select, presentó contenidos de PB de 17% promedio en hojas, 7% promedio en tallo y 10,5% promedio de la porción aérea; con un 2.85 Mcal/Kg promedio de Energía digestible (Gándara et al., 2016).

Figura 1. Potrero con Cv Cedara Select de A. macrum de la EEA INTA Corrientes.

En 1995, profesionales del INTA introducen 57 líneas experimentales del ARC en Corrientes. Recién en 2011, se inician los estudios básicos necesarios para dar inicio al programa de mejoramiento de Acroceras macrum del INTA Corrientes, incluyendo los niveles de ploidía, la diversidad genética del material y estudios reproductivos (fertilidad, modo de reproducción, sistema de polinización) (Ferrari Usandizaga, 2015). Hasta ese momento, los pocos antecedentes de estudios realizados en la especie, se limitaban a algunos conteos cromosómicos (Rhind y Goodenough, 1976; Moffett y Hurcombe, 1949), las evaluaciones de los cruzamientos realizadas en Sud África con fines de mejoramiento (Rhind y Goodenough, 1976) y algunas evaluaciones agronómicas, casi siempre utilizando el cultivar Cedara Select (Rhind y Goodenough, 1979; Theron y Arnott, 1979; Brockett y Gray, 1984; Rethman y de Witt, 1988; Gertenbach et al., 1995; Gertenbach y van Henning, 1995a, 1995b; Van Schalkwyk y Gertenbach, 2000; Royo Pallares y Altuve, 2000; Royo Pallares y Goldfarb, 2000; Cassel Rodriguez et al., 2004; Cassel Rodriguez et al., 2005). Hasta entonces no se habían hecho los estudios básicos completos de los aspectos reproductivos y la diversidad genética del material, necesarios para iniciar adecuadamente el mejoramiento de la especie.

Los estudios realizados de 2011 a 2015 con los materiales del INTA Corrientes, concluyeron que se pudieron recuperar 27 líneas genéticamente diferentes (Fig.2), 22 de las cuales fueron tetraploides (2n=4x=36) y 5 hexaploides (2n=6x=54). Nuestros resultados (Ferrari Usandizaga et al, 2012, 2013, 2014, 2015; Ferrari Usandizaga, 2012, 2015, Schedler et al., 2013, 2014; Weiss et al., 2013) indicaron que esta colección de germoplasma contenía una importante diversidad genética y que son plantas alógamas.

Figura 2. Lote de evaluación-cruzamiento conteniendo la colección de germoplasma de A. macrum en la EEA INTA Corrientes. El lote está compuesto de 27 diferentes genotipos proveniente del ARC de Sudáfrica.

A pesar de la dificultad en la producción de semillas de los materiales, se diseñaron cruzamientos (dentro de la misma especie) para obtener familias de hermanos completos. Estos cruzamientos resultaron en una población conteniendo en total

Figura 3. Lote base de evaluación-selección de líneas para multiplicación clonal de A. macrum de la EEA INTA Corrientes. El lote está compuesto por 160 diferentes híbridos pertenecientes a 16 familias (hermanos completos) generadas por cruzamiento dirigido entre genotipos del germoplasma base (Figura 2).

Proyectos de avance en el mejoramiento de la especie

El trabajo de mejoramiento, se planificó para llevarse a cabo sobre dos poblaciones.

1) Una población donde se trabajará exclusivamente para la obtención de materiales superiores que serán de multiplicación agámica (estolones y rizomas) y estarán disponibles a mediano plazo (dentro de 6 años en adelante).

2) La segunda población, se destinará a mejorar los inconvenientes reproductivos para la producción de semillas, a fines de ofrecer a largo plazo (entre 10 a 20 años aproximadamente), un material comercial que pueda ser sembrado.

1 - Proyecto mediano plazo de materiales de multiplicación agámica.

En vista de los resultados, de las evaluaciones de los nuevos materiales, producidos por INTA Corrientes, se planteó, seleccionar líneas promisorias de multiplicación clonal (agámica vía estolones).

Las mismas se seleccionaran en base a su rendimiento agronómico y la producción secundaria. Dicha selección se llevará a cabo sobre una población de 160 híbridos (Fig.3) que están caracterizadas en varias características morfológicas, fenológicas y agronómicas (Ferrari Usandizaga et al., 2016). Esta selección a mediano plazo es posible porque los resultados de nuestras evaluaciones indican que algunos híbridos presentaron una performance muy optimizada dentro la población de hermanos completos y es probable que algunos de ellos pueden mantener ese comportamiento al multiplicarse clonalmente. La comprobación de esta capacidad de mantener los atributos agronómicos se comprobará en ensayos multiambientales.

Más allá de que el material disponible, no pueda sembrarse por semillas, este mejoramiento se enfocará hacia materiale,s que se establezcan rápidamente y toleren períodos largos de anegamiento. Resulta interesante esta contribución, puesto que la siembra por semilla, presenta más complicaciones que el establecimiento de materiales por plantación en ambientes que requieren ser drenados y preparados a este fin.

2 - Proyecto de largo plazo para obtención de materiales por semilla.

Las variables reproductivas relacionadas con la producción de semillas en general no tienen una herencia genética simple y suelen estar muy afectados por diversos factores no genéticos. Para asegurar que las mejoras en las mismas se mantengan a lo largo de las generaciones, se requiere iniciar un proceso de selección a partir de una población de base genética amplia y con distribución normal de las características de interés. En cada ciclo de selección sólo se pueden descartar unos pocos materiales de bajo rendimiento y se requerirán de numerosos ciclos de cruzamiento y selección hasta obtener una población mejorada. En este caso también es conveniente realizar evaluaciones multiambientales y/o con repeticiones en diferentes años. Los productos del mejoramiento, por lo tanto, se obtendrán a más largo plazo que para la selección de líneas clonales por su calidad forrajera.

Actualmente contamos con una población base de 400 genotipos (Fig. 4) para iniciar el mejoramiento de la calidad de producción de semillas por cruzamiento y selección. La misma se ha generado a partir de semilla obtenida por polinización abierta, con lo cual se espera que la diversidad sea continua (y normal). Nuestro grupo de trabajo realiza estudios sobre la distribución de la diversidad de características de interés para el mejoramiento, evaluando las variables con mejor heredabilidad, de modo de incluirlas en un índice que se utilizará como criterio de selección. Nuestros resultados parciales indican que muchos de los atributos de calidad de semilla son mejorables, al igual que el rendimiento, el porte de la planta, y la resistencia a factores como los cambios estacionales en la humedad del suelo, bajas temperaturas invernales y enfermedades.

La evaluación de la misma llevará a cabo tanto por caracteres fenotípicos relacionados a la fertilidad como por marcadores moleculares. La técnica molecular que se utilice para ello debe permitir detectar los polimorfismos genéticos y su distribución en todo el genoma. Debido a que no se cuenta con técnicas moleculares adecuadas desarrolladas para esta especie, se transferirán las desarrolladas en otras especies gramíneas en particular marcadores microsatélites (SSRs) y polimorfismos de nucleótidos simples (SNPs). Tanto la transferencia de marcadores como la información que se obtenga a partir de las técnicas moleculares aplicadas serán de utilidad a futuro para encarar mapeo de genes en A. macrum, la selección asistida por marcadores, controles de calidad genética, etc. Estos estudios generarán información muy valiosa e innovadora.

En este caso los materiales que se obtengan, producirán semillas que serán de utilidad para la siembra en ambientes que en un determinado período del año, puedan ser preparados para tal fin. Esto es común, en suelos bajos que pasan por períodos de sequías como así también de anegamientos. Por lo tanto es muy importante que el material resultante esté adaptado a los cambios de humedad y pueda ser establecido durante el período seco.

Figura 4. Lote base para inicio de los ciclos de evaluación-selección-policruzamiento, orientado a obtener líneas de producción de semillas de A. macrum, en la EEA INTA

Corrientes. El lote está compuesto de 400 diferentes híbridos originados por policruzamiento de los híbridos del lote de selección de líneas clonales (Figura 3).

Figura 5. Esquema del plan de mejoramiento de A. macrum de la EEA INTA Corrientes.

Otros proyectos relacionados al mejoramiento genético de Pasto Nilo.

Diseño de maquinarias para la extracción y plantación de mudas-estolones de especies agámicas por ej nilo, tangolo, pangola, pasto siam, clavel etc.

La posibilidad de contar con líneas superiores para multiplicación clonal resalta la necesidad de adaptar las tecnologías existentes para la mecanización del proceso de plantación sobre áreas extensas. Esta maquinaria no sólo debe adaptarse a las características específicas de la especie sino también a las del terreno donde se realizará la implantación (extracción de panes de tierra-rizomas de lotes de multiplicación, seguido de la plantación de los mismos, sobre terreno anegado e irregular). Cabe destacar que la tecnología de plantación de estolones puede resultar más aplicable para áreas que permanecen anegadas todo el año que una tecnología de siembra por semillas, ya que esta última requerirá contar además con sistemas de drenado y luego generar una superficie regular apta para la siembra a poca profundidad. Sin embargo, si se consiguiera obtener semillas en cantidad y calidad apropiada, la siembra de las mismas sería aplicable a terrenos bajos que pasan por periodos de anegamiento pero se encuentran drenados durante la etapa de implantación.

Es por estas cuestiones que el mejoramiento se realizará considerando las dos situaciones que son comunes en la región NEA.

Tal como se ha dicho, una de las líneas de mejoramiento es hacia plantas que estarán adaptadas a pasar por periodos donde la humedad es baja y por otra parte sus semillas, deberán tener periodos de latencia apropiados para sembrarse cuando el terreno está seco y germinar cuando se dan las condiciones para el desarrollo de las plántulas.

Por su parte, la segunda línea de mejoramiento, se enfoca en plantas de multiplicación clonal, que se utilicen sobre áreas permanentemente anegadas y que deberán tolerar esa condición.

En la actualidad el INTA Corrientes, analiza convenios con organismos públicos – privados para el desarrollo de las maquinarias requeridas.

Más información del tema: investigadora Dra. Silvana Consuelo Ferrari Usandizaga INTA “El Sombrerito” Corrientes ferrariusandizaga.s@inta.gob.ar Cel. Corp. 11 6849-6328

REFERENCIAS

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