Cuatro décadas de progreso en el mejoramiento del arroz

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En los últimos 40 años se han logrado avances importantes en el mejoramiento de arroz para las condiciones de cultivo únicas y diversas de Latinoamérica y el Caribe. El Programa de Arroz del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), en colaboración con numerosos aliados nacionales, ha contribuido de manera significativa a esos avances. En este artículo presentamos un panorama general de las ideas, los avances y los científicos que permitieron al CIAT marcar la diferencia en este campo.

En búsqueda de un tipo de planta ideal

Cada variedad de arroz nueva es una expresión del tipo de planta ideal que el mejorador tiene en mente. Esta es una de las percepciones que guiaron la labor del reconocido científico de arroz Peter Jennings, quien lideró la investigación sobre el arroz del CIAT en sus primeros años. Durante las cuatro décadas en que buscó mejorar el potencial de rendimiento, Jennings generó cientos de variedades, 18 de las cuales demuestran los constantes avances genéticos en el rendimiento, que equivalen a 3,4 toneladas por hectárea acumuladas durante los 32 años que transcurrieron entre la liberación en 1978 de CICA 8 y la generación de la línea élite CT21375 en 2010.

Este hallazgo proviene de un experimento realizado en la sede del CIAT en Palmira, Colombia, cuyo fin era medir el avance genético, y que fue diseñado por este autor y Camila Rebolledo, fisióloga de arroz del CIAT. La idea era evaluar, bajo las mismas condiciones y utilizando el mismo manejo agronómico, las 18 variedades de arroz que aparecen en la figura adjunta.

Este experimento demostró los avances genéticos logrados en el rendimiento (un promedio anual de 106 kilogramos por hectárea), así como los cambios realizados en los otros rasgos que caracterizan este tipo de planta, desarrollado a lo largo de cuatro décadas. Las plantas de arroz que resultaron son más eficientes y rinden más porque utilizan menos energía y producen tallos que en su mayoría generan panículas grandes y fértiles que tienen más granos por unidad de área.

Este tipo de planta, que motivó gran parte del trabajo del Programa de Arroz del CIAT desde su inicio, fue generado en el Instituto Internacional de Investigación del Arroz (IRRI) a principios de la década de 1960 y llegó al CIAT mediante la variedad IR8. Cabe señalar que el diseño de este tipo de planta permite que el cultivo capte al máximo la radiación solar, evita que se vuelque (se caiga) y facilita una buena respuesta al fertilizante.

En 2002, Jennings y otros investigadores propusieron otro tipo de planta basado en los resultados obtenidos por el Programa de Arroz del CIAT mediante la selección bajo siembra directa. Este tipo de planta produce menos panículas por planta, pero cada panícula contiene más granos llenos y, además, posee una mayor capacidad de mantenerse verde y una mayor altura. El experimento antes mencionado demostró que esta combinación de características efectivamente incrementa el potencial de rendimiento del arroz, lo cual constituye un objetivo clave de la Alianza Científica Mundial del Arroz del CGIAR (GriSP, por sus siglas en inglés).

Venciendo las principales enfermedades del arroz

El Programa de Arroz del CIAT ha dedicado esfuerzos considerables a combatir las plagas y enfermedades que amenazan a este cultivo, especialmente el virus de la hoja blanca del arroz y el bruzone o añublo del arroz (causado por la bacteria Pyricularia oryzae).

Han sido encontrados genes de resistencia a la hoja blanca en variedades tropicales de arroz provenientes del Japón, como Takao Iku 18 y su progenie Colombia I, y también en líneas africanas como IRAT 120. De crítica importancia ha sido también la generación de métodos para evaluar, en condiciones controladas, la resistencia del arroz tanto al virus como a su insecto vector.

Para combatir el bruzone o añublo del arroz se requirió un enfoque innovador diseñado por Peter Jennings, en el que los genes fueron conjuntados en forma piramidal mediante numerosas cruzas entre diversas fuentes de resistencia provenientes de diferentes regiones geográficas. La idea era combinar genes que habían co-evolucionado con el patógeno por separado y para los cuales éste no podía acumular todos los genes de virulencia que requería para superar la resistencia a la enfermedad. Las plantas fueron seleccionadas por su resistencia bajo una gran diversidad de hongos en un lugar de Colombia que es foco de infección porque reúne las condiciones óptimas para el desarrollo de la enfermedad. Este enfoque ha dado excelentes resultados debido a que se utilizó el germoplasma correcto junto con métodos eficaces, y debido también al talento de los investigadores que llevaron a cabo esta labor.

Abundancia de innovadores

El mejoramiento de arroz utilizando siembra directa, en tierras favorables y para generar resistencia al añublo, condujo a muchas innovaciones útiles. Una de ellas fue un sistema para detectar el añublo que fue desarrollado por Carlos Bruzzone, Edward Pulver, Peter Jennings y otros investigadores. César Martínez y Surapong Sarkarung inventaron un método para seleccionar arroz de secano en tierras con suelos ácidos. James Gibbon aportó cruzas y variedades excelentes, incluyendo CT8008, de la cual surgieron más de 12 variedades en Latinoamérica.

Elcio Guimarães, Director de Investigación Regional para LAC del CIAT, y Marc Chatel realizaron mejoramiento de arroz mediante selección recurrente utilizando métodos desarrollados por la Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria (Embrapa) y la Investigación Agrícola Francesa para el Desarrollo (CIRAD). Federico Cuevas y Luis Eduardo Berrío diseminaron miles de líneas mejoradas, lo cual condujo al desarrollo de variedades comerciales importantes; asimismo, inventaron un método de cosecha retrasada que hace posible seleccionar para producir rendimientos mayores de granos llenos.

El fitopatólogo Robert Zeigler, Director General del IRRI, generó muchos de los métodos utilizados para desarrollar resistencia al virus de la hoja blanca y mejorar la selección para resistencia al añublo del arroz. Varios conceptos innovadores, como la exclusión de linajes, fueron introducidos por el profesor Morris Levi de la Universidad de Purdue y Fernando Correa y facilitaron la generación de variedades resistentes al añublo. El economista Luis Sanint concibió y jugó un papel crucial en la creación del Fondo Latinoamericano para Arroz de Riego (FLAR), el cual colabora con organizaciones dedicadas al arroz en toda la región utilizando un método diseñado para hacer que el sector sea más competitivo.

Variedades como Fedearroz 50 y Fedearroz 2000 son algunos de los resultados tangibles de la colaboración del CIAT con la Asociación Nacional de Arroceros (Fedearroz) de Colombia, que se enfoca en mejorar los rendimientos y la resistencia a enfermedades, al mismo tiempo que se estabiliza la producción. Edgar Corredor, Pompilio Gutiérrez, el profesor James Gibbons de la Universidad de Arkansas y César Martínez hicieron importantes contribuciones a esta labor.

En años recientes, han surgido otras demandas que la investigación de arroz debe atender, incluyendo una mayor resiliencia frente a los impactos del cambio climático, una mejor calidad de grano y sectores de arroz que sean más competitivos en general. Una nueva generación de investigadores del arroz ha surgido para hacerle frente a estos retos y se beneficiará de las nuevas herramientas y la información más abundante que ahora existen. Aun así, estos investigadores voltean a ver el pasado para inspirarse y enfrentar los desafíos que surgirán en el futuro.

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Edgar Torres es Líder del Programa de Arroz del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT).

Rice Today (January - March 2015)

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