Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA) LA REVOLUCION NEOLÍTICA Revolución neolítica: transformación radical de la forma de vida de la humanidad, que pasa de ser nómada a sedentaria y de tener una economía recolectora (caza y recolección) a productora (agricultura y ganadería). Los cereales fueron la especie vegetal decisiva para la Revolución Neolítica en la mayor parte del mundo, y siguen siendo la base de la alimentación humana en la actualidad. Hace 19.000 años, se estima que en el Creciente Fértil se recolectaban formas silvestres de cereales como cebada y trigo. Frutos de higuera demuestran una selección intencionada hace 11.400 años. Entre los 12.000 y 10.000 años estas prácticas se intensificaron como una costumbre. CENTROS DE DOMESTICACION CATAL HUYUK: LA PRIMERA CIUDAD DE LA HUMANIDAD Se cree que Catal Huyuk en Anatolia tiene una edad aproximada de 9.000 años. En los niveles superiores se ha mostrado que se cultivaban cereales como trigo y cebada, leguminosas como guisantes, garbanzos y lentejas y lino. De las colinas circundantes se recogían frutos como almendras, pistachos, y manzanas. Se extraían aceites vegetales de plantas y semillas, así como una especie de cerveza. LOS CEREALES: LA BASE LA REVOLUCIÓN NEOLÍTICA El trigo fue uno de los primeros cereales domesticados, y su capacidad de auto-polinización facilitó en gran medida la selección de muchas variedades domesticadas distintas. LOS CEREALES: LA BASE LA REVOLUCIÓN NEOLÍTICA Oryza rufipogon (hierba) Oryza sativa (arroz) Variedad índica Variedad japónica El arroz fue domesticado de una hierba silvestre hace aproximadamente 10,000-14,000 años en el valle del Rio de las Perlas en China. Oryza rufipogon (hierba) Oryza sativa (arroz) Se han encontrado arroz y útiles agrícolas que se remontan por lo menos a 8.000 años LOS CEREALES: LA BASE LA REVOLUCIÓN NEOLÍTICA Se cree que el ancestro silvestre del maíz es una hierba llamada teosinte y que fueron agricultores antiguos en lo que hoy es México los que dieron los primeros pasos hace 9.000 años en la domesticación del maíz, cuando simplemente decidieron elegir las mazorcas mas grandes de esta planta. EVOLUCION NATURAL E INNOVACION VARIETAL : EL CASO DE LOS CITRICOS Variedades ancestrales PUMMELO CIDRO MANDARINA C. maxima C. medica C. cleopatra LIMA C. micrantha Variedades cultivadas LIMA MEJICANA NARANJA DULCE NARANJA AMARGA C. sinensis C. aurantium C. aurantifolia CLEMENTINA C. clementina LIMA RANGPUR C. limonia C. limon C. paradisi C. deliciosa MANDARINA COMÚN MANDARINA SATSUMA MANDARINO KING MANDARINO PONKAN C. temple C. nobilis C. unshiu C. reticulata LIMÓN POMELO C. tangerina MANDARINA DANCY MANDARINO TEMPLE EVOLUCION NATURAL E INNOVACION VARIETAL : EL CASO DE LOS CITRICOS 70 millones de años EVOLUCION NATURAL E INNOVACION VARIETAL : EL CASO DE LOS CITRICOS 5.5 7.4 Lima australiana alargada Lima del desierto australiana Lima australiana redonda 5.2 Cidro mano de buda Cidro Mac Veu Montain Cidro Humpang 8.0 Cidro de Córcega 1.0 Calamondin Kumquat. Nagami Pomeroy 7.4 Lima Mejicana Micrantha 3.7 Naranjo amargo Limón Eureka 0.7 7.0 Naranjo dulce Pummelo Chandler Pomelo Marsht Pummelo Dulce Pummelo Guanxi Pummelo Shatian 0.5 5.7 3.4 Papeda Ichang Mandarino Mangshan Lima Rangpur 0.2 3.5 Mandarino Cleopatra 0.6 0.1 Mandario Sunki Mandarino Clementina Mandarino común Mandarino Ponkan Mandarino Satsuma Mandarino Dancy Mandarino King MILLONES DE AÑOS Mandarino Nadorcott Mandarino Huanglingmiao 8 6 4 2 0 INNOVACION VARIETAL PUMMELO X MANDARIN MANDARIN SOUR ORANGE PUMMELO X MICRANTHA CITRON RANGPUR LIME X WILLOWLEAF SATSUMA SWEET ORANGE 1902 GRAPEFRUIT KING X POMELO X SWEET ORANGE XVII MANDARIN X LEMON WILLOWLEAF PUMMELO SWEET ORANGE SOUR ORANGE CITRON MEXICAN LIME MANDARIN 3.000 años X X CLEMENTINE SWEET ORANGE DANCY TEMPLE PONKAN CITRON LA ORGIA DE LOS CÍTRICOS La Innovación Varietal se Mantuvo en las Distintas Culturas LA IRRUPCIÓN DE LA GENÉTICA Y LA MEJORA VEGETAL Hibridación Selección asistida marcadores Mutación por irradiación LA REVOLUCION VERDE Transcurrieron 10.000 años para que la producción de grano llegara a mil millones de toneladas, en 1960. Bastaron sólo 40 años para llegar a 2 mil millones de toneladas, en 2000. Dr. Norman E. Borlaug La Revolución Verde se refiere a una serie de iniciativas en investigación, desarrollo y transferencia, que se producen entre las décadas de 1930 y finales de 1960 que aumento de la producción agrícola en todo el mundo, sobre todo en el mundo en desarrollo. Resultado de: Las iniciativas fueron encabezados por Norman Borlaug, el "Padre de la Revolución Verde", que ganó el Premio Nobel de la Paz en 1970, acreditado por la salvación de más de mil millones de personas expuestas a la inanición. • • • • desarrollo de variedades de cereales de alto rendimiento expansión de infraestructura de riego, modernización de las técnicas de gestión, distribución de semillas híbridas, fertilizantes y pesticidas CULTIVOS Y VARIEDADES DE LA REVOLUCION VERDE NORIN 10-BREVOR 14 Genes de enanismo: Rht1 y Rht2 IR8, el arroz “milagro” Gen de enanismo SD1 La inversión fotosintética en el tallo se reduce drásticamente a medida que las plantas son mas cortas y más estables mecánicamente. Los asimilados se redirigen a la producción de grano, ampliando en particular el efecto de fertilizantes químicos en el rendimiento comercial. GENES DE LA REVOLUCION VERDE GA1 Foto: Alyssa Dill et al. PNAS 2001;98:14162-14167 NORMAL MUTANTES Los genes responsables del enanismo en el trigo (RHT) y en el arroz (SD1) resultaron ser genes que reducen la síntesis o respuesta de las giberelinas, a semejanza de lo que ocurría en la planta modelo de Arabidopsis thaliana. CRITICAS A LA REVOLUCION VERDE 1) Las variedades de alto rendimiento superan significativamente a las variedades tradicionales en presencia de riego adecuado, pesticidas y fertilizantes. En ausencia de estos insumos, las variedades tradicionales pueden superar a variedades de alto rendimiento. 2) También se cuestiona el sistema de monocultivo asociado con las variedades de alto rendimiento con el sistema de policultivo asociado con las variedades tradicionales. a) b) c) d) e) f) g) h) Impacto medioambiental negativo Reducción de biodiversidad Emisiones gases invernadero Dependencia fuentes no renovables Impacto en la salud negativo Relación pesticidas y cáncer Baja calidad de la dieta Impacto político y socioeconómico negativo CONSECUENCIAS DE LA REVOLUCION VERDE 7.324.782.000 TENDENCIAS DE LA INNOVACION VARIETAL : “EL SUPERARROZ” Xa21 y Xa7: resistencia a Xanthomonas oryzae Pi1, Pi2, Pigm: e resistencia a Magnaporthe grisea (piricularia) Bph14 y Bph15: resistencia a Brown planthopper Ghd7: floración temprana GS3 y GS5: tamaño de grano Chalk5, wx: calidad de grano fgr: aromaticidad Sub1: tolerancia a inmersión TENDENCIAS DE LA INNOVACION VARIETAL : CITRICOS “La variedad perfecta” • Tolerante al cambio climático • Consumidor: • Excelente calidad de la fruta • Apirenia • Fácil pelado • Tamaño del fruto • Nutracéuticos • Productor: • Alto rendimiento • Almacenamiento en árbol • Resistente a plagas y enfermedades • Resistente a perturbaciones fisiológicas • Exportador: • Buenas características Pos-cosecha AMPLIACION DE LA OFERTA VARIETAL: CLEMENTINAS Clementina Fina C. clementina Hort. ex Tan. 1902 Misserghin (Argelia) Oroval 1950 Quart de les valls Clemenclara * 2010 Betxí Marisol 1970 Betxí Oronules 1970 Nules Beatriz* 1995 Anna Clemenules 1953 Nules Sando* 2000 Almenara Basol* 2001 Castelló Clemenpons* 1999 Pego Clemensoon* 2001 Algímia d´alfara Arrufatina 1968 Vila-real Esbal 1966 sagunt Hernandina 1966 Picassent Clemenval* 2005 Sagunt Capola* 1996 Vall d´Uixó Clemenrubí* 2000 Loriguilla Loretina 1992 tormos Alberina* 2007 Tortosa Oct-488* 2001 Vila-real Cultifort* 2001 Pego Orogrós* 2001Vall d´Uixó Nero* 2006 IVIA Mutaciones inducidas de Clemenules Clemenverd * 2006 IVIA Neufina* 2009 IVIA Nulessin* 2001 IVIA AMPLIACION DE LA OFERTA VARIETAL: CLEMENTINAS OCTUBRE SEPTIEMBRE 10 20 10 30 20 31 10 30 20 ENERO DICIEMBRE NOVIEMBRE 10 20 31 10 20 FEBRERO 31 BASOL* CLEMENCLARA* CLEMENSOON* CLEMENRUBÍ* CULTIFORT* / OROGROS* LORETINA MARISOL ORONULES CLEMENPONS* / OCT-488* NERO* / ARRUFATINA CAPOLA* CLEMENVAL* / ESBAL BEATRIZ* OROVAL CLEMENULES / NULESSIN* CLEMENTINA FINA NEUFINA * SANDO* ALBERINA * HERNANDINA / CLEMENVERD* 10 20 28 ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO Earliness CONTROL NERO Water consumption (%) 40 CONTROL 35 NERO 30 25 20 Photo by MD Molina 15 10 5 0 Winter Spring Summer Fall4 1 2 3 Seedlessness RESISTENCIA A FISIOPATIAS Rather resistant to senescence disorders PARENTAL NEUFINA Tree storage Medium-large size Excellent organoleptic quality Easy peeling Tender with melting carpels Good content in juice Harvesting mid Dec- mid Feb Water Spot (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 CONTROL NEUFINA Nov Dec 09/01/2012 Jan Feb 14/11/2011 Puffing (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 CONTROL NEUFINA Nov Dec 09/01/2012 Jan Feb 14/11/2011 Good postharvest conservation Self-incompatible (low seeds) RESISTENCIA A PLAGAS Y ENFERMEDADES: PATRONES Aphis gossypii Aphis spiraecola Toxoptera aurantii Trioza erytreae Diaphorina citri Photos by A. Urbaneja Photo by S.P. van Vuuren, Photo by Andrés A. Borges HUANGLONGBING Citrus Tristeza Virus Photo by C.Davis http://www.nbair.res.in/Aphids/Toxoptera-citricida.php TRISTEZA Candidatus liberibacter (BacMap Genome Atlas) Gottwald, da Graça, and Bassanezi, R. B. 2007 PHYTOPHTHORA NEMÁTODOS EXOCORTIS XYLOPOROSIS OTRAS TENDENCIAS Naranja Dulce COMÚN Foto: Raphael Morillon Naranja PIGMENTADA LA TERCERA REVOLUCION HACIA LA TERCERA REVOLUCION SELECCIÓN GENOMICA/ FORMACIÓN DE NUEVAS VARIEDADES EXCELLENT ORGANOLEPTICS X HIGH TOLERANCE TO ENVIRONMENT DNA FINA TARDIA DNA Population 700 hybrids Phenotype GBS TRAIT SELECTION DNAs GWAs Variety Selection MARISOL EXTRATEMPRANA IMPORTANCIA DE LA INNOVACION VARIETAL Es un requisito básico para la agricultura productiva, que es la base del desarrollo económico sostenible en las economías en desarrollo. Ha proporcionado, a través de los esfuerzos tanto del sector público como privado, una enorme contribución a la agricultura mundial (producción, resistencia a estreses bióticos, la tolerancia al estrés abiótico, la seguridad de la cosecha, los rasgos de calidad incluyendo el valor nutricional, etc.). Tiene la capacidad de contribuir de manera significativa en las soluciones a varios de los retos del futuro, como la seguridad alimentaria, la reducción del hambre, el aumento de los valores nutricionales, y los mayores costos de los insumos. Ayuda a mitigar los efectos del crecimiento de la población, el cambio climático y otros retos sociales y físicos Introduce mejoras para los agricultores, los productores, consumidores, con beneficios económicos globales. la industria y los Conduce a la mejora de la competitividad en los mercados externos y al desarrollo de la economía rural. AGRADECIMIENTOS