1. Incremento del Potencial de
Rendimiento en la Alianza Global de
la Ciencia del Arroz.
Edgar Torres
Programa de Arroz
I Taller para Fitomejoradores de América Latina de la Alianza Global
para la Ciencia del Arroz (GRiSP)
Cali, 20 al 24 de Febrero de 2012

2. Algunas Cifras
.- Para satisfacer la demanda
proyectada, la produccion mundial de
arroz debe aumentar de 439 millones
de tm (arroz pulido) en 2010 a 496
millones en 2020 y a 555 millones en
2035
.- Es decir 26% en los proximos 25
años.
.- En Asia se requeriran 77 millones de
tm adicionales, en Africa 30 millones y
en America 9 millones; para un total de
116 millones adicionales.
.- Todo esto con menos area, mas
restricciones ambientales, cambio
climatico etc.
.- A nivel mundial, se requiere un Fuente: Documento GRiSP 2010
crecimiento de 1.2% a 1.5% (60
kg/año) anual en el rendimiento entre
2010 y 2020, y de 1.0% a 1.2%
despues del 2020.
.

3. Efecto de manejo del cultivo, manejo de nutrientes y mejoramiento
genético en el rendimiento potencial del Arroz
Rendimiento potencial de
una determinada variedad
13 en un clima dado 20%
NUEVO
TECHO
12
11
Rendimiento 20%
10 Clima o economico
desbalance de
9 nutrientes 10%
8 Manejo
Tn ha
agronomico 20%
7 deficiente
6
5
4
3
2
1
0
Yactual Yposible Yobjetivo Ypotencial Ynuevo
Adaptado de Fairhust et al 2007

4. Aumentar la
adaptabilidad Interacción genotipo por ambiente
especifica… Donde y
cuando una variedad
gana.
Explotación: CV3 en
región 1 y CV1 en región
2
+
Minimización: CV2 en
región 1 y región 2
+
región 1 región 2

5. Que es el Rendimiento Potencial
“El rendimiento potencial es el rendimiento en un ambiente fisico óptimo (radiación solar,
temperatura, nutrición mineral) y con completa protección de malezas y plagas”
Evans y Fisher, 1999.

6. America Latina tiene una gran diversidad de
ambientes dedicados a la produccion de Arroz

7. Mejoramiento del rendimiento mediante el
Ideotipo
Máx, Macollamiento
Madurez fisiologica
Inicio Macollamiento
Llenado del grano
Inicio del primordio
Germinacion
Floración
Cosecha
VEGETATIVO REPRODUCTIVO MADURACION
Plantas m2
Paniculas m2
Granos/panícula % Fertilidad
Número de granos llenos m2
Peso de los granos
RENDIMIENTO EN GRANO

8. Las variedades de tipo semi-enano
Una combinacion de tallos cortos y fuertes, baja estatura, hojas erectas, resistente al acame, con alta
respuesta al nitrógeno e insensibles al fotoperiodo

9. Las variedades de tipo semi-enano
La respuesta a la aplicación del Nitrogeno de dos
variedades sem i-enanas IR8 y TN1 y Peta una
variedad alta durante la estación seca de 1966.
(Adaptado de Hargrove y Coffm an 2006)
12
10
8
IR 8
Tons/ha
6 PETA
TN1
4
2
0
0 30 60 90 120
Nitrogeno Aplicado Kg/ha

10. Las variedades de tipo semi-enano
Maxim o rendim iento de IR 8 y IR72 en la estación seca de 1998 en IRRI com parado con el
m axim o rendim iento de IR 8 en 1966. Peng et al 1999
10 -2 tn/ha
9
8
7
6
Tn/ha 5
4
3
2
1
0
IR 8 1966 IR 8 1998 IR 72 1998
Variedad-Año
El maximo rendimiento de IR8 ha disminuido en 2 tn/ha en 30 años; el mejoramiento “empirico”
en el germoplasma indica ha resultado en el mantenimiento del potencial de rendimiento en
cerca de 10 tn/ha, Peng et al 1999,

11. El nuevo tipo de planta del IRRI
El ideotipo del NTP estuvo basado en reducir el número de tallos no productivos e incrementar
el tamaño de la panícula, además de tallos fuertes, resistencia a enfermedades y sistema
radicular vigoroso. No hubo mayor ventaja en rendimiento debido a la baja producción de
biomasa y pobre llenado del grano

12. El nuevo tipo de planta del IRRI
Estacion seca 2003
Genotipo Tn ha-1 Biomasa IC Pan m2 Gr pan-1 Fert P1000
Promedio 9,03 1726 47,8 439 92,4 84,8 24,2
Indicas Rango 8,54-9,51 1515-1858 41,8-50,8 379-483 82,2-106 76-89,4 22,2-28,4
Promedio 8,6 1673 45,4 396 106,1 75,0 24,3
NTP -II Rango 6,27-10,2 1480-1877 32,5-54,1 343-493 97,7-113,4 56,9-84,8 19,8-27,8
Estacion seca 2004
Genotipo Tn ha-1 Biomasa IC Pan m2 Gr pan-1 Fert P1000
Promedio 8,19 1754 42,8 438 101,3 79,5 21,6
Indicas Rango 7,25-9,32 1612-1907 41,4-44,7 376-481 81,8-118,6 78,8-82,1 19,4-24,2
Promedio 8,17 1708 42,6 383 112,3 72,9 23,9
NTP -II Rango 7,39-8,76 1493-1850 39,7-47,5 339-512 98,3-135,6 61,8-81,9 18,6-25,7
La segunda generación de NTP, con introgression de genes indica, no mostró superioridad en
rendimiento debido a: similar producción de biomasa, índice de cosecha y tamaño de la
panícula; y menor llenado del grano. Peng et al 2005

13. Ideotipo japones para alto rendimiento
YR929
MILYANG 42
YR901
TAKANARI
IR1317
MILYANG 25
IR24
Varios cultivares de alto rendimiento han sido desarrollados recientemente en japón inspirados
en el modelo “Tongil” de Korea. Variedades de cruzamientos indica por japonica de tipo
panículas largas. Yonezawa, 2007; Goto et al 2009; Fisher y Edmeades 2010;

14. Ideotipo japonés para alto rendimiento
Genotipo Ton ha-1 Paniculas Granos m-2 Granos % P1000 (gr)
m-2 x103 pan-1 Llenado
2003
Liangyoupeijiu 9,9 223 37,9 170 77 25,9
Takanari 9,6 239 41,0 172 70 23,6
Nipponbare 7,6 326 30,0 92 81 22,8
2003 Alto-N
Liangyoupeijiu 9,7 243 38,7 160 73 25,5
Takanari 9,8 256 41,3 161 69 23,3
2004
Liangyoupeijiu 11,8 217 50,1 231 77 24,0
Takanari 11,4 274 49,1 179 81 22,9
Nipponbare 7,7 304 29,7 98 89 23,4
Takanari, una variedad de paniculas largas, mostró una capacidad de rendimiento similar al
super hibrido chino en las condiciones de Kyto debido a la mayo eficiencia en el uso de la
radiación y a la capacidad de translocar carbohidratos al grano. Katsura et al 2007

15. Ideotipo CIAT- FLAR para alto
rendimiento
La estrategia del FLAR y el CIAT para
alto rendimiento se enfoca en
acumular caracteres que confieren
alto rendimiento en ambiente
favorecidos tales como:
 Altura intermedia
 Hojas erectas, verdes oscuro y con
senescencia lenta
 Tallos fuertes
 Paniculas largas
 Alta fertilidad
 Granos más pesados

16. El mejoramiento en el Programa de Arroz de
Riego del CIAT.
Variable Coeficiente de R2
Variable Coeficiente R2 Regresión
de Regresión Floración 0.73 d dec-1 0.0
Floración 0.43 d yr-1 0.16
Rendimiento* 0.312 t ha-1 dec-1 0.89
Rendimiento* 0.13 t ha-1 yr-1 0.56
Altura de Planta* 6.14 cm dec-1 0.95
Altura de Planta* 1.09 cm yr-1 0.70
Paniculas m-2 -50.78 pan dec-1 0.69
Paniculas m-2 2.48 pan yr-1 0.08
Granos llenos 3.74 gran dec-1 0.43
Granos Panicula-1* 1.08 gran yr-1 0.45 panicula-1
Peso mil granos 0.25 gr. yr-1 0.24 Peso de mil granos* 1.07 gr. dec-1 0.93
Source: Cuevas-Perez et al , Estirilidad (%) 4.55 % dec-1 0.85
1995
Source: Berrio et al , no publicado
La seleccion bajo siembra directa ha producido, comparado con el tipo semi-enano
del IRRI: Materiales de alto rendimiento, plantas altas, con menos paniculas, granos
mas pesados y mayor esterilidad.

17. Ideotipo
Rendimiento y componentes de rendimiento en líneas de Paniculas Largas. Palmira 2009B
Granos Granos Granos Fertilidad Peso de mil Biomasa
Parcela Potencial Pan
Genotipo Totales m-2 llenos totales (%) granos gr m-2
Ton ha-1 Ton ha-1 m-2
x103 pan-1 pan-1 (gr)
2027 9.70 12.0 498.0 58.65 96.7 117.8 82.1 23.8 2339
IR 64 9.12 10.7 802.0 49.58 51.5 61.8 83.3 24.3 2022
2074 8.83 9.8 521.3 48.99 72.9 93.9 77.6 24.5 1985
2122 8.57 9.8 453.5 48.80 81.2 108.2 74.7 25.6 1982
1856 8.50 10.0 749.0 49.65 48.8 66.3 76.7 26.0 2131
1817 8.39 9.3 660.5 53.59 52.7 81.7 64.6 25.5 1885
1841 8.22 11.0 557.3 65.72 81.4 119.9 68.2 23.2 2134
2063 8.13 9.2 481.5 56.42 79.8 117.6 68.2 22.6 1987
2065 8.08 10.5 498.7 54.25 82.0 109.2 75.0 25.1 1869
Fedearroz 60 8.07 10.3 527.5 51.04 70.5 97.5 72.4 26.3 2126
1860 7.91 10.7 418.5 51.20 89.1 122.9 72.4 27.3 2040
2047 7.77 9.4 376.0 45.33 84.8 122.7 69.9 28.2 1936
FL01028 7.72 10.1 526.0 59.68 77.9 114.5 68.1 23.4 2047
Promedio 8.22 10.0 527.3 52.88 74.5 104.7 71.9 25.2 2036
CV (%) 7.67 9.77 12.5 10.0 12.4 13.0 8.4 3.8 7.92
Una evaluación de LRE para componentes de rendimiento mostró que la combinación de paniculas largas con
alta fertilidad y buen macollamiento es posible y conduce a mayor rendimiento CIAT (no publicado)

18. Ideotipo
Rendimiento y componentes de rendimiento ensayo de variedades. Palmira 2011A
Granos llenos Granos llenos Peso de mil Fertilidad Biomasa
Parcela -1
Genotipo Pan m-2 m-2 x103 pan granos (gr) (%) gr m-2
Ton ha-1
2027 9,35 484.0 53,24 110.8 24.0 84.7 2232.0
ORYZICA 3 9,02 816.0 56,24 68.8 19.4 84.4 2138.7
ORYZICA 1 9,00 724.2 50,34 69.4 23.6 83.8 2116.1
FEDEARROZ 473 8,67 684.0 48,33 70.8 24.6 76.1 2266.7
FEDEARROZ 50 8,61 759.3 51,59 68.1 24.8 85.3 2445.2
FEDEARROZ 174 8,59 740.0 48,84 66.2 26.0 85.3 2146.7
IR 22 8,40 834.7 41,57 50.0 20.6 88.0 1669.3
FEDEARROZ 733 8,22 656.0 44,45 69.7 24.3 84.3 2088.0
LV 1063-1-1-1-M 8,06 600.0 40,34 67.8 23.8 85.9 2010.7
FEDEARROZ 60 8,00 625.3 48,77 78.5 25.9 74.2 2357.3
CICA 8 7,55 658.7 46,00 72.1 20.3 76.1 1874.7
ORYZICA YACU 9 7,42 701.3 46,97 67.8 23.8 78.4 2029.3
IR 8 7,05 713.3 40,29 56.5 22.2 91.0 1437.3
BLUEBONNET 50 5,77 421.3 41,39 100.5 21.5 80.3 2045.3
Promedio 8,10 671,6 46,88 72,6 23,2 82,7 2057,94
CV (%) 10,4 10,9 9,7 13,55 3,1 6,0 9,8
Una evaluación de variedades comerciales de LA para componentes de rendimiento tambien mostró que la combinación de
paniculas largas con alta fertilidad y buen macollamiento conduce a mayor rendimiento CIAT (no publicado)

19. Ideotipo
Incremento en el número de granos llenos por panícula. Palmira 2011A

20. Ideotipo
Incremento en el rendimiento por parcela. Palmira 2011A

21. Como mejorar el rendimiento en el Arroz-
Ideotipo
Máx, Macollamiento
Madurez fisiologica
Inicio Macollamiento
Llenado del grano
Inicio del primordio
germinacion
Floración
Cosecha
VEGETATIVO REPRODUCTIVO MADURACION
Adecuado # Paniculas m2
Alto Granos/panícula Alta Fertilidad
Número de granos llenos m2
Peso de los granos
RENDIMIENTO EN GRANO

22. El rol de los carbohidratos no estructurales
gr m-2 dia -1 Supresión de la Tamaño del
14 a 0 DAF degeneración de los vertedero
granos
R
Desarrollo de la Tamaño del Peso de un
cascara grano grano individual E
Carbohidratos N
T
Desarrollo del grano Actividad del Llenado del
de polén vertedero grano O
Carbohidratos de Número de celulas
reserva del endospermo
La acumulación de carbohidratos no estructurales es fundamental para el llenado de un mayor número de granos por panícula;
especialmente en los materiales de panicula larga. Nagata et al 2002; Horie et al 2004; Takai et al 2006.

23. Uso de Especies Silvestres
Rendimiento (kg ha-1) líneas de cruzas inter-
especificas, CIAT Palmira 2009B.
10500.00
10000.00
9500.00
Kg ha-1
9000.00
8500.00
8000.00
7500.00
7000.00
Fertilidad (%) líneas de cruzas inter-especificas,
CIAT Palmira 2009B.
Genotipo 90.00
Fertility (%) 85.00
80.00
75.00
70.00
Genotipo

24. Uso de Especies Silvestres
Rendimiento (kg ha-1 ) Jamundi 2010A
Rendimiento
% Media Agrupamiento
Genotipo (tn/ha) Ensayo REWG
IB69B1260 11.2 117.9 a
IB69B1264 10.3 108.4 a b
FEDEARROZ 60 10.1 106.3 a b
2027 10.0 105.3 a b
IB69B1262 9.9 104.2 a b
2074 9.6 101.1 a b
1860 9.5 100.0 a b c
IR 64 9.1 95.8 a b c
ER109 9.0 94.7 a b c
ER103 8.9 93.7 b c
2122 8.7 91.6 b c
FEDEARROZ 50 7.4 77.9 c
Promedio 9.5
CV (%) 8.1

25. Uso de Especies Silvestres
Introgresiones de Oryza rufipogon en la Línea ER109. Se han introgresado en líneas elites
genes positivos para rendimiento

26. Hibridos
Los avances logrados en el desarrollo de líneas puras pueden ser
maximizados por el uso de estas en los hibridos

27. Ensayo Rendimiento Hibridos, Palmira 2011A.
Genotipo Promedio LSD (p=0.05) > F60 > ORY 1 GE (%) Pal CB Mont Amy Mont LG Mont
CT 23062H 12296.2 a 1522 2165 52,6 - - -
CT23057H 12159.2 a b 1385 2028 53,0 1.2 28.9 EL
CT23064H 11923.4 a b c 1149 1792 53,7 0.8 29.5 EL
IB69B1260 11422.6 a b c d 649 1291 51.5 - - -
2027 11184.8 a b c d e 411 1053 54.6 - - -
CT23060H 11005.9 a b c d e 232 874 58.2 1.0 25.3 EL
CT22727H 10869.3 b c d e f 95 738 60.3 4.0 27.2 L
CT23023H 10846.3 b c d e f 715 52.6 2.0 29.3 EL
CT23028H 10820.0 c d e f 689 54.5 0.6 30.0 EL
FEDEARROZ 60 10773.7 c d e f 583 59.6 0.6 30.0 EL
IR 64 10745.7 c d e f g 61.0 - - -
CT22729H 10714.5 c d e f g 57.3 4.0 25.3 L
CT23040H 10687.2 c d e f g 57.3 0.4 28.9 EL
CT22724H 10446.5 d e f g 53.6 0.4 24.5 L
CT23037H 10435.3 d e f g 54.2 0.4 22.5 EL
CT23024H 10259.6 d e f g h 62.3 0.8 30.2 EL
CT22725H 10221.6 d e f g h 55.4 2.0 26.8 L
ORYZICA 1 10131.5 d e f g h 61.4 - - -
CT23021H 10116.9 e f g h 52.4 0.4 29.4 EL
CT23035H 10027.2 e f g h 54.6 0.8 28.7 EL
CT23022H 9619.1 f g h 59.3 0.6 29.7 EL
CT23032H 9101.0 g h 58.3 0.6 26.9 EL
CT23034H 8681.8 h 52.9 0.6 29.8 EL
Mean 10630.0
CV (%) 5.61

28. Resultados de Rendimiento (Kg/ha) de Hibridos del CIAT en algunos paises en
América Latina.
Dominicana Dominicana
Numero Nambre Santa Rosa Santa Rosa Monteria Palmira SD Palmira TR SD TR Nicaragua
1 CT 22724H 2053,2 2346,9 6055,2 10435,3 8247,1 5625,0 5067,0 3120,0
2 CT 22725H 1607,9 1878,0 6277,6 10221,6 7461,2 7020,0 7200,0 5200,0
3 CT 22727H 3541,9 3969,2 5720,0 10869,3 9365,8 5949,0 6591,0 6045,0
4 CT 22729H 4503,4 4924,2 6408,5 10714,5 10734,3 4764,0 5454,0 6110,0
5 CT 23020H . . 6408,5 . 7850,1 5652,0 6580,0 6175,0
6 CT 23021H 2943,7 4025,0 6669,5 10116,9 8736,0 5949,0 5454,0 6240,0
7 CT 23022H 3271,3 3368,9 5109,1 9619,1 8547,3 5830,0 6580,0 4550,0
8 CT 23023H 950,6 2383,8 5940,2 10846,3 8721,7 4760,0 5682,0 5070,0
9 CT 23024H 2515,5 3178,4 5286,6 10259,6 8328,0 6842,0 8180,0 4095,0
10 CT 23032H 1681,1 . 5900,0 9101,0 7960,3 4760,0 6818,0 6110,0
11 CT 23034H 1060,3 2047,9 6680,3 8681,8 8399,4 5949,0 6818,0 5915,0
12 CT 23035H 2392,8 3324,8 8747,2 10027,2 8143,6 7853,0 5454,0 5655,0
13 CT 23037H 2491,0 3696,3 5504,6 10446,5 9243,4 5949,0 6820,0 5915,0
14 CT 23040H 1766,3 3247,7 5900,0 10687,2 7532,5 7020,0 6820,0 5330,0
15 CT 23057H 2733,5 4754,9 3096,9 12159,2 8293,4 8924,0 8400,0 7280,0
16 CT 23060H 1668,8 2378,4 4897,2 11005,9 8423,3 8900,0 7954,0 6565,0
17 CT 23064H 2449,6 3021,1 5710,8 11923,4 10839,2 5340,0 9080,0 5915,0
18 CT 23028H . 3871,4 . 10820,0
19 CT 23062H . 3673,8 . 12296,2
Fedearroz 174 1819,12 1819,12 . .
Fedearroz 50 . . 3045,0 . 7820,70
Fedearroz 60 . . 4030,0 10773,7
Testigos
Fedearroz 473 . . 5876,0 .
Jaragua 5625,0 6700,0
ANAR 2006 5915,0

29. Tema 2: Aceleramiento del desarrollo, entrega y adopción de variedades
mejoradas.
Linea de Producto 2.4.1. Nueva generación de líneas con mayor potencial de
rendimiento.
Identificación Cruzas Evaluacion de Evaluación SSD OYT AYT Meta 2015
de donantes dialelo Heterosis y genotipica Cuatro Cinco lineas
parcial autofecundacion delos generaciones Un Cuatro elites con 10%
mas de
de la F1 padres sitio Sitios rendimiento
con SNP’s en LAC que el testigo
mas rendidor
18- Líneas En el Abril-Agosto Sept-Dec
élites y 2011 se
variedades de hicieron
America Latina 136
con alto Cruzas
potencial de Simples
rendimiento

30. Tema 2: Aceleramiento del desarrollo, entrega y adopción de variedades
mejoradas.
Línea de producto 2.5.3. Hibridos de Arroz para América Latina
Cruzas Prueba Aumento Ensayo de Aumento de Eval Ensayos en (2013) 200 (2015) Al
nuevos menos tres
Prueba Restauracion Pal, SR Semilla Observacion Semilla para Multi- Franjas
hibridos hibridos
Fertilidad and Mont para en paises Pruebas Local probados en considerados
Vivero Avanzadas America para ser
Latina liberados
71 (2009) 19 (series Brasil, Colombia
2009) Argentina Dominicana
Uruguay Costa Rica
Filipinas Panama
Africa Nicaragua
(2012)
384 71 Abril-Agosto Sep-Dec
(2010) Nov-Mar
275 Mar-Jun Abril-Agosto Sep-Dec
(2011)

31. GRiSP Taller sobre potencial de Rendimiento , Agosto 21-26, de 2011
CIAT-Cali, Colombia

32. Actividades clave para aumentar el potencial de rendimiento identificadas durante
el Taller de Trabajo para Aumento del Potencial de Rendimiento
 Acumulación/piramidación de genes o QTLs asociados con alto potencial de
rendimiento utilizando selección asistida por marcadores.
 Mejoramiento de caracteres fisiológicos relacionados con la capacidad de la planta
para producir mas carbohidratos (source)
 Selección recurrente asistida por marcadores y selección genómica
 Utilización de alelos positivos provenientes de especies silvestres
 Incremento de los niveles de heterosis: Identificación de grupos heteroticos, selección
recurrente reciproca, identificación de bloques de genes asociados a heterosis y
marcadores para alta CGC.

33. Incremento del potencial de rendimiento utilizando herramientas genomicas y
fisiologicas. Proyecto de nuevas fronteras.
 Piramidar genes/QTLs relacionados con rendimiento en IRRI y CIAT en colaboracion
con la Universidad de Nagoya (Japon) – Manabu/Edgar
 Evaluar las líneas con uno o mas genes de rendimiento introgresados en multiples
ambientes en colaboración con los colaboradores del GRiSP y programas
nacionales- Edgar
 Evaluación de los logros actuales: Caracterización morfo-fisiologica de variedades
de alto potencial de rendimiento y modelaje de estas-Edgar
 Desarrollo de metodologías para la medición de caracteres claves para alto
rendimiento a través de mediciones automatizadas y de mayor rapidez
 Identificación de la diversidad genética disponible y donantes de caracteres claves
para alto rendimiento y análisis genético-Edgar
 Definición de ideotipos para alto rendimiento y de estrategias de mejoramiento para
obtenerlo-Edgar

34. Conclusiones
 El mejoramiento del manejo agronómico es el primer paso para lograr aumentos en
la producción explotando el potencial existente
 El enfoque en la adaptación especifica (ambientes homogeneos relevantes) tambien
contribuye a la explotacion del potencial de rendimiento.
 El mejoramiento del ideotipo, la utilización de hibridos en arroz y de alelos positivos
de especies silvestres han contribuido a mantener aumentos en el potencial de
rendimiento.
 La explotación de nuevas herramientas derivadas de la fisiologia y la genómica
permitiran nuevos avances en la obtención de genotipos de mayor rendimiento.