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Proteinas del gluten y reologia de trigos harineros mexicanos influeciados por factores ambientales y genotipicos
(Embrapa Informação Tecnológica, 2010) De la O Olan, M.; Espitia-Rangel, E.; Villaseñor Mir, H.E.; Molina Galán, J.D; Lopez Sanchez, H.; Santacruz-Varela, A.; Peña, Roberto
El objetivo de este estudio fue conocer el efecto de factores ambientales y genotípicos sobre los parámetros de calidad industrial y sobre la cantidad y relación de proteínas monoméricas y poliméricas del gluten en 24 líneas recombinantes de trigos harineros de temporal. El cultivo se desarrolló en cinco condiciones ambientales generadas por manejo agronómico, ciclo otoño‑invierno 2006/2007, en Roque, Guanajuato, México. Se evaluaron el tiempo de amasado (TMA), fuerza (ALVW), extensibilidad (ALVPL) de la masa, fracción rica en gliadina (50PS) y en glutenina (50PI), y su relación (50PS/50PI). Las mejores combinaciones de gluteninas de alto y bajo peso molecular para TMA y ALVW fueron los genotipos con 1, 17+18, 5+10/Glu‑A3c, Glu‑B3g, Glu‑D3b; 1, 17+18, 5+10/Glu‑A3c, Glu‑B3h, Glu‑D3b, y 2*, 17+18, 5+10/Glu‑A3c, Glu‑B3g, Glu‑D3b; para ALVPL, 2*, 17+18, 2+12/Glu‑A3e, Glu‑B3h, Glu‑D3b; para 50PS, 2*, 17+18, 2+12/Glu‑A3e, Glu‑B3h, Glu‑D3b; y 1, 17+18, 5+10/Glu‑A3e, Glu‑B3h, Glu‑D3b. La relación 50PS/50PI fue mayor en genotipos con 2*, 17+18, 2+12/Glu‑A3e, Glu‑B3g, Glu‑D3b. El TMA es mayor cuando aumenta la temperatura y la mejor ALVPL se obtiene en el ambiente bajo condiciones normales. La fracción 50PS y la relación 50PS/50PI son mayores cuando se realiza la fertilización con azufre, y se obtiene incremento de 50PI con riego limitado y aumento de temperaturas durante el llenado de grano.
Analisis de virulencia de la roya amarilla (Puccinia striiformis f. sp. tritici) del trigo (Triticum aestivum L.) En los valles altos de Mexico
(Colegio de Postgraduados, 2010) Rodriguez Garcia, M.F.; Huerta-Espino, J.; Villaseñor Mir, H.E.; Sandoval Islas, J.S.; Singh, R.P.
La roya amarilla (Puccinia striiformis f. sp. tritici) del trigo (Triticum aestivum L.) causa pérdidas importantes en rendi¬miento en los Valles Altos de México, debido a que el hongo puede evolucionar y vencer la resistencia de las nuevas varie¬dades. Por tanto, se estudio la virulencia de este patógeno en los ciclos Primavera-Verano (P-V)/2005, 2006 y 2007 en los Valles Altos de México. Se recolectaron hojas y espigas infecta¬das con el hongo causante de la roya amarilla de zonas produc¬toras de los estados de Tlaxcala, Hidalgo, Puebla y el Estado de México. Las muestras se procesaron en el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) ubicado en El Batán, Texcoco, Estado de México. Para identificar las razas fi¬siológicas se usaron 14 líneas isogénicas y 10 variedades. Los resultados permitieron identificar 39 razas; la más frecuente fue 219MEX0 (15.6 %), identificada en el 2003 y caracteriza¬da por vencer la resistencia del gen Yr1, seguida de 218MEX0 (6.4 %) y la raza 91MEX0 (8.2 %). Las razas 122MEX0, 377MEX0, 378MEX0, 506MEX0 y 507MEX0 se presentaron en el ciclo P-V/2005 y 2006, mientras que las razas 218MEX0, 219MEX0 y 251MEX0 se presentaron en los ciclos P-V/2006 y 2007. Se determinó que en los Valles Altos de México existe virulencia para los genes Yr1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 17, 27, Poll y YrA y avirulencia para Yr5, 10, 15, 24, 26 y YrSp. Las razas identi¬ficadas se caracterizaron también en los set de genotipos dife¬renciales europeos y mundiales, donde se encontraron las si¬guientes equivalencias: 730MEX0=6E0, 122MEX0=38E148, 219MEX0=135E6, 472MEX0=134E132, 346MEX0=134E2, 250MEX0=134E22, 216MEX0=134E134, 251MEX0=135E150, 89MEX0=199E0, 248MEX0=6E18, 88MEX0= 6E2, 218MEX0=6E6 y 478MEX0=70E0. Al usar las líneas diferenciales del set mundial se encontró que la equivalen¬cia 134 con virulencia para los genes Yr7, 6, 9+ había sido registrada en Etiopía, Kenia, Siria y Yemen desde 1992. La identificación de razas fisiológicas y conocer la virulencia del patógeno es importante como una herramienta útil en el me¬joramiento genético, al crear y liberar nuevas variedades con las combinaciones genéticas más efectivas para controlar la roya amarilla.
Diversidad genetica de gluteninas y gliadinas en trigos harineros (Triticum aestivum L.) mexicanos
(Colegio de Postgraduados, 2010) Martinez Cruz, E.; Espitia-Rangel, E.; Villaseñor Mir, H.E.; Molina Galán, J.D; Benitez Riquelme, I.; Santacruz-Varela, A.; Peña, Roberto
Las gluteninas y las gliadinas del trigo harinero (Triticum aestivum L.) tienen una función fundamental en la definición de la calidad de panificación. Con el objetivo de caracterizar la composición de las subunidades de gluteninas de alto (G–APM) y bajo (G–BPM) peso molecular, y de las ω–gliadinas, en 72 progenitores usados por el programa de fitomejoramiento de trigo harinero para temporal del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias (CEVAMEX–INIFAP) y en 600 líneas F6 derivadas de cruzas entre variedades de diferentes grupos de calidad y sus progenitores, se analizaron mediante electroforesis en geles de poliacrilamida con dodecil sulfato de sodio. En el grupo de progenitores se encontraron 10 alelos que codifican para G–APM: 2 en Glu–A1; 6 en Glu–B1 y 2 en Glu–D1. En G–BPM se encontraron 14 alelos: 4 en Glu–A3; 7 en Glu–B3 y 3 en Glu–D3; los loci Glu–B3 y Glu–B1 presentaron mayor diversidad. Con base en las variantes alélicas, de los loci Glu–1 y Glu–3, las líneas derivadas de Gálvez M87 x Bacanora T88 se agruparon en 19 combinaciones distintas, mientras que en Rebeca F2000XVerano S91 y Gálvez M87 x Verano S91, se encontraron 16 y 14. La caracterización de G–APM y G–BPM permitirá realizar cruzamientos dirigidos de forma específica para obtener combinaciones de gluteninas deseables, así como hacer más eficiente la selección en el programa de fitomejoramiento. Además, las líneas producto de las cruzas analizadas permitirán entender mejor los efectos genéticos de las G–BPM, ω–gliadinas y de la translocación 1BL/1RS (proteínas secalinas) en la calidad de la masa de panificación.
Virulencia de la roya amarilla del trigo en las principales zonas productoras de riego en Mexico
(Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, 2009) Rodriguez Garcia, M.F.; Huerta-Espino, J.; Villaseñor Mir, H.E.; Solís Moya, E.
La roya amarilla del trigo (Puccinia striiformis f. sp. tritici) causa pérdidas importantes en el rendimiento en trigo (Triticum aestivum L.), sembrado en condiciones de riego, debido a que el hongo tienen la capacidad de evolucionar y por lo tanto vencer la resistencia de las variedades cultivadas. Ante esta problemática se estudio la virulencia de este patógeno en los ciclos de cultivo otoño-invierno 2005-2006 y 2006-2007 en zonas productoras de trigo de riego de los estados de Guanajuato, Jalisco, Sonora y Baja California Norte. Se colectaron hojas y espigas infectadas con roya amarilla, las muestras se procesaron en invernaderos del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT). La identificación de razas se realizó utilizando un conjunto de 24 diferenciales de trigo para roya amarilla. En el ciclo otoño-invierno 2005-2006, se identificaron 16 razas fisiológicas y 12 durante el otoño-invierno 2006-2007 en los estados de Baja California Norte, Sonora, Jalisco y Guanajuato. Durante el ciclo otoño-invierno 2005-2006 en Baja California Norte se detectó virulencia para los genes Yr1, 2, 6, 7, 8, 9, 17, 27, Poll y A, en Guanajuato y Sonora para los genes Yr1, 2, 6, 7, 8, 9, 17, 27 y A. En el ciclo otoño-invierno 2006-2007 en Sonora se detectó virulencia para los genes Yr1, 2, 3, 6, 7, 9, 17, 27, Poll y A. Asimismo, en los estados de Jalisco y Guanajuato se encontró virulencia para Yr1, 2, 6, 7, 9, 17, 27, Poll y A. Durante el ciclo de cultivo otoño-invierno 2006-2007 no se detectó virulencia para el gene Yr8, en las principales zonas productoras de trigo de riego; pero se determinó la existencia de virulencia para los genes Yr1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 17, 27, Poll y A. Ninguna de las razas identificadas está asociada con la presencia de un gene de resistencia en particular; pero la presencia de virulencia para Yr27 y posiblemente la virulencia para Yr2, y otros genes de resistencia específicos, pero aún no identificados, hacen que esta enfermedad sea considerada antes de liberar una nueva variedad en especial para aquellas zonas productoras de trigo donde la roya amarilla no era un factor limitante, hasta 2001.
Polimorfismo de gluteninas de alto peso molecular y su relación con trigos harineros para temporal
(Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, 2008) Espitia-Rangel, E.; Martinez Cruz, E.; Peña, Roberto; Villaseñor Mir, H.E.; Huerta-Espino, J.
In order to identify the high molecular weight glutenins subunits and its relationship with the bread-making quality, as well as to characterize the bread quality of the group of genotypes of bread wheat (Triticum aestivum L.), 130 genotypes were seeded under rainfed conditions at Santa Lucia de Prias, Estado de Mexico in 2001. In the analysis of physical and chemical quality the traits considered were test weight (kg hL-1), grain hardness (%), grain and fl our protein (%) and sedimentation volume (mL). The rheological analysis was based on the basis of mixed time (min), mixogram-height (cm), Overmixing tolerance (mm), mixogram-stability (min), alveogram-W (10 -4 J), alveogram- P/L with scale from 0.1 to 6 and alveogram-P/G (scale from 1.5 to 14). In the bread-making analysis bread loaf volume (mL) and bread crumb texture (1-6 scale) were considered. The identification of high molecular weight glutenins was made by electrophoresis in SDS-Polyacrylamida (SDS-PAGE) gel. The alleles 2* and 1 of the genome A, 17+18 and 7+8 of genome B and 5+10 of genome D, showed a positive effect on the bread-making quality, allele 7+9 of genome B showed an intermediate effect and the alleles, null (0) of the genome A and 2+12 of genome D showed a negative effect, all these alleles showed the highest frequency in genotypes. The combinations most frequently found were 2*-7+9-5+10, 2*-17+18-5+10 and 1-17+18-5+10, with 28.6%, 22.7% and 12.6% respectively; the last two combinations presented the best bread volume with 867 and 883 mL, respectively.
Efecto de diferentes subunidades de Gluteninas-APM sobre la calidad panadera en trigos harineros Mexicanos
(Sociedad Mexicana de Fitogenética, 2006) De la O Olan, M.; Espitia-Rangel, E.; Molina Galán, J.D; Peña, Roberto; Santacruz-Varela, A.; Villaseñor Mir, H.E.
In order to determine the influence of different high molecular weight (HMW) glutenin subunits on baking properties and protein content, a set of 69 wheat (Triticum aestivum L.) F2:6 lines derived by single seed descent from the cross Rebeca F2000 by Salamanca S75 was analyzed. Lines were grown at Roque, Gto. (Fall-Winter, 2003- 2004) under normal and restricted irrigation regime. Bread volume, crumb texture and protein content were evaluated. Analyses were performed grouping wheat lines by grain hardness. In soft lines the best combination was 1, 7+8, 2+12 with higher values of bread volume, intermediate crumb texture and high protein content; whereas lines with combinations 1, 7+8, 5+10 and 2*, 17+18, 2+12 produced the lowest values for those traits. In semi-soft wheats combination 2*, 17+18, 2+12 resulted in good crumb texture and the largest bread volume, but for protein content the best combination of HMWGlutenins was 1, 17+18, 2+12. In semi-hard lines no differences among allelic combinations were found. In the A-genome for semihard wheats subunit 2* presented the highest values for bread volume, crumb texture and protein content in comparison to subunit 1. In the B-genome for soft, semi-soft and semi-hard wheats two allelic subunits, 17+18 and 7+8 had the same effects on baking quality and protein content. In semi-soft wheats subunit 2+12 of the D-genome presented the highest values of crumb texture, whereas subunit 5+10 showed the lowest value. It is concluded that baking properties are differentially influenced by the HMW glutenin alleles present in Mexican wheats
Calidad industrial de trigos harineros mexicanos para temporal. I. Comparación de variedades y causas de la variación
(Sociedad Mexicana de Fitogenética, 2003) Espitia-Rangel, E.; Peña, Roberto; Villaseñor Mir, H.E.; Huerta-Espino, J.; Limon-Ortega, A,
Para determinar el efecto de localidades, genotipos y su interacción, sobre la calidad industrial y el rendimiento de los trigos (Triticum aestivum L.) mexicanos de temporal o de secano, 15 genotipos de trigo harinero representativos de la variabilidad genética utilizada por el Programa de Mejoramiento de Trigo de Temporal del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) fueron evaluados en 11 ambientes representativos de la variabilidad ambiental de temporal en que se produce este cereal. Los resultados mostraron que el ambiente fue el factor de variación más importante para proteína en el grano y en la harina, extensibilidad, volumen de pan, volumen de sedimentación, peso hectolítrico, actividad enzimática y rendimiento de grano. Los genotipos fueron la principal fuente de variación para textura de grano y fuerza de gluten; su mayor efecto ocurrió en el tiempo de amasado y en la actividad enzimática. Se observó una fuerte interacción genotipo x localidad en la extensibilidad de gluten y la actividad enzimática, donde el efecto de la interacción sobre el volumen de pan y rendimiento de grano fue similar al efecto de los genotipos a través de ambientes. En general, las variedades nuevas superaron a las variedades testigo antiguas, tanto en rendimiento de grano como en todas las variables de calidad, excepto en extensibilidad de gluten, la cual fue ligeramente mayor en las variedades testigo. Juchi F2000 y Náhuatl F2000, variedades recientemente liberadas, fueron las de mejor calidad industrial. El programa mexicano de mejoramiento de trigo para temporal ha producido nuevas variedades con rendimiento satisfactorio para el agricultor y con mejor calidad para la industria panadera.
Calidad de la cosecha de trigo en México: ciclo otoño-invierno 2006-07
(CONATRIGO, 2008) Peña, Roberto; Hernandez-Espinosa, N.; Perez Herrera, P.; Villaseñor Mir, H.E.; Gomez Valdez, M.M.; Mendoza Lozano, M.A.
EI cultivo de trigo en México es importante para el desarrollo socioeconómico del país, ya que es una de las Fuentes más importantes de nutrientes en la dieta del mexicano, sobre todo para las poblaciones rurales y urbanas de escasos recursos, y porque tanto su cultivo como su procesamiento y su consumo generan una importante derrama económica y un gran número de empleos en varios sectores y actividades de la cadena del Sistema Producto Trigo. Desafortunadamente, en México la producción de trigo comenzó a disminuir gradual mente desde finales de la década de 1990, a tal punto que en la actualidad la industria molinera tiene que importar más del 50% (más de 3 millones de toneladas) del trigo harinero que consume. Esta es una situación preocupante, ya que ha mermado la disponibilidad de trigo (y otros cereales) y su precio en el mercado internacional sigue elevándose, sobre todo debido a la mayor demanda de granos básicos por parte de países en pleno desarrollo (como la India y China); incrementos en la producción de maíz para la producción de biocombustibles en EEUU; incrementos en el precio de los insumos del agro (energéticos, fertilizantes y otros); y cambios climáticos (más calor y menos agua, entre otros). En conjunto, estos factores han afectado negativamente la producción de cereales y la reserva mundial de los mismos. La problemática del abasto de productos básicos representa una gran amenaza para la seguridad alimentaria de varios países. Dado lo anterior, es fundamental que en México se impulse la producción de este cereal, teniendo en cuenta que la economía de mercado exige que las cosechas nacionales de trigo satisfagan al mismo tiempo las necesidades de rentabilidad del productor y de calidad en el mercado. En México podría producirse trigo en cantidades suficientes para satisfacer la demanda nacional, si en la actualidad fuera posible sembrar la misma superficie de 1.2 millones de hectáreas que en 1985 produjo 5.9 millones de toneladas (Villasenor, 2000). Sin embargo, para establecer una producción rentable, competitiva y sostenible, deben cultivarse variedades que expresen su mejor potencial genético de rendimiento, resistencia a enfermedades y calidad, bajo las condiciones climatológicas y las practicas agronómicas para las cuales fueron desarrolladas. Es importante señalar que tanto la productividad (toneladas/hectárea) como la calidad industrial (de procesamiento) de una variad de trigo son controladas principalmente por sus propias características genéticas, pero en parte afectadas positiva o negativamente por los factores agronómicos (disponibilidad de nutrientes en el suelo, fertilización nitrogenada, fechas de siembra, control de plagas y enfermedades) y por las condiciones climatológicas que prevalecen durante el ciclo de cultivo (temperatura ambiental, fotoperiodo [horas de luz natural] y disponibilidad de agua). Considerando los factores propios y extremos del cultivo, el CIMMYT y el INIFAP han trabajado conjuntamente en el desarrollo de la mayoría de las variedades que se siembran en México. En teoría, la mayoría de las variedades de trigo harinero-duro que hoy día se siembran en México deberían cumplir con los estándares de calidad que exige la industria. Sin embargo, el escenario es muy distinto: en el noroeste se cultiva muy poco trigo harinero-duro, en tanto que en el centro y el altiplano se siembran variedades obsoletas, principal mente de trigo harinero-suave no panificable bajo condiciones agronómicas inadecuadas. A esta situación han contribuido en particular el significativo incremento de los costos de producción (combustible, fertilizante, pesticidas) y el marcado desinterés en años recientes de la industria por consumir trigo harinero-duro nacional.
Calidad de la cosecha de trigo en México: ciclo primavera-verano 2006
(CONASIST, 2008) Peña, Roberto; Perez Herrera, P.; Villaseñor Mir, H.E.; Gomez Valdez, M.M.; Mendoza Lozano, M.A.
Después del maíz y el frijol, el trigo es una de las tres fuentes mas importantes de nutrientes de bajo costa en la dieta del mexicano, sobre todo para las poblaciones rurales y urbanas de escasos recursos. Además, tanto el cultivo de trigo como su procesamiento y consumo, generan una importante derrama económica y un gran número de empleos en varios sectores y actividades de la cadena del Sistema Producto Trigo. Es por esto que el trigo como producto básico y su cultivo son de gran relevancia para el desarrollo socioeconómico de México. En México, el trigo harinero (Triticum aestivum L.) se utiliza en la elaboración de panes, tortillas, galletas y repostería, y el trigo cristalino (Triticum durum L.) en pastas alimenticias (espagueti, sopas secas y otros productos). La primera transformación del trigo ocurre en el molino, donde se convierte en harina (a partir de T eastivum) o sémola (harina gruesa de T durum). El molinero utiliza determinada clase de trigo, o mezcla de trigos, para producir harinas o sémolas con características deseables, dependiendo del tipo de producto que se vaya a elaborar y de las preferencias del consumidor. Puede decirse por tanto que la industria molinera es el eslabón de la cadena que permite identificar y determinar los tipos de calidad de trigo que se requieren para obtener harinas 0 sémolas de calidad aceptable en la preparación de panes, galletas, pastas u otros productos. Los criterios de calidad de harinas y sémolas para usos diversos se establecen con base en las propiedades físicas (granulometría, absorción de agua y otras), químicas (cantidad y calidad de proteína) y de procesamiento (tolerancia de la masa al sobre amasado, extensibilidad de masa, volumen de pan, pegajosidad de macarrones cocidos), las cuales se determinan principalmente en función de la composición del grana de trigo. La productividad y la calidad industrial del trigo están controladas principalmente por las características genéticas de la variedad que se cultiva. Sin embargo, estas características son parcialmente modificadas positiva o negativamente por el manejo agronómico (la disponibilidad de nutrientes en el suelo, la fertilización nitrogenada, las fechas de siembra, el control de plagas y enfermedades) y por las condiciones climatológicas que prevalecen durante el ciclo de cultivo (la temperatura ambiental, el fotoperiodo [horas de luz natural] y la disponibilidad de agua). Por ende, para establecer una producción rentable, competitiva y sostenible de trigo, es indispensable conocer el potencial genético de rendimiento y calidad que caracteriza a cada variedad, así como las condiciones climatológicas y agronómicas bajo las cuales pueda expresarse de manera óptima el potencial genético del cultivo. Las variedades de trigo que se siembran en las diferentes regiones productoras de México son el resultado de muchos años de investigación por parte del CIMMYT y el INIFAP. Dentro de los criterios de selección que estas instituciones aplican, la calidad constituye un componente muy importante, al grado de que, al no contener las características de calidad que requiere la industria harinera, muchas líneas experimentales de alto potencial de rendimiento no llegan a convertirse en variedades. Este hecho muestra que en teoría todas las variedades que se siembran en México deben cumplir con los estándares de calidad que para tal propósito se exigen. Los resultados de la determinación de la calidad de la cosecha del trigo que se produjo con riego en los ciclos O1/2004-2005 y O-1/2005-2006 indican que no se esta aprovechando adecuadamente el patrimonio genético de las variedades que se han generado, por diversas razones, entre ellas, porque se siembran mezclas de variedades con diferente calidad, no se aplica fertilización adecuada a los cultivos y se utilizan variedades que ya son obsoletas.