RENDIMIENTO Y
CARACTERÍSTICAS AGRONÓMICAS DE LÍNEAS F8 DE ARROZ EN VIVEROS DE
OBSERVACIÓN[1]
Luis A. Barahona-Amores[2]; Eric Quirós-Rodríguez[3]; Evelyn I. Quirós-McIntire[4]; Víctor M. Camargo-García[5]; Houdini F. Rodríguez-Him[6]; José A. Quintero-Samudio[7]
RESUMEN
El mejoramiento genético de
arroz es un proceso dinámico que se desarrolla en varias etapas que involucran
desde el momento que se planifican y ejecutan las cruzas, continúa con el
manejo de poblaciones segregantes F2 hasta F5, cuando
suelen producirse las primeras líneas con algunas características estabilizadas
y luego se conforman los viveros para selección. El objetivo del ensayo fue
evaluar y seleccionar líneas sobresalientes por su valor agronómico en
diferentes localidades del país, para ser incluidas en ensayos avanzados del
proyecto de mejoramiento genético. El experimento se estableció de agosto a
diciembre de 2022 en cinco localidades bajo el sistema de secano, se evaluaron
176 cultivares incluyendo dos testigos comerciales; cada línea a evaluar se
estableció en una parcela de cinco hileras de 5 m de largo separadas a 0,2 m
entre ellas. El diseño experimental fue
bloques aumentados de Federer donde las líneas F8 no se repiten,
intercalando testigos en cada bloque. Se realizó un análisis
utilizando el Índice de selección con una meta de +3 y una intensidad de 10
para rendimiento y una meta de -3 y una intensidad de 6 para acame,
piricularia, sarocladium, manchado de grano y bacteriosis. Se obtuvo un
porcentaje de selección distinto en cada localidad, con 10,2% en El Coco, 12,5%
en Tonosi, 23,3% en Alanje, 24,4% en Guarumal y un 47,7% en Remedios. En el
análisis combinado se seleccionaron 27 líneas, los cuales presentaron una
ganancia relativa de 19% en rendimiento, una disminución de -29% en manchado de
grano, -21% en bacteriosis, -17% en piricularia y -7% en acame, todo con
respecto a la media poblacional. Se concluyó que con el índice de selección se
lograron identificar 27 líneas con mejores características que los testigos
comerciales, los cuales pueden ser incluidos en los ensayos avanzados de
mejoramiento del IDIAP.
Palabras clave: Antocianinas, antioxidantes, alimentación
escolar, carbohidratos.
EVALUATION OF YIELD AND
AGRONOMIC TRAITS OF F8 RICE LINES IN OBSERVATION NURSERIES
ABSTRACT
Rice breeding is a dynamic
process conducted through several stages, beginning with the planning and
execution of crosses, followed by the management of segregating populations
from the F2 to F5 generations, during which lines with partially stabilized
traits are typically obtained. Subsequently, observation nurseries are
established for selection. The objective of this study was to evaluate and
select outstanding F8 rice lines based on agronomic performance across
different locations in Panama for inclusion in advanced breeding trials within
the rice improvement program. The experiment was conducted from August to
December 2022 at five locations under rainfed conditions. A total of 176
genotypes, including two commercial check cultivars, were evaluated. Each
experimental line was established in plots consisting of five 5 m-long rows,
with 0.20 m spacing between rows. The experimental design consisted of
Federer’s augmented design, in which F8 lines were unreplicated and commercial
checks were included repeatedly within each block. Selection was performed
using a selection index with a target value of +3 and a selection intensity of
10 for grain yield, and a target value of −3 with a selection intensity of 6
for lodging, rice blast, Sarocladium infection, grain discoloration, and
bacterial blight. Selection percentages varied by location, reaching 10.2% in
El Coco, 12.5% in Tonosí, 23.3% in Alanje, 24.4% in Guarumal, and 47.7% in
Remedios. In the combined analysis, 27 lines were selected, showing a 19%
relative gain in grain yield and reductions of 29% in grain discoloration, 21%
in bacterial blight, 17% in rice blast, and 7% in lodging relative to the
population mean. The results demonstrate that the selection index successfully
identified 27 rice lines with superior agronomic performance compared with the
commercial checks, making them suitable candidates for inclusion in advanced
trials within the IDIAP rice breeding program.
Keywords: Genetic gain, genotype,
selection intensity, breeding target.
INTRODUCCIÓN
El arroz es uno de los alimentos indispensables en la dieta del
panameño, donde el consumo anual per cápita es de más de 65 kg/año (Rice
observatory, 2025). En Panamá, para el año 2024, se sembraron alrededor de 86
717 ha, de las cuales el 84% fue bajo el sistema de secano y solo un 16% bajo
riego. El rendimiento promedio fue de 4,4 t.ha-1, con una
producción total de 374 443 toneladas (Ministerio de Desarrollo Agropecuario
[MIDA], 2024).
Desde 1975 el Instituto de
Innovación Agropecuaria de Panamá (IDIAP), ha generado y liberado 34 variedades
de arroz que incluyen arroces biofortificados, arroces criollos (agricultura
familiar) y arroces para sistemas mecanizados bajo riego y secano (Camargo Buitrago, 2010; Instituto De Innovación
Agropecuaria de Panamá [IDIAP], 2025).
El mejoramiento del arroz
implica años de trabajo constante y difícil, donde los fracasos son muchos y
los éxitos escasos, ya que de 500 o más cruces, uno solo dará quizás origen a
una nueva variedad que llegue a manos de los agricultores; por cada nueva
variedad, decenas de miles de líneas son evaluadas y descartadas
El mejoramiento genético de
arroz es un proceso dinámico que se desarrolla en varias etapas que involucran
desde el momento que se planifican y ejecutan las cruzas, continúa con el
manejo de poblaciones segregantes F2 hasta F5, cuando
suelen producirse las primeras líneas con algunas características estabilizadas
y luego se conforman los viveros para selección
(Jennings et al., 1981).
Para la selección
simultanea del mejor genotipo, hay que tomar en cuenta un gran número de
características agronómicas, algunas de las cuales pueden estar correlacionadas
desfavorablemente (Rodríguez Pérez et al., 2023). Una herramienta
de gran utilidad son los índices de selección que permiten identificar
genotipos que involucren varias características simultáneas
El índice de selección
descrito por Barreto et al.
(1991), utiliza dos parámetros básicos que son la meta y la intensidad. La meta
de selección es la desviación estándar del promedio, utilizando valores
positivos para características como el rendimiento y valores negativos para
características como reacción a enfermedades, mientras que la intensidad
refleja la importancia relativa que otorga el mejorador a las diferentes
variables a utilizar en el índice de selección.
El objetivo del ensayo fue
evaluar y seleccionar líneas sobresalientes de arroz por su valor agronómico en
diferentes localidades con vocación arrocera del país, para ser incluidas en
ensayos avanzados del proyecto de mejoramiento genético del IDIAP.
MATERIALES Y MÉTODOS
Descripción del área experimental
Se estableció de agosto a
diciembre de 2022 en cinco localidades del litoral pacífico de Panamá (Figura
1), comprendidas entre Bosque húmedo tropical, Bosque seco tropical y Bosque
muy húmedo premontano de acuerdo con la clasificación de zonas de vidas
descritas por Holdridge (1978). Los suelos van
de textura franca (Alanje), franco arcillosa (Tonosí, El Coco y Remedios) y
arcillosa (Trinchera).
Tratamientos y diseño
experimental
Se evaluaron 176 líneas de
arroz en generación F8, provenientes del Fondo Latinoamericano para Arroz Riego (FLAR) y el proyecto de
mejoramiento genético del IDIAP, incluyendo dos testigos comerciales (Cuadro
1). El diseño experimental fue bloques aumentados de Federer (1961), donde las
líneas F8 no se repiten, intercalando testigos en cada bloque (Rojas Martínez, 2005), como se muestra en la
Figura 2.
Cada genotipo se estableció
en una unidad experimental conformada de cinco hileras de 5,0 m de largo
separadas a 0,2 m entre ellas (5,0 m2), con una densidad de siembra
de 120 kg/ha de semilla seca. El manejo agronómico en cuanto a fertilización y
control de malezas en cada localidad se realizó de acuerdo con las tecnologías
generadas por el IDIAP (Camargo et
al., 2014), mientras que las enfermedades no se controlaron para ver la
expresión genética de tolerancia a las mismas. El sistema utilizado fue en
secano (dependiente de las lluvias).
Variables de respuesta
Se evaluaron variables de
reacción a enfermedades, variables agronómicas y componente de rendimiento de
acuerdo con el sistema de evaluación estándar del arroz según el Centro
Internacional de Agricultura Tropical (CIAT, 1983). La reacción a enfermedades
se realizó observando la aparición de síntomas de las enfermedades más frecuentes (Díaz et al., 2017). Se determinaron
características agronómicas como el parámetro días a 50% de floración,
maduración, vigor, acame y altura de las plantas (Cuadro 2).
El rendimiento agrícola se
estimó a partir de la cosecha del área efectiva (3,2 m2), de la
unidad experimental en el momento de madurez fisiológica del grano o semilla
(~24% de humedad), la cual se trilló manualmente y se secó al sol, se limpió y
se probó la humedad, para luego ser expresado en t.ha-1
de arroz paddy limpio y seco (14% humedad).
Se realizó una selección
participativa por localidad según la metodología descrita por Moreno et al. (2009), incluyendo técnicos y
productores, los cuales evaluaron cuatro características principales que
incluyeron vigor de la planta, sanidad, precocidad y carga productiva (espigas
y granos).
Análisis estadístico
Se determinó el porcentaje
de selección por localidad, luego se realizó un análisis de frecuencia de
selección combinando las cinco localidades.
Para la selección de las
líneas F8 entre caracteres agronómicos y de reacción a enfermedades,
se construyeron los índices con base a la metodología propuesta por Barreto et al. (1991), incluyendo las
líneas provenientes de la selección participativa.
Este método es muy
eficiente para el mejoramiento y realización de selección simultanea de varias
características cuantitativas en un programa de mejoramiento; la fórmula
empleada para estimar el índice fue la siguiente:
IS={[(YJ-MJ)2*IJ]+[(Yi-Mi)2*Ii]+…[(Yn-Mn)2*In]}1/2
donde:
IS = Índice de selección; YJ...n=
variable; Mj…n= meta de selección; Ij…n=intensidad
de selección.
La meta de selección
asignada a cada variable se refiere a las unidades de desviación estándar del
promedio que se desea lograr. La meta toma valores de -3,0 a +3,0. Con valor
negativo la selección será para aquellos genotipos que se encuentren por debajo
de la media de la población para la variable en evaluación; por el contrario,
con valores positivos aquellos genotipos que se encuentren por arriba de la
media de la población y para seleccionar genotipos que se encuentren cercanos
al promedio se utilizan metas con valor de cero (Rodríguez Pérez et al., 2013; Rodríguez Pérez et al., 2023).
La intensidad de selección
es el grado de importancia que se le asignan a cada una de las variables a ser
utilizadas en la selección y toma valores de 1 a 10. Este valor es diferente
para cada una de las variables, según el criterio del investigador. El valor de
intensidad más pequeño (1) es asignado a la variable de menor interés y el
valor más alto (10) representa la variable de mayor importancia (Rodríguez
Pérez et al., 2013; Rodríguez
Pérez et al., 2023)
Las variables que fueron
incluidas en la selección se encontraban con valores en unidades distintas
(toneladas, centímetros, días, porcentajes, entre otras.), por lo que fue
necesario estandarizar cada uno de ellos y de esta forma las características
pudieran combinarse mediante la fórmula siguiente:
Z= (yj - ȳ)/s
Donde: Z= valor
estandarizado; yj= valor observado para la entrada j; ȳ= promedio de
todas las entradas; s= desviación estándar del grupo de entradas.
El valor estandarizado de
cada una de las variables entre más cerca se encuentre a la meta deseada, más
pequeño será el valor del índice de selección y más cerca se encontrará el
genotipo de los criterios deseados, y entre más grande sea el valor del índice,
más alejado se encuentra del genotipo con los criterios establecidos. El
genotipo que obtenga el valor del índice de selección más pequeño es
considerado como superior, ya que reúne la mayoría de los caracteres requeridos
en la selección (Rodríguez Pérez et al.,
2013; Rodríguez Pérez et al.,
2023).
Para la construcción de los
índices se consideró en reducir la selección en Incidencia de Sarocladium,
Piricularia, complejo del manchado de grano, bacteriosis y acame; se requirió,
además, líneas con buen potencial de rendimiento (Cuadro 3).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La selección participativa
en cada localidad fue distinta como se muestra en la Figura 3. Las localidades
con mayor presión de selección fueron El Coco con 18 líneas seleccionadas (10%)
y Tonosí con 22 líneas seleccionadas (13%), mientras que en la localidad de
Remedios se seleccionaron 84 líneas (48%). En total se seleccionaron 125 de 176
líneas F8 para un 80% de selección combinada. Trabajos similares han
reportados distintos porcentajes de selección en el empleo de selección
participativa en el cultivo de arroz, como lo reportan Trouche et al. (2006) con 64% mientras que
Suira Atencio (2021), reportó un 28% de selección. El conocimiento local para
la selección de los arroces empleando metodologías participativas, garantizan
una adecuada selección de los cultivares adaptados a las condiciones de los
sistemas agrícolas de cada localidad (Torres Vargas et al., 2017; González Viera et al., 2018).
El índice de selección se
aplicó a las 125 líneas F8 seleccionadas previamente con la
metodología de selección participativa. Se aplicó una presión de selección del
22%, lo cual dio como resultado 27 líneas F8 con el índice de
selección más bajo (Cuadro 4). Los valores en las evaluaciones de enfermedad en
las líneas seleccionadas están por debajo de 3,0 en la escala de evaluación,
considerados como una calificación buena, mostrando una expresión varietal
satisfactoria y que pueden ser utilizadas como progenitores o variedad
comercial (CIAT, 1983).
Las líneas que obtuvieron la frecuencia de selección más elevada fueron
el P70 con un 80%, seguidos de P196, P34 y P167 con un 60% cada uno, luego las
líneas P152, P119, P109, P188, P23, P151, P160, P136, P87 y P184 todos con un
40% de frecuencia de selección.
El grupo de líneas
seleccionadas utilizando el índice de selección, presentaron una ganancia
relativa en rendimiento de 19% contra la población evaluada y 26% respecto a
los testigos comerciales. En cuanto al acame la selección mostró un -7%
respecto a la población y se mantuvo igual a los testigos. En cuanto a la
reacción a las enfermedades el grupo seleccionado obtuvo -13% que la población
y -19% que los testigos en Rhizoctonia, -17% que la población y -16% que los
testigos en Piricularia, -29% que la población y -46% que los testigos en
manchado de grano, -21% que la población y -41% que los testigos en bacteriosis
(Cuadro 5).
Como lo
indican Seck et al.
(2023), la selección conduce a
muchos cambios en las propiedades genéticas de una población, siendo el más
importante para el mejorador el cambio en el rendimiento promedio de la
población. Este cambio se conoce como la respuesta a la selección, siendo la
diferencia entre el rendimiento medio de los individuos seleccionados y el de
la población inicial.
Trabajos
realizados por Castañeda & Guerrero (1996), al evaluar 91 lineas
promisorias de arroz utilizando el indice de selección, lograron identificar un
grupo de 15 genotipos que presentaron una ganancia relativa de 19% en
rendimiento con respecto a la población, al igual que una reducción en acame
(-9%), piricularia al cuello (-27%) y escaldado de la hoja (-4%). Rangel & Neves (1997),
reportaron que con la utilización del índice de selección obtuvieron un
incremento en la media del grupo seleccionado con respecto a la media de la
población original de un 24% y una disminución en piricularia del -1%,
utilizando una presión de selección del 25%.
CONCLUSIONES
· La selección basada en el
índice obtuvo respuesta favorable para rendimiento, la reacción a enfermedades,
evidenciando la posibilidad de incrementar simultáneamente la productividad y
la resistencia en la población seleccionada.
· Con el índice de selección
se lograron identificar 27 líneas con mejores características agronómicas y
reacción a enfermedades que los testigos comerciales, los cuales pueden ser
incluidos en los ensayos avanzados del proyecto de mejoramiento genético de
arroz del IDIAP.
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