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Variedades e híbridos de maíz de calidad proteínica en México

¿Por quÉ es importante mejorar la calidad proteínica del maíz?

El maíz es el cultivo agrícola más importante en México; cada año se siembran 8.5 millones de hectáreas, y su producción representa el 60 por ciento del total de granos producidos en el país. Por ello, este cultivo es uno de los pilares de la alimentación de los mexicanos. El consumo anual aparente es de 209.8 kilogramos por persona (Morris y López, 2000). El consumo de maíz proporciona en promedio 59 por ciento de la energía, es decir, 1363 kilocalorías, y 39 por ciento de la proteína, que son 29 gramos, de las necesidades diarias de un individuo adulto. Sin embargo, la proteína del grano de maíz es deficiente en la proporción de lisina y triptofano, aminoácidos esenciales para el ser humano y para los animales. En México hay 31 millones de personas con algún grado de desnutrición, y en 18 millones de éstos la desnutrición es severa. La desnutrición es grave en 10 millones de indígenas, así como en la población de escasos ingresos en las ciudades. Este problema se agudiza debido a que México no produce todo el maíz que necesita, y se tiene que recurrir cada año a importar entre 5 y 6 millones de toneladas de grano. Esto significa que el problema se relaciona con la producción, así como con la calidad del grano de maíz.

Como alternativa a la escasa calidad y baja producción del maíz, en los últimos años y en diversos países se ha trabajado con los llamados “maíces de calidad proteínica” (o QPM, del inglés quality protein maize). Estos trabajos, encabezados por el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMyT), se han conducido desde 1996 en México, en colaboración con el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales y Agropecuarias (INIFAP). En este tiempo se han generado, evaluado e incrementado semillas de híbridos y variedades de maíz con alta calidad de proteína.

El grano de los maíces de calidad proteínica tienen 100 por ciento más lisina y triptofano que el de los maíces comunes; de acuerdo con Bressani (1994), la calidad de la proteína de los maíces de calidad proteínica es similar a la de la leche. El aprovechamiento de los maíces de calidad proteínica en la alimentación humana es de 90 por ciento, mientras que con los maíces comunes sólo se aprovecha el 39 por ciento (Sierra y colaboradores, 2001). Estos maíces de calidad proteínica también pueden utilizarse en la alimentación animal, en aves y cerdos, donde se ha encontrado que se necesita menor cantidad de alimento para incrementar un kilogramo de peso.

Si se lograra aumentar el consumo de los maíces de calidad proteínica en la población, especialmente la rural, se podría mejorar el nivel nutricional en México, de manera especial en niños, madres, lactantes y ancianos. Lo anterior requiere del convencimiento de autoridades a distintos niveles de decisión, así como de la coordinación de instituciones municipales, estatales y federales.

Si se lograra aumentar el consumo de los maíces de calidad proteínica en la población, especialmente la rural, se podría mejorar el nivel nutricional en México, de manera especial en niños, madres, lactantes y ancianos

Antecedentes del maíz de calidad proteínica

El maíz de calidad proteínica se originó en el mutante llamado “Opaco 2”, descubierto en 1963 en la Universidad de Purdue, Estados Unidos, en semillas de un maíz procedente de Perú. Las primeras variedades desarrolladas con el tipo Opaco 2 poseían granos con la misma cantidad total de proteína, pero con el doble de los aminoácidos esenciales. Su principal desventaja, sin embargo, fue que el endospermo de la semilla era de textura harinosa, por lo que el peso de grano y el rendimiento que el agricultor obtendría eran muy bajos, además de que los granos eran fácilmente atacados por las plagas. Estas desventajas propiciaron que todos los países, incluyendo a México, abandonaran en 1975 las investigaciones con Opaco 2. Sólo los investigadores Surinder Vasal y Evangelina Villegas persistieron en sus investigaciones hasta lograr un nuevo tipo de granos con textura normal en el endospermo pero con mejor calidad, lo cual permitió que en la década de los ochentas se obtuviera lo que ahora se conoce mundialmente como maíz de calidad proteínica (QPM). Los trabajos desarrollados por Vasal y Villegas fueron reconocidos internacionalmente al otorgárseles el Premio Mundial de Alimentación en el año 2000.

Actualmente se cuenta con gran cantidad de híbridos y variedades de maíz de calidad proteínica. El Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo ha promovido el uso de estos maíces en Guatemala, El Salvador, Nicaragua, Honduras, Brasil, China, India, Sudáfrica, Ghana, Zimbabwe, etcétera. En este esfuerzo han tenido un papel relevante Hugo Córdova, investigador del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo, y sus colaboradores. En México, en los campos experimentales del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales y Agropecuarias, se evaluó un grupo de variedades e híbridos y se definieron los mejores, lo cual se ejemplifica en los cuadros 1, 2 y 3. Se confirmó que el rendimiento de algunos híbridos y variedades de maíces de calidad proteínica superan a los de los testigos de calidad normal, en Guerrero y Chiapas. A partir de estas variedades de maíces de calidad proteínica se ha producido semilla, y se han realizado investigaciones para apoyar el futuro uso y difusión masiva de este germoplasma. Los trabajos con maíces de calidad proteínica en México se llevaron a cabo hasta 2002 en torno a ocho proyectos: mejoramiento genético, producción y tecnología de semillas, forrajes, plagas de granos almacenados, manejo agronómico, transferencia de tecnología, efecto en alimentación humana y dieta de animales, y análisis de la calidad. En estas actividades participaron más de 60 especialistas.

Dentro de las actividades en producción y tecnología de semillas se efectuó la caracterización de variedades, como requisito para tramitar la inscripción en el Catálogo de Variedades Factibles de Certificación. En 1999 y 2000 se logró inscribir más de 30 híbridos y variedades.

Inicialmente, de manera optimista, se estimaba la siembra de grandes extensiones con los materiales de calidad proteínica; sin embargo, diversos problemas limitaron su difusión extensiva. Actualmente se considera que sería factible a corto plazo la siembra de los maíces de calidad proteínica en una superficie cercana a 300 mil hectáreas, o sea, menos del 5 por ciento de la superficie nacional dedicada a esta especie en México.

Los maíces de calidad proteínica en México

En México se requieren cada año más de 18 millones de toneladas de grano; en el año 2003 la demanda fue superior a 24 millones de toneladas. El rendimiento medio nacional es de 2.4 toneladas por hectárea. Anualmente se importa 30 por ciento del maíz que se requiere, es decir, seis millones de toneladas.

La formación y utilización de una nueva variedad de maíz implica por lo menos 12 años de dedicación constante de personal capacitado. Durante ese lapso se satisfacen las etapas de elección del mejor germoplasma, la derivación de líneas, la formación de híbridos experimentales, la evaluación y selección de los mejores materiales, la validación en terrenos de productores, el incremento de los progenitores del mejor híbrido, la producción de semilla y su difusión, promoción y distribución comercial. Frecuentemente se tienen resultados sólo después de 20 o más años. Por ello, obtener, desarrollar y promover el uso extensivo de más de 30 maíces de calidad proteínica es una aportación tecnológica que resume el esfuerzo de numerosos científicos.

Para registrar en México a las variedades mejoradas de maíces de calidad proteínica, se realizaron numerosas investigaciones a partir del ciclo otoño-invierno 1998/1999 en los campos experimentales del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales y Agropecuarias, ubicados en Cotaxtla, Veracruz; Iguala, Guerrero; Valle de Apatzingán, Michoacán; Costa de Jalisco, Jalisco, y Zona Henequenera, Yucatán. Una vez que las variedades y los híbridos fueron inscritos en el Catálogo de Variedades Factibles de Certificación, en 1998 se inició la producción de semilla de alto registro (categorías básica y registrada), y en el ciclo primavera-verano de 1999 se inició el incremento de semilla certificada.

En el comercio de semillas para identificar a las variedades de calidad proteínica se les adiciona la letra “C” después del número de registro asignado; esta letra significa “calidad”. En el caso de maíces amarillos, se agregan las letras “AC”, que significan amarillo de calidad”.

Difusión actual de maícesde calidad proteínica

Para popularizar el uso de variedades de maíces de calidad proteínica, es necesario contar con suficiente semilla para ofrecerla a los agricultores interesados. Por ello, a partir del ciclo otoño-invierno 1998/1999, el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales y Agropecuarias ha multiplicado la semilla básica y registrada de las variedades con la finalidad de abastecer a empresas de semillas, que a su vez se encargan de obtener semilla de categoría certificada.

De esta manera en el ciclo primavera-verano de 1999 se obtuvieron 530 toneladas de semilla registrada, con lo que se logró establecer más de 2 mil 300 hectáreas de producción de semilla certificada a cargo de la Productora Nacional de Semillas (pronase), la Fundación Mexicana para la Investigación Agropecuaria y Forestal (fumiaf) y el propio Instituto Nacional de Investigaciones Forestales y Agropecuarias. Aun cuando se contaba con híbridos y variedades, se dio preferencia a las variedades específicas para secano (o sea, las que se cultivan exclusivamente con la humedad que aportan las lluvias).

Con la semilla que cumplió con los elementos de calidad, finalmente fueron establecidas 70 mil hectáreas con materiales de calidad proteínica, en terrenos de agricultores de 20 estados de la República Mexicana en el año 2000, en una gran mayoría con variedades adecuadas para mediana productividad. En algunos lotes de semilla se detectó baja germinación; éstos fueron eliminados. Se detectaron casos en los cuales terrenos de alta productividad fueron sembrados indebidamente con estas variedades, ya que su ámbito de respuesta debe ser en condiciones de secano; en estos casos el rendimiento fue insuficiente, de acuerdo con la expectativa de los agricultores. Éstos son ejemplos de algunas causas que han limitado una mayor difusión y utilización de los materiales de calidad proteínica.

 Aun cuando se dispone de progenitores de híbridos adaptados a las áreas de alto potencial de rendimiento, ya que se continuó con la producción de semillas para ofrecer volúmenes de semilla básica y registrada, con énfasis ahora sí en progenitores de nueve híbridos de maíz para su avance hacia semilla certificada, poco ha sido su aprovechamiento. Baste señalar que se ha contado con semilla de progenitores en cantidad suficiente para sembrar por lo menos 100 mil hectáreas de híbridos sin un adecuado aprovechamiento, ya que cambió el orden de las prioridades de los programas, quedando de lado los maíces de calidad proteínica, además de requerirse nuevamente la confirmación de sus bondades que ya habían sido demostradas, como se observa en los cuadros 1, 2 y 3.

La multiplicación de semillas requiere de información científica y tecnológica acerca de su manejo agronómico, áreas de adaptación óptimas, fechas de siembra, coincidencia a floración, relación hembra-macho, forma de desespigue, siembras diferenciales para asegurar polinización, densidad de población, fertilización convencional, respuesta a biofertilizantes y demás información que permita obtener los máximos rendimientos de cada progenitor, así como de semilla certificada. Para los nueve maíces de calidad proteínica sobresalientes se cuenta esta información para apoyar a las empresas de semillas en esta actividad.

¿DÓnde podrán cultivarse estos maíces?

Los fitomejoradores del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales y Agropecuarias continúan con trabajos de mejoramiento, y próximamente se tendrán variedades con adaptación específica para las condiciones donde se cultiva maíz en México. Por ejemplo, se están incorporando las características de calidad a maíces criollos, para contar con variedades criollas o mejoradas en la Mixteca Oaxaqueña, la Montaña de Guerrero, la Meseta Comiteca y los Valles Altos, así como en muchas otras regiones donde el maíz se cultiva en condiciones de secano, que es la forma en que se siembra cerca del 80 por ciento del maíz cosechado en nuestro país. De esta manera, los materiales convertidos a maíces de calidad proteínica serán similares a los que emplea el agricultor, con rendimientos semejantes pero frecuentemente superiores en calidad proteínica.

Otra ventaja de este enfoque de fitomejoramiento es que en el caso de las variedades de polinización libre el agricultor podría producir su propia semilla. Ante el cierre de la Productora Nacional de Semillas, con los maíces de calidad proteínica podrían promoverse esquemas de abasto de semillas localizados; es decir, autoabasto para grupos de agricultores, ejidatarios y asociaciones de productores, organizados en redes de empresas de semilla a baja escala. De esta manera, la semilla tendría precio accesible y sería fácil de producir, asegurando la calidad genética. Este esquema, apoyado con un gran número de variedades que eviten la erosión genética, podría ser el detonante para difundir la calidad proteínica.

El futuro de los maíces de calidad proteínica

Después de 39 años del descubrimiento del gen Opaco 2, en diversos países se avanza cada día en el cultivo de materiales de calidad proteínica. Cristaliza así el ofrecimiento de granos de maíz con mejor calidad proteínica y ventajas agronómicas. En México, aun cuando inicialmente el programa arrancó con grandes expectativas, el avance en los últimos años ha sido lento. Si bien se continúa trabajando, será necesario replantear adecuadamente la estrategia para lograr un mejor aprovechamiento.

Actualmente se trabaja con la incorporación de androesterilidad y capacidad restauradora a los híbridos de calidad proteínica, para facilitar la producción de semilla y apoyar el desarrollo de empresas de semillas en baja escala, así como asociaciones de productores. Se desarrollan nuevos híbridos y variedades con ventajas sobre los primeros materiales de calidad proteínica. Sin embargo, debe reconocerse que no es fácil, ya que la calidad proteínica es un carácter recesivo que se pierde si no se maneja adecuadamente; por ello es necesario organizar esquemas de producción.

No hay duda que el consumo de maíz de calidad proteínica mejora la salud y salvará muchas vidas

No hay duda que el consumo de maíz de calidad proteínica mejora la salud y salvará muchas vidas, ya que la utilización de este tipo de maíces podrá mejorar la nutrición de los mexicanos. Cada nueva variedad de maíz es fruto del esfuerzo constante y un paso en el camino de una nueva revolución alimentaria que considere a los sectores más necesitados, quienes deben tener acceso a estos desarrollos tecnológicos. El maíz (semilla y grano) es orgullosamente alimento mexicano, nacido en estas tierras para recorrer el mundo.

Bibliografía

Bressani, R. (1994), “Opaque 2 corn in human nutrition and utilization”, en Quality protein maize: 1964-1994. Proc. Of the international symposium on quality protein maize, Embrapa/cnpms, Sete Lagoas MG Brasil, diciembre 1-3, págs. 41-63.

Mertz, E. T., L. S. Bates y O. F. Nelson (1964), “Mutant gene that changes protein composition and increase lysine content of maize endosperm”, Science, 145: 279.

Mertz, E. T., O. Veron, L. S. Bates y O. F. Nelson (1965), “Growht of rats fed opaque-2 maize”, Science, 148: 1741-1742.

Vasal, S. K., E. Villegas, M. Bjarnason, B. Gelaw y P. Goerts (1980), “Genetic Modifiers and breeding strategies in developing hard endosperm opaque-2 materials”, en Pollmer, W. G. y R. H. Phipps (editores). Improvement of quality traits of maize for grain and silage use, Amsterdam, Martinus Mijhoff Publishers, págs: 37-73.

Sierra M., M. A. Palafox C., O. Cano R., F. A. Rodríguez M., A. Espinosa C., A. Turrent F., N. Gómez M., H. Córdova O., N. Vergara A., R. Aveldaño S., J. A. Sandoval R., S. Barrón F., J. Romero M., F. Caballero H., M. González C., E. Betanzos M. (2001), Descripción varietal de H-519 C, H-553 C y V-537 C, maíces con alta calidad de proteína para el trópico húmedo de México, Veracruz, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales y Agropecuarias, CIRGOC, Campo Experimental Cotaxtla, folleto técnico núm. 30, 21 págs.

Alejandro Espinosa Calderón es ingeniero agrónomo fitomejorador por la Facultad de Agrobiología “Presidente Juárez”. Estudió la maestría y el doctorado en ciencias en genética en el Colegio de Postgraduados de Chapingo. Trabaja en el Programa de Producción y Tecnología de Semillas del Campo Experimental Valle de México del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales y Agropecuarias (inifap). Desde 1982 es profesor de Ingeniería Agrícola en la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, de la Universidad Nacional Autónoma de México (unam). Ha sido experto de la Red de Tecnología de Semillas y líder nacional de semillas. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores desde 1986. Ha dirigido más de 60 tesis. De 1998 a 2002 coordinó la investigación y producción de semillas de maíces de calidad proteínica (QPM) en México. En 2001 obtuvo el segundo lugar del Premio adiat a la Innovación Tecnológica 2000, otorgado por la Asociación Mexicana de Directores de la Investigación Aplicada y el Desarrollo Tecnológico. Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

Noel O. Gómez Montiel es ingeniero agrónomo fitotecnista, por la Escuela Nacional de Agricultura. Estudió la maestría y el doctorado en ciencias en genética en el Colegio de Postgraduados de Chapingo. Labora en el Programa de Maíz del Campo Experimental Iguala del inifap. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores, y ha generado y desarrollado diversos híbridos y variedades de maíz con adaptación a las zonas tropicales de México, con énfasis en el Pacífico Sur. Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

Mauro Sierra Macías
realizó sus estudios de licenciatura de ingeniero agrónomo fitomejorador en la Facultad de Agrobiología “Presidente Juárez” de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Estudió la maestría en fitomejoramiento en el Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey, y obtuvo el doctorado en Ciencias en Producción Agrícola en el Programa Interinstitucional en Ciencias Agrícolas y Forestales de la Universidad de Colima. Trabaja en el Programa de Maíz del Campo Experimental Cotaxtla, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales y Agropecuarias. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores. Ha generado y desarrollado diversos híbridos y variedades de maíz con adaptación a las zonas tropicales de México, con énfasis en la región del Golfo.
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Esteban Betanzos Mendoza es ingeniero agrónomo fitotecnista por la Escuela Nacional de Agricultura; estudió la maestría y el doctorado en ciencias en genética en el Colegio de Postgraduados de Chapingo. Labora en el Programa de Maíz del Campo Experimental Centro de Chiapas, del inifap. Fue coordinador nacional de maíz de calidad Opaca; ha generado y desarrollado híbridos y variedades de maíz con adaptación a Chiapas y otras áreas tropicales de México.
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Filiberto Caballero Hernández es ingeniero agrónomo egresado en 1980 de la Facultad de Agrobiología Presidente Juárez de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo; maestro en ciencias en genética en el Colegio de Postgraduados, en Montecillos, Estado de México. Desde 1980 ha laborado como investigador en el programa de maíz del inifap en los campos experimentales de Cotaxtla, Veracruz, y Apatzingán, Michoacán. Ha participado en la liberación de genotipos de maíz para el trópico, entre ellos: V-530, H-518, H-520, V-537C, H-519C y H-553C. Participó en el desarrollo de tecnología de producción para el cultivo de maíz en el Valle de Apatzingán, Michoacán. Entre sus publicaciones destacan artículos en revistas nacionales y folletos técnicos. Ha formado parte de actividades en apoyo a la transferencia de tecnología.
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