Proyectos de Investigación
Este proyecto representa la prioridad más alta del CIP en este momento y se dirige principalmente a elaborar, adaptar e integrar tecnologías para el manejo de la enfermedad de cultivos agrícolas más grave del mundo. El proyecto integra herramientas biotecnológicas para la epidemiología del patógeno y para lograr resistencia a la enfermedad mediante su manejo y control en el campo, gracias a los cursos de capacitación en campo para agricultores.
La investigación estratégica tiene como fin obtener, adaptar e integrar tecnologías de manejo del tizón tardío, causado por Phytophthora infestans, la más grave enfermedad de papa a nivel mundial. El CIP usa una serie de métodos que incluyen las técnicas biotecnológicas más avanzadas que existen para crear poblaciones reproducibles y clones avanzados con resistencia duradera al tizón tardío. Se está obteniendo tecnologías con componentes adicionales para el manejo de enfermedades bajo las condiciones de los agricultores de escasos recursos de los países en desarrollo. Se están diseñando e implementando métodos de manejo integrado de enfermedades gracias a la colaboración entre sistemas nacionales de investigación, agencias gubernamentales y no gubernamentales, y los mismos agricultores.
La marchitez bacteriana es la segunda enfermedad de la papa más grave del mundo. Como es difícil obtener y mantener resistencia, el programa del CIP se concentra en la observación y diagnóstico de la presencia de la bacteria en el suelo y los tubérculos. El propósito es mejorar el manejo en el lugar mismo, en los sistemas de semillas y en el uso de material resistente ya disponible. La disminución de la transmisión de la enfermedad es el objetivo principal del control.
La marchitez bacteriana, causada por Pseudomonas solanacearum, sigue al tizón tardío como principal factor fitopatológico limitante de la producción de papa en el mundo en desarrollo. En años recientes, la enfermedad se ha diseminado a países templados como Holanda y el Reino Unido, donde puede amenazar la producción de papa. Este proyecto está dirigido a documentar las prácticas conocidas de control integrado (rotación, sanidad, selección de semilla, etc.) que usan los agricultores en los países productores de papa seleccionados, donde la marchitez es una limitante severa, y posteriormente verificar estas prácticas mediante pruebas de rendimiento. Además, pretende culminar la selección de progenies de papa con tolerancia a la enfermedad logradas en los últimos años para promover el manejo integrado mediante un mejor conocimiento de la transmisión de la enfermedad y su control en diferentes sistemas de producción, al igual que el uso de variedades de papa resistentes.
Los virus causan enormes pérdidas de papa e impiden el traslado de semilla y recursos genéticos. El proyecto se centra en los siguientes aspectos: sensibilidad, detección a bajo costo y factores epidemiológicos que afectan su diseminación. La ingeniería genética se utiliza para identificar, clonar y transferir genes de especies relacionadas a la papa para lograr resistencia; ello se combina con métodos tradicionales de mejoramiento para alcanzar máxima eficiencia en la incorporación de la resistencia para diferentes virus.
Este proyecto se dirige a identificar y caracterizar los virus y agentes similares más importantes que afectan a la papa, lo cual es un paso esencial para poder elaborar técnicas de diagnóstico. El proyecto pretende desarrollar métodos sensibles de bajo costo para la detección en gran escala y para identificar aquellos genes que confieren resistencia contra los principales virus y luego usarlos para obtener cultivares resistentes adaptados. Se están empleando métodos convencionales de mejoramiento, al igual que las técnicas moleculares más avanzadas que se disponen. Los investigadores del CIP también están investigando los factores epidemiológicos que afectan la diseminación de virus, con particular énfasis en la interacción entre los virus y otros patógenos que pudieran influir en la respuesta de la resistencia de la planta. A la vez, nuestros investigadores están capacitando científicos nacionales en la identificación y detección de virus, y en técnicas de control. Las actividades de investigación y capacitación se concentran en los virus más importantes de la papa: el virus del enrollamiento de la papa (PLRV), el virus y de la papa (PVY) y el virus x de la papa (PVX), al igual que el viroide ahusado del tubérculo de la papa (PSTVd). Se presta especial atención al uso/adopción de materiales prácticos, resistentes al virus producidos por el CIP (inclusive genotipos que tienen una resistencia combinada a más de un virus, preferiblemente en condición multiplex).
Las plagas más importantes son: las polillas de tubérculo de papa (una amenaza creciente), el gorgojo de los Andes, la mosca minadora de hoja, y la mosca blanca. El objetivo del proyecto es combinar prácticas de manejo con los paquetes adaptados localmente para reducir el uso de pesticidas químicos e incrementar los beneficios totales para los agricultores. Los componentes incluyen los aspectos biológicos, culturales y de resistencia para lograr el control.
El proyecto busca obtener prototipos de programas de Manejo Integrado de Plagas para el control de plagas de insectos importantes de la papa, poniendo énfasis en prácticas sostenibles, ecológicas y económicas que conllevarán a la reducción del uso de pesticidas químicos. Las principales plagas de importancia a nivel regional y mundial son tres especies de la polilla del tubérculo de la papa, varias especies de gorgojos de los Andes, una especie de mosca minadora y varias especies de pulguillas de la papa. Las especies de nematodos que disminuyen los rendimientos de papa y favorecen el establecimiento de patógenos de marchitez bacteriana son: el quiste de la papa, el rosario y los nematodos del nudo de la raíz.
Aumentar la eficiencia y efectividad de los sistemas tanto formales como informales de semillas, es el objetivo de este proyecto. La introducción varietal y su difusión dependen de sistemas informales, pero debe estar ligada al sistema formal y debe poner énfasis en material de buena calidad para la siembra. El proyecto logra este objetivo mediante la capacitación del agricultor y el establecimiento de sistemas piloto de semillas.
En muchos países, la falta de sistemas de semillas de papa formales e informales ha limitado la difusión de variedades nuevas y mejoradas debido a que sólo se cuenta con cantidades limitadas de material sano para siembra clonal. Este proyecto proporciona asistencia científica y técnica a algunos sistemas seleccionados formales e informales de diferentes países para que mejoren su eficiencia y efectividad. El proyecto también examina nuevas relaciones o eslabonamientos entre sistemas de semillas formales e informales, con el objetivo de acelerar la introducción y difusión varietal.
La semilla botánica de papa presenta cada vez mayores posibilidades en áreas específicas del mundo donde han fracasado los sistemas de producción más tradicionales. El CIP concentra sus esfuerzos en áreas potenciales de investigación para mejorar el desempeño parental en híbridos, al igual que en algunos factores limitantes (resistencia al tizón tardío, precocidad, formación de bayas, etc.) El apoyo en cuestiones técnicas es proporcionado por las instituciones locales (sector privado, ONG's y sistemas nacionales de investigación agrícola) en un esfuerzo por comercializar sistemas de semilla botánica para apuntalar las pequeñas industrias emergentes.
Este proyecto pretende aumentar la eficiencia (disminuir los costos de producción e incrementar los rendimientos) del cultivo de la papa, ampliarlo a áreas no tradicionales y, mediante la transferencia de tecnología de semilla botánica, a regiones tropicales y subtropicales donde la escasez de semilla-tubérculo es el principal factor limitante de la producción. Además, se busca obtener semilla botánica madre que dé buena calidad de semilla y tubérculo, así como técnicas de reproducción para la producción de semilla botánica.
La falta de estadísticas consistentes y confiables sobre aspectos agronómicos, económicos, sociales y ambientales de las tecnologías nuevas y mejoradas de la papa, disminuye la posibilidad de documentar la efectividad y dar pautas para la inversión. Este proyecto está proporcionando información para determinar las tasas de retorno de la investigación del CIP. Se han creado bases de precios de producción que se pueden consultar constantemente y sirven para establecer prioridades. El análisis de productos básicos permite mejorar la comercialización interna de la papa y las perspectivas de comercio internacional para los países en desarrollo.
El proyecto pretende cuantificar los efectos agronómicos, económicos, sociales y ambientales de las tecnologías mejoradas de papa y a la vez documentar la tasa de retorno y el impacto sobre la pobreza de la investigación del CIP. Esto incluye la evaluación del nivel adecuado y la conveniencia de las inversiones para mejorar el cultivo de papa en los países en vías de desarrollo. También comprende la elaboración y mantenimiento de bases de datos con información de precios y producción para poder establecer prioridades. Se están evaluando los efectos de la inestabilidad de precios de la papa en diversos grupos sociales, al igual que la amplitud de las intervenciones del sector público y los incentivos del sector privado. La investigación busca mejorar la comercialización de papa a nivel local y su comercio internacional con participación de los países en desarrollo, así como fomentar una mayor conciencia entre quienes toman decisiones en los sectores públicos y privados (a nivel nacional e internacional) sobre el potencial y los beneficios de un mayor uso de la papa.
Aunque los virus de la batata causan pérdidas significativas en la producción, especialmente en el África Subsahariana, todavía falta una mayor investigación. Este proyecto está elaborando métodos de detección y control para el complejo de virus conocido como WBV. También busca encontrar resistencia al complejo del virus.
En todas las regiones, las enfermedades causadas por virus de la batata disminuyen los rendimientos. El control puede ser logrado mediante la producción de materiales de siembra sanos y la obtención de cultivares resistentes. Con este fin es fundamental obtener métodos sensitivos de detección de virus. La investigación anterior ha mostrado una sinergia entre el virus moteado de la batata (SPFMV) y un virus transmitido por las moscas blancas (WBV) que puede devastar cultivos enteros (complejo de enfermedades virosas, SPVD). Por lo tanto, simplemente usando material de siembra libre de virus se puede triplicar los rendimientos. El proyecto busca identificar con más certeza el WBV y elabora métodos de detección, además de aplicar métodos de control. Los investigadores buscan encontrar resistencia al WBV haciendo uso de una variedad de enfoques de mejoramiento que incluyen los métodos moleculares más avanzados que existen en la actualidad.
El Manejo Integrado de Plagas de la batata depende de un buen conocimiento de la biología y del punto focal de la incidencia de estas plagas. Los componentes del Manejo Integrado de Plagas (MIP) deben permitir la evaluación ecológica en lugares específicos y también tomar en cuenta factores sociales. Las unidades piloto y los cursos de capacitación en campo para agricultores se usan como mecanismos para evaluar e implementar los componentes del manejo integrado de plagas.
El objetivo general es diseñar el manejo integrado de plagas para la batata. Estos programas buscan la compatibilidad con otras prácticas de manejo de cultivos e identifican las condiciones socioeconómicas de los agricultores para asegurar soluciones efectivas y económicas que puedan reducir el uso de pesticidas. El logro de este objetivo requiere conocimientos sólidos alcanzados mediante el estudio de la ocurrencia estacional y biológica de las plagas clave; la identificación de los componentes de control integrado de plagas (medidas de control); la evaluación de la compatibilidad de estas medidas con factores económicos, ecológicos y sociales que prevalecen en los agroecosistemas representativos; la implementación del manejo integrado de plagas (que conlleva un manejo integrado del cultivo) en unidades piloto en campo de agricultores, recurriendo al enfoque de participación; y el desarrollo de estrategias para difundir entre organizaciones gubernamentales y no gubernamentales el conocimiento del manejo integrado de plagas mediante una labor conjunta. Esto incluye actividades de capacitación y producción de materiales de difusión en este campo.
El proyecto investiga una gama de tecnologías y la adopción de otras para mejorar la calidad de vida sostenible de los pobres en las zonas rurales mediante la diversificación y mayor uso de la batata. En diversos países, las mujeres y los niños de pequeños grupos familiares son los más beneficiados, pues se incrementa el ingreso económico y mejora la nutrición, reduciéndose así la pobreza.
Las metas del proyecto incluyen el desarrollo de pequeñas empresas que añadan valor al producto gracias al procesamiento primario (es decir, almidón y harina) y un uso más eficiente de las raíces de la batata, sus hojas y los subproductos como forraje animal. En África, el objetivo es mejorar la disponibilidad de alimentos mediante un mejor uso de la calidad nutricional de la batata. El proyecto evalúa cuidadosamente las oportunidades de investigación y colaboración de investigación en mercadeo, calidad de materia cruda y proceso de desarrollo, calidad del producto y aceptabilidad social de la innovación a través de empresas piloto. Con este fin, el CIP utiliza recursos como los sistemas nacionales de investigación agrícola, las ONG y los usuarios en los países meta, conjuntamente con los centros mundiales de investigación que hayan alcanzado un óptimo nivel en disciplinas que no están disponibles localmente, tales como la tecnología de las ciencias alimentarias y las ciencias animales. Las actividades de los proyectos están estrechamente integradas con el proyecto de mejoramiento de batata para rendimiento de materia seca y adaptación, y con los proyectos del CIAT y el IITA, cuando sea relevante.
El proyecto proporciona material para aumentar el uso de la batata fresca y procesada. La materia seca, componente esencial en las dos formas de uso, ha logrado incrementarse y se ha puesto a disposición el material genético. Los nuevos clones están siendo adaptados a sistemas de subsistencia de pocos insumos para abastecer los mercados en vías de desarrollo.
Este proyecto busca mejorar la producción de batata y su utilización mediante la obtención y adopción de variedades con alto contenido de materia seca/almidón y a la vez con adaptabilidad a sistemas de subsistencia para agricultores con pocos insumos. La diversidad de germoplasma de batata del CIP se utiliza para generar clones parentales de alto contenido de materia seca mediante cruzamientos de poblaciones. Un marco bien establecido y descentralizado de mejoramiento usa estos clones parentales avanzados para producir nuevas variedades con mayor y más amplia base genética y buena adaptabilidad para enfrentar el estrés biótico y el abiótico en los ambientes designados. Se aplican enfoques moleculares para obtener, expander y usar eficientemente las variaciones genéticas de manera que se pueda cumplir con las necesidades para los procesamientos. Las actividades de los proyectos están estrechamente entrelazadas con los proyectos del CIP en manejo del germoplasma de batata y la utilización poscosecha.
El análisis de los productos y de los datos para medir el impacto son difíciles de ubicar y generar. Mediante estudios de caso en países específicos, literatura local y regional y datos para elaborar los análisis necesarios, este proyecto proporciona gran parte de la información necesaria para estudiar tanto las barreras como el potencial para el desarrollo de la producción de batata y los sistemas de poscosecha.
Este proyecto revisa datos secundarios y genera datos primarios para analizar sistemas importantes de producción/poscosecha de batata. Con este fin, el proyecto documenta el impacto de la producción específica y de las tecnologías poscosecha, y luego reúne y mantiene bases de datos sobre producción, precios y utilización. Los investigadores evaluarán la producción futura y las proyecciones de tendencias de utilización y participarán conjuntamente con la FAO y el IFPRI en la preparación conjunta de esta información.
Se ha culminado la evaluación de oportunidades para adaptar la papa a los sistemas agrícolas de la estación seca y fría posterior a la estación lluviosa del arroz. El potencial es bueno para aumentar la eficiencia de esta ecología de cultivo mediante la inclusión de la papa. La labor actual se concentra en diagnosticar las dificultades e incrementar la productividad de un sistema basado totalmente en papa-arroz. El manejo de los recursos del ecosistema es particularmente crítico y el proyecto está elaborando modelos para proporcionar opciones de manejo de los recursos naturales.
La producción de papa se ha expandido rápidamente al trópico del sur y al sudeste de Asia. Normalmente, el arroz se siembra al comienzo de la estación de lluvias en tanto que la papa bajo riego es sembrada en la estación seca fría. El arroz bajo riego u otro cultivo se desarrolla en la estación calurosa del verano. En respuesta a la creciente escasez de tierras, las papas con un alto potencial por unidad de tiempo de producción están siendo cada vez más utilizadas en sistemas agrícolas secuenciales e intensivos, tales como arroz-papa-arroz, y en sistemas intercultivos más intensivos, tales como arroz-papa/maíz. Para potenciar el cultivo de papa, se deben identificar y tratar los factores que amenazan la sostenibilidad de estos sistemas agrícolas que responden a insumos. Este proyecto evalúa las oportunidades de expansión y sostenibilidad de la papa en la estación seca y fría posterior al cultivo de arroz en época de lluvia; diagnostica los obstáculos para mantener y aumentar la productividad en sistemas agrícolas seleccionados basados en papa y arroz; y genera información de manejo de recursos naturales de los cultivos, con miras a aliviar los principales obstáculos de estos cada vez más populares sistemas agrícolas.
La ecorregión andina es un ecosistema particularmente vulnerable para la agricultura sostenible. El proyecto está proporcionando una base sólida, científica y técnica tanto para las recomendaciones políticas como tecnológicas. Se está elaborando técnicas innovadoras para la investigación ecorregional, mediante la integración de modelos de crecimiento de cultivos basados en procesos, sistemas de sensores remotos y modelos de decisiones económicas, al igual que Sistemas de Información Geográfica (GIS). Estas herramientas integradas también pueden adaptarse a otros ecosistemas de montaña de otras partes del mundo.
Los Andes representan una serie de áreas únicas en ambientes ricos en recursos naturales. Los habitantes de esta ecorregión enfrentan pobreza masiva, aumento en la población y degradación rápida de su base de recursos naturales. Además, tienen el gran desafío de aumentar la productividad agrícola y, a la vez, disminuir simultáneamente el estrés del medio ambiente. Este proyecto propone caracterizar la ecorregión andina en cuanto a su potencial para la agricultura sostenible y proporcionar una base para recomendaciones políticas y tecnológicas en el área científica, técnica y ecológica para las personas que toman las decisiones de la región. También trata de encontrar metodologías innovadoras para la investigación ecorregional mediante una integración efectiva de los modelos de crecimiento de cultivos basados en procesos, sistemas de sensores remotos, modelos de decisión económica y sistemas de información geográfica (GIS). A través de capacitaciones cortas e investigación conjunta, el proyecto se propone establecer una comunidad internacional de investigadores que trabajen para el desarrollo sostenible de la agricultura en las áreas de montaña.
El proyecto conserva la colección más completa de papas cultivadas y silvestres del mundo. La caracterización (tanto a nivel molecular como morfológico) es un objetivo primordial, conjuntamente con el establecimiento y la disponibilidad de una base de datos. Las actividades más significativas se centran en la identificación de las características deseables principales y en la distribución de material sano a través del mundo para la utilización de papa en proyectos de mejoramiento. El proyecto proporciona insumos claves a los esfuerzos de mejoramiento del CIP.
Los objetivos incluyen la conservación de colecciones completas de papas cultivadas y silvestres de centros de diversidad, haciendo uso de tecnología de punta y caracterizando las papas cultivadas de América Latina para determinar la diversidad genética y seleccionar una colección básica. La investigación intenta aumentar el uso de la diversidad genética de la papa mediante la identificación de fuentes de características deseables y la distribución de semillas de papa sana, así como de materiales clonales. Trata, asimismo, de obtener y mantener una base de datos que contenga toda la información disponible sobre la colección.
Este proyecto conserva la colección más completa de las especies de ipomoea cultivadas y silvestres (incluyendo la batata cultivada). Se está investigando métodos nuevos y más eficientes de conservación (p.ej. criopreservación). La colección está siendo caracterizada para obtener una colección básica y hacerla accesible a los fitomejoradores. La erradicación de virus es un componente clave en este proyecto. Para un uso más eficiente de la colección se están identificando las características deseables.
Los objetivos del proyecto incluyen el mantenimiento de colecciones cultivadas y silvestres haciendo uso de métodos modernos de conservación. Los investigadores están evaluando nuevos métodos para la conservación de los recursos genéticos de la batata. También están caracterizando la colección cultivada y seleccionando una colección básica; y, a la vez, erradicando los virus de las entradas de la colección base, evaluando las colecciones para identificar fuentes de características deseables. El proyecto busca obtener y mantener una base de datos que contenga toda la información disponible de la colección.
Las actividades de este proyecto ayudan a los programas nacionales de los Andes a racionalizar las estrategias de conservación de los cultivos de las raíces y tubérculos. Se están incluyendo nueve géneros para su colección, estudio y conservación de su biodiversidad. También se está investigando el potencial para la utilización de las raíces y tubérculos andinos (RTA) en una base más amplia mediante patrones de consumo y mercadeo, así como la identificación de la demanda mal documentada. Los agricultores producen material de siembra sano. Este proyecto es quizás el único con el cual se está haciendo un esfuerzo significativo para obtener procedimientos de identificación y erradicación de los virus de estos cultivos subutilizados, pero que son tan importantes.
Ayudar a los programas nacionales a racionalizar sus estrategias tanto para la conservación ex situ e in situ de RTA involucra la recolección, el estudio y la preservación de la biodiversidad, con énfasis en cuatro géneros prioritarios (Oxalis, Ullucus Cannna, y Arracacia, incluyendo las especies silvestres) y en el material Mirabilis expansa, Pachyrhizus ahipa, Smallanthus sonchifolius, Tropaeolum tuberosum, y Lepidium spp. (Haciendo uso de estrategias para llenar brechas). Este proyecto está evaluando sistemáticamente el potencial de las RTA para promover un mayor uso en las montañas altas del subtrópico y del trópico, dentro y fuera de la región andina, mediante un estudio de patrones actuales de mercadeo y consumo. El proyecto pretende identificar demandas latentes de estos cultivos que puedan ser satisfechas en el futuro, al igual que producir materiales de siembra sanos para los agricultores.
