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DINAMIQUE DE LA BIODIVERSITE DU QUINOA
SELON L’ACCÈS AUX RESSOURCES PHYTOGÉNÉTIQUES:
défis pour une expansion mondiale
Didier BAZILE
* CIRAD Visiting Expert FAO-HQ conservation in situ
et espèces sous-utilisées
Seeds and Plant Genetic Resources – AGPMG- FAO-HQ
[email protected] & [email protected]
1
Introducción (1/2)
Conservación de la biodiversidad = preocupación global
clave de la comunidad internacional.
América Latina, específicamente el altiplano de los Andes, es
uno de los centros de origen o "hot-spot" de la
biodiversidad mundial.
Durante miles de años: población en interacción con su
agroecosistema.
Chenopodium quinoa Willd. nació y evoluciona a partir de un
complejo proceso de interacciones geográficas, climáticas,
sociales y culturales que han determinado su amplia
diversidad en las principales zonas de cultivo.
2
Domesticación de la quinoa en los
alrededores del lago Titicaca
Introducción (2/2)
Estas interacciones con la participación de los agricultores,
La comprensión de los intercambios actuales de semillas
entre los agricultores,
así como, de las prácticas de producción y selección local de
semillas es necesaria porque estos afectan la estructura y la
diversidad genética de la quinua a varias escalas y su dinámica
a lo largo del tiempo.
También, hoy en día, existen y se mantienen en la naturaleza
los parientes silvestres ancestros de la quinua, así como,
otras formas silvestres de la misma que participan (y/o
podrían) en el proceso de evolución permanente del cultivo
de quinua.
4
DISTRIBUCIÓN DE LOS ECOTIPOS DE
QUÍNOA EN LOS SUB-CENTROS DE
DIVERSIDAD
Circulación
Adaptación
5 ecotipos asociados a sub-centros de diversidad:
Utilización
Quínoa de los valles interandinos (Colombia, Ecuador y Perú) => tardías
Quínoa del altiplano (Perú y Bolivia) => sequia
Quínoa de las Yungas (Bolivia) => subtropical
Quínoa de los salares (Bolivia, Chile y Argentina) => salinidad
Quínoa de la costa o de nivel del mar (Chile) => para ambientes
templados
Sobre Marcadores moleculares y Practicas campesinas
Fuentes et al. Cons. Genetics (2009)
Fuentes, Bazile, et al. J. Agr. Sc. (2012)
Bazile, et al. (2013). Domestication. CABI Publisher
Que tipo de quinoa puede crecer bajo un clima
templado?
Costa
Valles
Salares
Altiplano
Christensen et al. 2007. Plant Genet. Res.
Bertero et al, 2004. Field Crop Research
Pichilemu, Chile
La diversidad de las “variedades locales” (dentro de los
ecotipos) constituye “una meta población abierta”
=> Evolución y adaptación al medio ambiente
De donde partimos?
Algunos antecedentes para entender
los flujos de recursos fitogenéticos
Debemos darnos cuenta de que:
1.
Los esfuerzos de mejoramiento son en gran parte de los
principales cultivos alimentarios, desde la Revolución Verde;
2.
Aumento constante de nuestra dependencia a un menor
número de cultivos;
3.
Aumento continuo de los insumos agrícolas (Relator Especial de
la ONU sobre el Derecho a la Alimentación);
4.
Aumento de la competencia con la globalización;
5.
Disminución a nivel mundial del número de pequeños
agricultores y granjas;
6.
Aumento de las regulaciones y/o restricciones en el intercambio
de semillas (UPOV; Patente; Legislación nacional);
7.
Vulnerabilidad de los cultivos genéticamente menos diversos
(plagas y enfermedades);
8
Estado del arte de la quinoa
en el mundo en 2013
Edited by
Bazile, D., Bertero, D. & Nieto, C.
http://www.fao.org/3/a-i4042s/index.html
Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO)
Santiago, Chile
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique
pour le Développement (CIRAD)
Montpellier, France
9
Le quinoa:
les enjeux d’une conquête
Bazile, D.,
Ed. QUAE, 2015.
Una version española va a salir
pronto con la editorial LOM
(Chile)
http://www.quae.com/fr/r3914-le-quinoa-les-enjeux-d-une-conquete.html
10
Material y Metodología
Líbano
Muestra compuesta de los 196 países
de las Naciones Unidas.


Identificación de la fecha de primera
experimentación de quinoa / país.

Análisis de redes para entender el contexto
institucional de experimentación/desarrollo del
cultivo.

Análisis de los informes de proyectos y artículos
científicos para completar la visión sobre los países.

Trazabilidad del origen de los genotipos utilizados. 11
Resultados / 1973
Cancosa, Chile
Solo un producto de los países andinos
Resultados / 2014
China
La quinoa estaba presente en 93 países en 2014!
Unos de ellos ya tienen una producción regular.
Resultados : 1900-2014
Malawi
Numero de países que experimentan o
cultivan la quinoa según los años
14
Resultados: Conservacion ex situ
Rojas W. et al, 2014. In Estado del arte de la quinoa a nivel mundial
15
Resultados: No solo en los Andes
Conservación ex situ: numero de accesiones
Dataset WIEWS,
FAO-2013
Rojas W. et al, 2014. In Estado del arte de la quinoa a nivel mundial
16
Resultados
Una distribución mundial de los centros de
conservación ex situ de la quinoa
Resultados :
Numero de variedades protegidas por COV
Tibet
Discusión

Convenios y acuerdos:
◦ Soberanía sobre biodiversidad
◦ Innovación en mejoramiento
Vínculos personales entre instituciones
que comparten materiales.
 Redes emergentes para probar variedades
de quinoa.

19
Irak
Egipto
Discusión
Restricciones legales => sólo una poca parte de la
diversidad genética disponible sirve para la
adaptación de la quinua en otros ambientes.
 Entre 3 y 12 variedades locales (con alta diversidad)
se prueban generalmente simultáneamente. Ellas
tiene como origen principal el centro-sur de Chile y
en algunos casos de las tierras altas de Perú y
Bolivia.
 Sólo 1 a 3 variedades (Puno, Regalona y Titicaca)
registradas (con COV) se difunden a grande escala.

20
Dinámica de las variedades Puno and Titicaca
Dinamarca
Numero de países con quinoa en cultivación o
experimentación
Francia
21
Acceso a la biodiversidad para probar la
adaptación de la quinoa a otros ambientes:
Variedades & Cultivares vs Accesiones
22
Traçabilité des RPG (1/2)
VARIETIES
Accession number
Q12
Q18
Q19
Q21
Q22
Q26
Q27
Q29
Q31
REGALONA
PUNO
TITICACA
QUINOA REAL
Q1
Q2
Q3
SAJAMA
SANTAMARIA
GIZA 1
GIZA 2
Source
USDA
USDA
USDA
USDA
USDA
USDA
USDA
USDA
IMPORTED
KU
KU
1st Origin
Colorado: USA
Maule : CHILI
Bio-Bio: CHILI
Bio-Bio: CHILI
Chili
Chili
Chili
Chili
Semillas von BAER, CHILI
Semillas von BAER, CHILI
COPENHAGUE UNIV
COPENHAGUE UNIV
U.A.E
U.A.E
U.A.E
BOLIVIE
BOLIVIE
EGYPT
EGYPT
COU
ALGERIA
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
EGYPT
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
IRAN
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
IRAN
IRAN
IRAN
DENMARK
DENMARK
IRAQ
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
De Santis, ROME, ITALY
KYRGISTAN
DIRECT
?
?
IRAN
IRAN
23
Traçabilité des RPG (2/2)
Plant Name
ession number
Source
Q12
Q18
USDA
USDA
Status
1st Origin
Colorado: USA
Maule : CHILI
COLORADO 407D IMPROVED CV.
QQ74
LANDRACE
Initial characterisation / USDA, ARS
An early maturity type, maturing in 95 to 100 days. Plant height varies with moisture,
nutrition, and plant density, but at 250,000 to 300,000 plants per acre they average 99
cm. Compared to other germplasms evaluated, better general resistance to powdery
mildew, damping off, various lepidoptera, and leaf miners. Suceptable to sugarbeet root
aphid. At physiological maturity, 94% of the plants turn red and gold, 3% are green and
3% are green with red panicles. Seed pericarp variable in color with 95% yellow pericarps
and 5% assorted colors (red, white, and black). Seed homozygous recessive for
translucent endosperm.
The stems have pink bases, further up they are orange with green stripes. The petioles and
flowers are orange. As observed by David Brenner in a green house planting, 1996,
Ames, Iowa.
Q19
USDA
Bio-Bio: CHILI
QQ63
LANDRACE
The stems have green stripes, the petioles and blades are green. The flowers are green
with faint pink coloring. As observed by David Brenner in a green house planting, 1996,
Ames, Iowa.
Q21
USDA
Bio-Bio: CHILI
QQ59
LANDRACE
The stems are orange with green stripes. The petioles and blades are green. The flowers
are orange. As observed by David Brenner in a green house planting, 1996, Ames, Iowa.
Q22
USDA
Chili
BAER
IMPROVED CV.
Improved by Erick von Baer, private breeder.
Ref USDA
(PI)Info/Source
Accession was donated. Dec-1986. Colorado, United States. Donors: Johnson, D., Colorado State University.
Accession was developed. 1987. Colorado, United States. Developers: Johnson, D., Colorado State University.
596293 Pedigree: From Chilean germplasm. Released: 1987.
Accession was collected. 1978. Maule, Chile.
Locality: Talco. Latitude: 35 deg 26 min S (-35.43333333), Longitude: 71 deg 40 min 0 sec W (-71.66666667) (GIS co
Collectors: Wilson, H., Texas A&M University. / Comment: The crop year of the original seed is 1978.
614886 Accession was donated. Oct-1979. Texas, United States. / Donors: Wilson, H., Texas A&M University.
Accession was collected. 1978. Bio-Bio, Chile.
Locality: Canete. Latitude: 37 deg 48 min 0 sec S (-37.8), Longitude: 73 deg 24 min 0 sec W (-73.4) GoogleMap it.
Collectors: Wilson, H., Texas A&M University. / Comment: The crop year of the original seed is 1978.
614887 Accession was donated. Oct-1979. Texas, United States. / Donors: Wilson, H., Texas A&M University.
Accession was collected. 1978. Bio-Bio, Chile.
Locality: Canete. Latitude: 37 deg 48 min 0 sec S (-37.8), Longitude: 73 deg 24 min 0 sec W (-73.4) GoogleMap it.
Collectors: Wilson, H., Texas A&M University. Comment: The crop year of the original seed is 1978.
614889 Accession was donated. Oct-1979. Texas, United States. Donors: Wilson, H., Texas A&M University.
Accession was developed. Santiago, Chile. /Developers: von Baer, E., Sociedad Nacional de Agricultura.
Comment: Improved by Erick von Baer, private breeder. / Accession was collected. Apr-1994. Chile.
Locality: Cajon, IX region. Latitude: 38 deg 42 min 0 sec S (-38.7), Longitude: 72 deg 35 min W (-72.58333333) Goo
634918 Accession was donated. 21-Jul-1994. Bio-Bio, Chile. Donors: Berti Diaz, M., Universidad de Concepcion.
Q26
USDA
Chili
UDEC-4
LANDRACE
Accession was collected. Apr-1994. Chile.
Locality: Llico, VII region. Latitude: 34 deg 45 min 0 sec S (-34.75), Longitude: 72 deg 4 min 0 sec W (-72.06666667)
634922 Accession was donated. 21-Jul-1994. Bio-Bio, Chile. Donors: Berti Diaz, M., Universidad de Concepcion.
Q27
USDA
Chili
UDEC-1
LANDRACE
Accession was collected. Apr-1994. Chile.
Locality: Llico, VII region. Latitude: 34 deg 45 min 0 sec S (-34.75), Longitude: 72 deg 4 min 0 sec W (-72.06666667)
634923 Accession was donated. 21-Jul-1994. Bio-Bio, Chile. Donors: Berti Diaz, M., Universidad de Concepcion.
Q29
USDA
Chili
UDEC-3
LANDRACE
Accession was collected. Apr-1994. Chile.
Locality: Llico, VII region. Latitude: 34 deg 45 min 0 sec S (-34.75), Longitude: 72 deg 4 min 0 sec W (-72.06666667)
634925 Accession was donated. 21-Jul-1994. Bio-Bio, Chile. Donors: Berti Diaz, M., Universidad de Concepcion.
Q31
IMPORTED
Semillas von BAER,
LAREGALONA
CHILI
CULTIVAR
24
Adaptación versus Selección?
Las accesiones de Quinoa son heterogéneas y bien adaptadas para condiciones de
climas y de suelos extremos gracias a su alta diversidad genética intraespecífica.
Lago Titicaca, 4.000 msnm
Adaptación de variedades
existentes versus Mejoramiento
para nuevas condiciones
ecológicas
Material genético
Comunidad Mapuche,
Sur de Chile
Adaptación
Selección
Variedades registradas
Accesiones = variedades
campesinas
Capacidad de adaptación
-
+
Necesidad de insumos
+
-
Homogeneidad
+
-
- (protección comercial )
+ (ATM)
Reproducción de semillas
Para que hacemos ensayos?
Adaptación versus Selección
Hoy día ≠ Después
3 illustrations d’application à mon
travail en cours



I- Systématiser l’analyse des résultats
d’expérimentations pour générer une base
de connaissance partagée
II- Imaginer des alternatives aux systèmes de
régulations actuels sur les semences
III- Faciliter les échanges d’expériences et la
co-construction d’un futur à l’expansion
mondiale du quinoa
27
EUCARPIA INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON PROTEIN CROPS
V Meeting AEL [V JORNADAS DE LA AEL]
Pontevedra, Spain. 4-7 May 2015
1
WORLDWIDE EVALUATIONS OF QUINOA
Preliminary results from 10 countries through FAO projects post IYQ
Didier BAZILE*, Cataldo PULVENTO, Alexis VERNIAU, Muhammad DOST, Mohammad
AL-NUSAIRI, Djibi BA, Joelle BREIDY, Layth HASSAN, Ibrahim MAAROUF, Omurbek
MAMBETOV, Munira OTAMBEKOVA, Niaz Ali SEPHAVAND, Amr SHAMS, Djamel SOUICI ,
Hafiz MUMINJANOV and Wilson HUGO
* CIRAD Visiting Expert in the area of NUS and In situ conservation
Seeds and Plant Genetic Resources – AGPMG- FAO-HQ
[email protected]
28
Material:
trials location in 10 countries / 27 study sites
29
Material:
trials location in 10 countries / 27 study sites
30
t/ha
Results: Analysis by study sites
Average yield 1.09 t.ha-1
(N= 19 study sites)
study sites
31
t/ha
Results: Analysis by varieties
Average yield 1.07 t.ha-1
(N= 21 genotypes)
varieties
32
Nb./class
Results: Yields’ distribution by varieties
33
Results: Occurrences of varieties performances
across study sites
Number of times each variety appeared upper than
the average of the different study sites (Nb)
Nb pondered by the number of sowing
34
Discussion

No link between altitude and rainfall in our study sites
 it’s not the case in Andean areas

None of the sites can match perfectly with one of the
ecotypes of the original areas because of the characteristics
(altitude/latitude/rainfall) are different.

The best adapted ecotype for our sites seems to be the
Coastal ecotype in term of latitude even if the best tolerance
to drought is found in the Salar and Highland ecotypes.
35
Development of a worldwide consortium on
evolutionary participatory breeding in quinoa
II
EUCARPIA International Symposium on Protein Crops V
Pontevedra, Spain
May 4-7, 2015
Murphy K, Bazile D, Goldringer I, Rahmanian M
How do you breed for
farmer’s needs?
Involve a large number of farmers
throughout the selection process
Heterogeneity across
environments
Decentralized Selection
Breeding Populations
Co-development in 2014/2015 of F2, F4 & F5
populations growing in Washington, Idaho and
Oregon and available to be tested everywhere
Hermaphrodite flower: typically found on terminal position of flower
cluster; contain a single pistil usually surrounded by 5 anthers
Female flower is shown with sepals removed
Inflorescence color was used as a dominant morphological marker in a cross between
Temuco (female, left) and Bio-bio (male, center). F1 (right) exhibit the dominant pink
inflorescence color, as well as leaf morphology intermediate to both parents
Quinoa in Malawi
III
Réseau Collaboratif
http://site-coop.net/quinoa-network/
Dyamique d’échanges multi-acteurs
et multi-échelles.
Conclusion
Une nouvelle production commerciale de quinoa est
attendue sous peu des pays extérieurs à la région andine.
 La recherche a un pouvoir/rôle important dans le
développement mondial de quinoa au travers de
collaborations internationales.
 Plus d'éthique est nécessaire pour réguler le flux des
ressources phytogénétiques.
 Bien définir collectivement ce que nous voulons protéger: les
droits des agriculteurs à ressemer leurs variétés, les
obtenteurs ou les intérêts des pays, etc.

44
Merci
pour
votre
attention
Contactos:
[email protected] & [email protected]
45