En busca de diversidad genética para luchar contra el cambio climático
Los programas nacionales de mejoramiento de trigo reciben un impulso gracias a una asociación internacional que moviliza la diversidad de los bancos de germoplasma para la resiliencia a las plagas y el clima
This story is also available in English: In search of genetic diversity to fight climate change
Las prácticas modernas de mejoramiento de cultivos han contribuido a garantizar el suministro de trigo en el mundo, pero la creciente amenaza de los patógenos y los factores de estrés ambiental podrían anular este logro. La diversidad genética adicional albergada en las colecciones de recursos genéticos ofrece a los científicos la posibilidad de adaptar los cultivos a estos desafíos.
En el marco del proyecto Seeds of Discovery (SeeD), el científico del CIMMYT Sukhwinder Singh dirigió una investigación sobre la introgresión directa de la diversidad no aprovechada en líneas de trigo de élite en la que participaron 15 institutos internacionales de 8 países para estudiar cómo puede hacerse.
Movilización de los bancos de germoplasma
Los bancos de germoplasma son una pieza crucial del rompecabezas. Según Singh, los bancos de germoplasma guardan muchas accesiones diversas de variedades locales de trigo y especies silvestres con rasgos beneficiosos, pero hasta hace poco nunca se había explorado toda la amplitud de la diversidad y miles de accesiones han estado “guardadas en los estantes”.
A partir de las investigaciones realizadas en el marco del proyecto SeeD, que caracterizó genéticamente casi 80.000 muestras de trigo de los bancos de semillas del CIMMYT y el Centro Internacional de Investigación Agrícola en Zonas Áridas (ICARDA, por sus siglás en inglés), Singh y sus colegas recopilaron datos amplios y detallados sobre la diversidad en los bancos de germoplasma, y desarrollaron una forma más rápida de ponerlos al servicio del desarrollo de variedades.
La investigación se centra en los rasgos beneficiosos de estas accesiones mediante el mapeo del genoma, y los transmite a los programas de mejoramiento de todo el mundo.
En primer lugar, el equipo llevó a cabo un amplio metaestudio de los recursos genéticos de las accesiones de trigo silvestre conservadas en los bancos de germoplasma, para crear un catálogo de rasgos mejorados e identificar un subconjunto de accesiones diversas. Posteriormente, desarrollaron un método de cruce estratégico entre 366 accesiones del banco de germoplasma y las mejores variedades de élite históricas para reducir el tiempo entre la introducción original y el despliegue de una variedad mejorada.
Una carrera contra el tiempo
La introducción de genes beneficiosos procedentes de los recursos genéticos en los cultivares de élite exige importantes recursos, como tiempo y dinero, que los programas nacionales no siempre tienen en abundancia.
“El cultivo de trigo desde una perspectiva nacional es una carrera contra los patógenos y otras amenazas abióticas”, dijo Deepmala Sehgal, genetista de trigo del CIMMYT.
Los resultados de la investigación del CIMMYT ayudan a facilitar esta carga. Los programas nacionales de fitomejoramiento, como los de la India, Kenia, México y Pakistán, utilizan actualmente una amplia gama de nuevo germoplasma, resultante de los cruces de accesiones del banco de germoplasma con variedades de élite realizadas a través del proyecto SeeD, para realizar nuevos cruces o evaluar el germoplasma en ensayos de rendimiento en sus propios entornos. En general, los programas nacionales de mejora genética han adoptado 95 líneas para sus programas de mejoramiento dirigidos y 7 líneas están siendo sometidas a ensayos varietales. Las líneas desarrolladas en México mostraron una mayor resistencia al estrés abiótico. En Pakistán, las líneas mostraron una mayor resistencia a las enfermedades; y en la India, muchas líneas forman ahora parte del sistema nacional de liberación de cultivares.
La colaboración internacional entra en acción
En el CIMMYT, muchas de las líneas desarrolladas que llevan agrupaciones de variantes genéticas, conocidas como haplotipos, se están utilizando en líneas de rasgos para introducir estas nuevas regiones genómicas en líneas de élite avanzadas. Los investigadores del CIMMYT están colaborando con fisiólogos para diseccionar cualquier mecanismo fisiológico subyacente asociado a los hallazgos del equipo de investigación.
“Mediante el análisis basado en haplotipos en el germoplasma de premejoramiento, identificamos huellas de genomas exóticos en el trigo harinero, y se están realizando esfuerzos para movilizar los resultados de la investigación en los conductos de mejoramiento”, dijo Sehgal. “Este trabajo también ha aportado líneas de premejoramiento a los conductos de rasgos dentro de los programas nacionales de mejoramiento”.
Las colaboraciones internacionales desempeñan un papel crucial en la conservación de la diversidad de los cultivos, la obtención de productos de éxito y el intercambio de nuevos métodos y conocimientos.
Este trabajo no habría sido posible sin el apoyo del Gobierno de México, a través del proyecto MasAgro Biodiversidad, del Programa de Investigación de Trigo del CGIAR (WHEAT), y del Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas (BBSRC, por sus siglas en inglés) del Reino Unido, que proporcionó la financiación necesaria para la realización de extensos ensayos en múltiples lugares.