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Cambiamos el ritmo del mejoramiento de maíz en África gracias a la tecnología de dobles haploides

October 5, 2015
Participants being taken through the doubled-haploid breeding process by the DH Facility Manager, Sotero Bumagat (extreme right). B. Wawa/CIMMYT

Sotero Bumagat (extrema derecha) explica a los participantes el proceso de mejoramiento de dobles haploides. B. Wawa/CIMMYT

Hay dos palabras que son sinónimas de mejoramiento basado en dobles haploides (DH): mejoramiento acelerado. Este fue el mensaje central para los 56 mejoradores de maíz de 10 países africanos que participaron en un taller de dos días organizado por el Programa Global de Maíz (PGM) en Nairobi, Kenia, el 23 y 24 de septiembre de 2015. Los mejoradores se beneficiaron del conocimiento y la experiencia de los instructores de instituciones públicas y privadas de Francia, Alemania y Estados Unidos, que han dedicado años a la investigación de la tecnología DH, que está cambiando el ritmo del mejoramiento de maíz.

Los instructores del taller fueron Tim Cupka (AgReliant Genetics, Estados Unidos), Thomas Lubberstedt (Universidad Estatal de Iowa, USA), Wolfgang Schipprack (Universidad de Hohenheim, Alemania), Dominic Marc y Regis Brassart (Limagrain, Francia) y B.M. Prasanna, Vijay Chaikam, Yoseph Beyene y Sotero Bumagat del CIMMYT.

La tecnología DH acorta el ciclo de mejoramiento de manera considerable porque hace posible un rápido desarrollo de líneas totalmente homocigotas (en 2 ó 3 generaciones), en comparación con el proceso convencional de desarrollo de líneas endogámicas que tarda por lo menos 7 u 8 generaciones para obtener líneas con 98-99% de homocigosis. Al describir la evolución de la tecnología DH en el mejoramiento de maíz, B.M. Prasanna, director del PGM y del Programa MAÍZ del CGIAR, recalcó: “Este es un considerable ahorro de tiempo, mano de obra y recursos importantes. Existe una gran oportunidad para los investigadores de maíz en África de modernizar sus programas de mejoramiento utilizando la tecnología DH junto con marcadores moleculares. Es particularmente importante aumentar los avances genéticos y al mismo tiempo hacer frente a una serie de factores adversos que limitan la producción de maíz en África subsahariana.”

Si bien la industria semillera comercial de todo el mundo se ha beneficiado considerablemente con el uso de esta tecnología, su adopción en las instituciones de los sistemas nacionales de investigación agrícola (SNIA) y las empresas semilleras pequeñas y medianas (PyMES) en África subsahariana (SSA) es considerablemente baja. Esto obedece a varias razones, y en particular a la falta de conocimientos del potencial de la tecnología DH.

Para buscar una solución a este problema, el CIMMYT en colaboración con la Organización Keniana de Investigación Agropecuaria (KALRO) estableció el centro de producción de maíz DH —el primer centro de este tipo en África subsahariana– en la estación experimental de Kiboko, Kenia, en septiembre de 2013. El centro ofrece servicio de producción de maíz DH a los SNIA y a las PyMES, una actividad para la cual reciben fondos de la Fundación Bill & Melinda Gates.

“El establecimiento y operación de un centro como éste requiere mucha competencia técnica y no es una tarea fácil”, enfatizó Prasanna. “Para nuestros SNIA y colaboradores de las PyMES es más práctico utilizar la infraestructura de Kiboko para generar líneas DH con diversas características genéticas mediante el servicio de producción de maíz DH que ofrece el CIMMYT, hacer selecciones eficaces y usar las líneas DH debidamente seleccionadas en los programas de mejoramiento de híbridos. El propósito del taller era que los investigadores conocieran las enormes oportunidades de integrar líneas DH en los programas de mejoramiento”.

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Se estima que cerca del 70-80% de los nuevos híbridos de maíz que producen actualmente las grandes trasnacionales semilleras, sobre todo en Norteamérica y Europa, contienen una o más líneas haploides dobles, y los híbridos de maíz basados en DH se siembran en alrededor de 40-50 millones de hectáreas en el mundo.

Tim Cupka, mejorador con vasta experiencia de AgReliant Genetics, Estados Unidos, resaltó que la tecnología DH cambió el mejoramiento en su organización. “En el mundo desarrollado se practica intensivamente el mejoramiento de maíz DH. Se puede crear mucho valor mediante esta tecnología no solo para los programas de mejoramiento de maíz de los sectores público y privado y las compañías semilleras de África, sino, a final de cuentas, para los agricultores”, señaló Cupka.

Para los agricultores y los mejoradores, el mayor valor es que la tecnología DH reduce la cantidad de tiempo (en un tercio) que se necesita para generar híbridos comerciales. “En lugar de los 12 años que tardábamos en generar un híbrido superior, ahora estamos generando nuevos híbridos en un periodo de 6 a 7 años, lo cual significa que podemos proporcionar genética superior a los agricultores ¡mucho más rápido que nunca! Esto es fundamental para fortalecer el sustento de millones de agricultores en todo el mundo. Éste es nuestro gran logro como mejoradores”, concluyó Cupka.

El Programa Global de Maíz en África ha integrado de manera eficaz las tecnologías DH y de marcadores moleculares en su línea de desarrollo de productos. Hasta ahora se han generado más de 92,000 líneas DH derivadas de las poblaciones biparentales del CIMMYT en el centro de producción de maíz DH en Kiboko y en la estación experimental del CIMMYT en Agua Fría, México. Además, en los últimos años, Monsanto y DuPont Pioneer han hecho grandes aportes para generar líneas DH en los materiales genéticos de maíz del CIMMYT adaptados a las condiciones de África por medio de los proyectos “Maíz que hace un uso más eficiente del agua” y “Maíz mejorado para los suelos de África”. “Hasta ahora, entre 2012 y 2015, el CIMMYT ha liberado 32 híbridos de maíz basados en DH en Kenia, Uganda, Tanzania y Sudáfrica. Estos híbridos mostraron excelente comportamiento en condiciones óptimas, bajo sequía y escasez de nitrógeno”, informó Yoseph Beyene, mejorador de maíz del CIMMYT con base en Nairobi, Kenia. Agregó también que recientemente identificaron cinco líneas que serán liberadas como líneas de maíz del CIMMYT.

Además, el CIMMYT seleccionó más de 5,000 líneas DH para obtener resistencia a la necrosis letal del maíz (MLN) bajo inoculación artificial en el centro de selección de MLN en Naivasha, Kenia; se identificaron líneas prometedoras con tolerancia a esa enfermedad. Por tanto, la tecnología DH constituye una poderosa herramienta para acelerar la generación de híbridos de maíz tolerantes a MLN para África subsahariana.

Los participantes del taller tuvieron la oportunidad de visitar el centro de producción de DH en Kiboko, condado de Makueni, Kenia, donde pudieron observar el proceso de mejoramiento de DH. La visita fue coordinada por Sotero Bumagat, administrador del centro de producción de DH, CIMMYT–Kenia. “Esta es una experiencia nueva y muy enriquecedora”, recalcó Lwanga Kasozi del Instituto de Investigación Agrícola de Tanzania. “Pude conocer y entender el mejoramiento basado en DH tanto en la teoría como en la práctica. Me gustaría que nuestra organización en Tanzania adoptara esta tecnología. Haré todo lo que esté a mi alcance para compartir esta experiencia y los conocimientos que adquirí”.

La Alianza por una Revolución Verde en África (AGRA) nominó a sus científicos para que asistieran al taller y, además, patrocinó la participación de nueve mejoradores de diferentes instituciones de SNIA en África subsahariana.


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