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La genómica a gran escala mejorará el rendimiento, la resiliencia climática y la calidad del trigo harinero

Científicos identificaron nuevas regiones cromosómicas significativas para el rendimiento del trigo y la resistencia a las enfermedades, lo que acelerará los esfuerzos de mejoramiento a nivel global.

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Bread wheat improvement using genomic tools will be critical to accelerate genetic gains in the crop's yield, disease resistance, and climate resilience. (Photo: Apollo Habtamu/CIMMYT)
La mejora del trigo harinero haciendo uso de herramientas genómicas será fundamental para acelerar las ganancias genéticas en el rendimiento del cultivo, la resistencia a las enfermedades y la resiliencia al clima. (Foto: Apollo Habtamu/CIMMYT)

Utilizando el mapa completo del genoma del trigo publicado en 2018, combinado con datos de pruebas de campo de líneas de mejoramiento de trigo en varios países, un equipo internacional de científicos ha identificado nuevas regiones cromosómicas significativas para el rendimiento del trigo y la resiliencia a las enfermedades y ha creado una colección de información genética de libre acceso y marcadores para más de 40 000 líneas de trigo.

Reportado hoy en Nature Genetics, los resultados acelerarán los esfuerzos mundiales para producir variedades de trigo harinero más productivas y resistentes al clima, un cultivo crítico para la seguridad alimentaria mundial que se ve amenazado por el aumento de las temperaturas, los hongos patógenos que evolucionan rápidamente y sequías más frecuentes, según Philomin Juliana, científica de trigo en el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) y autora principal del nuevo estudio.

“Este trabajo se conecta directamente con el mapa de referencia del genoma del trigo; con líneas de trigo y datos de campo extensos pertenecientes a la red mundial de mejoramiento de trigo del CIMMYT”, dijo Juliana. “Esa red, a su vez, se vincula con más de 200 programas de mejoramiento y centros de investigación en todo el mundo y contribuye al rendimiento y otros rasgos clave en variedades sembradas en casi la mitad de las tierras de trigo del mundo”.

Como alimento básico para más de 2.500 millones de personas, el trigo proporciona el 20% de las calorías y proteínas de la dieta humana en todo el mundo y es fundamental para la nutrición y la seguridad alimentaria de cientos de millones de personas de escasos recursos en regiones como el norte de África y el sur de Asia.

“Hoy en día, los agricultores y las sociedades enfrentan nuevos desafíos para alimentar a las poblaciones en rápido crecimiento y urbanización, y el trigo personifica los problemas”, dijo Ravi Singh, mejorador de trigo del CIMMYT y autor correspondiente del estudio. “Las temperaturas más altas están frenando los rendimientos en las principales áreas de cultivo de trigo, los fenómenos meteorológicos extremos son comunes, las enfermedades de los cultivos se están extendiendo y se vuelven más virulentas, y el suelo y el agua se están agotando”.

Juliana dijo que los resultados del estudio ayudan a abrir el camino para aplicar la selección genómica en un mejoramiento de trigo más eficiente, un enfoque que ha transformado la cría de vacas lecheras.

“Los marcadores moleculares son cada vez más baratos de usar; sin embargo, es muy costoso hacer pruebas de campo y seleccionar a miles de plantas de trigo durante generaciones sucesivas”, dijo Juliana. “La selección basada en marcadores de todo el genoma puede ayudar a los mejoradores a identificar con precisión las líneas buenas en las primeras generaciones de mejoramiento y a probar las plántulas en invernaderos, complementando y simplificando así las pruebas de campo”.

El nuevo estudio encontró que la selección genómica podría ser particularmente efectiva en el mejoramiento para la calidad del uso final del trigo y para la resistencia a la enfermedad de la roya, cuyo patógeno causal ha evolucionado y se propaga en forma de nuevas razas altamente virulentas.

El nuevo estudio también documenta la efectividad de los esfuerzos de mejoramiento público global del CIMMYT y sus socios, y muestra que las variedades mejoradas de trigo de este trabajo han acumulado múltiples variantes genéticas que favorecen mayores rendimientos, según Hans-Joachim Braun, director del Programa Global de Trigo del CIMMYT.

“Esta colaboración internacional, que es el programa de mejoramiento de trigo financiado con fondos públicos más grande del mundo, beneficia a los agricultores de todo el mundo y ofrece líneas de trigo de alta calidad que se lanzan directamente para los agricultores en países como Afganistán, donde no pueden tener operar un programa de mejoramiento de trigo en regla”, explicó Braun.

Se espera que los resultados del estudio respalden el descubrimiento de genes en el futuro, el mejoramiento molecular y la edición de genes en el trigo, dijo Braun.

Junto con sistemas de cultivo más eficientes en recursos, las variedades de trigo de alto rendimiento y resilientes al clima constituirán un componente clave en la intensificación sustentable de la producción de alimentos descrita en la Estrategia 3 de las recientes recomendaciones de la Comisión EAT-Lancet para transformar el sistema alimentario mundial. La genómica a gran escala desempeñará un papel clave en el desarrollo de estas variedades y en adelantarse a las amenazas a la seguridad alimentaria relacionadas con el clima y las enfermedades.

Los patrocinadores de este trabajo incluyen al Laboratorio de Innovación de Genómica del Trigo de la USAID. Al contribuir a la investigación descrita se encuentran los equipos de investigación dedicados a la mejora del trigo en el CIMMYT, y el laboratorio de Jesse Poland, profesor asociado en la Universidad Estatal de Kansas y director del Laboratorio de Innovación de Genómica del Trigo de la USAID.

Para obtener más información o agendar entrevistas con los investigadores, comuníquese con:

Marcia MacNeil, Gerente de Comunicación para WHEAT, CIMMYT
M.MacNeil@cgiar.org, +52 (55) 5804 2004, ext. 2070