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Alianza global del CIMMYT lucha contra la mutaci贸n de la roya del trigo

La estaci贸n de investigaci贸n de Kenia ofrece una plataforma de ciencia de trigo 煤nica con impacto global.

La roya se produce principalmente en condiciones c谩lidas y h煤medas, y es una seria amenaza bi贸tica para el trigo que puede destruir las plantas sanas en un par de semanas antes de la cosecha, lo que genera enormes p茅rdidas de rendimiento para los agricultores. Junto con la roya de la hoja y la roya estriada, es una de las enfermedades f煤ngicas del trigo m谩s amenazantes del mundo, temida por los agricultores durante siglos.

Hace dos d茅cadas, en Uganda, se identific贸 una virulenta raza de roya conocida como Ug99. La cual continu贸 causando grandes epidemias en Kenia en 2002 y 2004. La enfermedad contin煤a evolucionando y emergiendo en nuevas razas. Ug99 y sus variantes se han extendido desde las tierras altas del este de 脕frica hasta Sud谩frica, Yemen e Ir谩n, amenazando la seguridad alimentaria regional.

Para combatir este pat贸geno, el Centro Internacional de Mejoramiento de Ma铆z y Trigo (CIMMYT) y la Universidad de Cornell establecieron la Plataforma Internacional de Fenotipificaci贸n de la Roya en Njoro, Condado de Nakuru, Kenia, en colaboraci贸n con la Organizaci贸n de Investigaci贸n Agr铆cola y Ganadera de Kenia (KALRO por sus siglas en ingl茅s) a trav茅s del Proyecto de Resistencia Duradera al 脫xido en Trigo (DRRW por sus siglas en ingl茅s) en 2008.

Plantas de trigo resistentes a la roya (izquierda) y susceptibles (derecha) en las instalaciones de fenotipado de la roya en Njoro, condado de Nakuru en Kenia. (Foto: Joshua Masinde/CIMMYT)

Durante la 煤ltima d茅cada, los mejoradores de trigo y los pat贸logos han trabajado en colaboraci贸n para mantenerse a la vanguardia sobre la roya de r谩pida evoluci贸n. Esta asociaci贸n ha dado como resultado el lanzamiento de m谩s de 150 l铆neas de trigo en todo el mundo, con resistencia a Ug99 y sus variantes. El desarrollo de estas variedades de alto rendimiento adecuadas para diversas agroecolog铆as ha sido posible con el apoyo de la Fundaci贸n Bill y Melinda Gates y el Departamento para el Desarrollo Internacional del Reino Unido (DFID por sus siglas en ingl茅s), inicialmente a trav茅s del Proyecto de Resistencia Duradera al 脫xido en Trigo (DRRW por sus siglas en ingl茅s), administrado por la Universidad de Cornell.

El fenotipado 鈥 el uso de la tecnolog铆a de pruebas de campo para identificar los rasgos deseados de la planta 鈥 es un componente central en la instalaci贸n. La instalaci贸n utiliza el sistema de mejoramiento alternado entre M茅xico y Kenia para evaluar y seleccionar r谩pidamente las l铆neas de trigo para la resistencia a la roya. Tambi茅n eval煤a el germoplasma de trigo de diferentes pa铆ses y las cruces de diversos parientes para identificar y caracterizar nuevas fuentes de resistencia a la roya.

Reacci贸n tard铆a

En la d茅cada de 1940, el ganador del Premio Nobel de la Paz, Norman Borlaug, comenz贸 a cultivar dos cultivos de trigo al a帽o en condiciones de crecimiento contrastantes, un proceso conocido como “mejoramiento alternado”.

Wheat plants infested with stem rust. (Photo: Joshua Masinde/CIMMYT)
Plantas de trigo infestadas con roya. (Foto: Joshua Masinde/CIMMYT)

Hoy en d铆a, un sistema de mejoramiento alternado entre Kenia y M茅xico permite a los mejoradores plantar en dos lugares para avanzar r谩pidamente en nuevas generaciones de plantas y exponer el trigo a diferentes tipos de estr茅s (abi贸tico y bi贸tico).

Las pruebas realizadas en la estaci贸n de investigaci贸n del CIMMYT en Obreg贸n, M茅xico, arrojan l铆neas de trigo adaptables a diferentes zonas agroecol贸gicas con resistencia a razas locales de roya de la hoja y el pat贸geno de la roya. Pruebas adicionales en Kenia aumentan la resistencia a la roya Ug99 y sus variantes. Esto permite que las instalaciones de Njoro proyecten y seleccionen aproximadamente de 1 500 a 2 000 poblaciones segregadoras de trigo en el transcurso de dos temporadas.

“A trav茅s del mejoramiento alternado entre M茅xico y Kenia, las pruebas continuas de germoplasma de trigo, el mejoramiento r谩pido y el uso de tecnolog铆as modernas de marcadores para la selecci贸n gen贸mica, innovamos continuamente para desarrollar l铆neas de trigo mejoradas con un paquete de caracter铆sticas deseadas en un per铆odo de tiempo mucho m谩s corto.鈥 Explic贸 Mandeep Randhawa, mejorador de trigo del CIMMYT y pat贸logo de la roya del trigo.

Los cient铆ficos en la instalaci贸n eval煤an alrededor de 10 000 l铆neas de ensayos de rendimiento para la resistencia a la roya durante dos temporadas. Las l铆neas de mejor desempe帽o se someten a un segundo a帽o de pruebas de rendimiento en cinco ambientes diferentes en Obreg贸n: riego completo, sequ铆a, cama plana, cama elevada y estr茅s por calor. Posteriormente, los mejoradores seleccionan y compilan l铆neas de alto rendimiento y las distribuyen como viveros internacionales a socios nacionales con la ayuda del banco de germoplasma del CIMMYT.

La instalaci贸n de diagn贸stico de Njoro tiene capacidad para probar 50 000 l铆neas de trigo en un a帽o. Alrededor de 20 pa铆ses env铆an su germoplasma a la instalaci贸n para la evaluaci贸n de la roya. Alrededor de 600 000 l铆neas de trigo han sido evaluadas en Njoro durante los 煤ltimos 10 a帽os.

El desaf铆o crucial para los mejoradores es combinar todos los rasgos deseables en l铆neas individuales en un per铆odo m谩s corto: cinco a帽os en lugar de diez. Esos esfuerzos de mejoramiento tan complejos requieren un apoyo sostenido y cooperaci贸n internacional para desarrollar l铆neas de alto rendimiento resistentes al estr茅s adecuadas para diversas agroecolog铆as.

El lugar d贸nde los investigadores vienen a aprender

Las instalaciones de Njoro desempe帽an un importante papel en el desarrollo de capacidades para los cient铆ficos asociados y los estudiantes de maestr铆a y doctorado. Cada a帽o, entre 20 y 25 cient铆ficos de carrera temprana de todo el mundo reciben capacitaci贸n sobre c贸mo lidiar con posibles nuevas epidemias.

En la 煤ltima d茅cada, el CIMMYT ha capacitado a m谩s de 200 cient铆ficos en programas nacionales de investigaci贸n.

“Adem谩s de impartir conocimientos sobre nuevas t茅cnicas en mejoramiento de trigo y gen茅tica”, dijo Mandeep, “normalmente utilizamos esas oportunidades para capacitar a los cient铆ficos en la evaluaci贸n de germoplasma para la resistencia a la roya y la estandarizaci贸n de toma de notas sobre la misma.

鈥淐on tal asociaci贸n, es m谩s f谩cil y m谩s rentable capacitar a nuestros investigadores locales de trigo en lugar de enviarlos a M茅xico. Hemos tenido un buen n煤mero de j贸venes cient铆ficos capacitados en esta instalaci贸n como resultado de esta valiosa asociaci贸n con el CIMMYT”, dijo Ruth Wanyera, investigadora principal de KALRO.

Fortalecer los programas nacionales los prepara de una mejor manera para poner en uso l铆neas mejoradas en el campo 鈥 un mandato clave del CIMMYT, el cual se cumple a trav茅s de las instalaciones de Njoro.

El personal de KALRO selecciona y marca plantas de trigo prometedoras con resistencia a la enfermedad de la roya en la instalaci贸n de fenotipado de roya en Njoro. (Foto: Joshua Masinde/CIMMYT)