Aprovechando sus más de 40 años de colaboración en modelado y fisiología de cultivos, el CIMMYT y la Organización para la Investigación Industrial y Científica de la Mancomunidad (CSIRO) de Australia organizaron un taller de dos días, durante el cual dieron pasos críticos hacia la creación de un marco común que abarcará técnicas de fenotipeado en campo, interoperabilidad de datos e intercambio de experiencias.
El taller, celebrado en El Batán el 12 y 13 de junio de 2017 con la participación de 23 científicos de ambas organizaciones, surgió en parte a raíz de la visita que ejecutivos de Agricultura y Alimentación de CSIRO hicieron al CIMMYT en 2016 y se concentró en el trigo, según Matthew Reynolds, fisiólogo de trigo y científico distinguido del CIMMYT.
“Aprovechando nuestras respectivas especialidades, creamos los conceptos básicos para establecer varias colaboraciones en fisiología y fitotecnia, a los que daremos seguimiento dentro de los proyectos en curso y al buscar financiamiento nuevo”, dijo Reynolds, e indicó que harán lo siguiente:
- Comparar tecnologías para estimar las características importantes de los cultivos, entre ellas, GreenSeeker e imágenes hiperespectralaes, termometría IR, imágenes digitales y dispositivos LiDAR, y ensayar y validar la predicción de características fenotípicas utilizando imágenes de vehículos aéreos no tripulados (drones).
- Estudiar las principales diferencias entre la fotosíntesis de la espiga y la hoja, y los intentos por estandarizar el intercambio de gases en ambientes de campo y controlados.
Trabajar con los mejoradores para seleccionar líneas avanzadas con características fotosintéticas en los viveros de mejoramiento, incluyendo pruebas de concepto para vincular una mayor eficiencia fotosintética o un mejor comportamiento fotosintético con la acumulación de biomasa. - Validar/ensayar un modelo de simulación de trigo para determinar si hace uso eficiente de la radiación.
- Evaluar oportunidades para proporcionar una caracterización del ambiente de las plataformas de fenotipeado que incluya el mapeo sistemático del campo/del suelo que ayude a diseñar parcelas y esquemas de tratamiento, considerando bioensayos de las imágenes aéreas, así como características del suelo como pH, salinidad y otras.
- Evaluar la heredabilidad de la expresión fenotípica de los progenitores a sus progenies de mayor rendimiento, tanto en México como en Australia.
- Extraer, de las imágenes aéreas, nuevas características detectadas mediante la teledetección (por ejemplo, número de espigas por parcela), utilizando aprendizaje automático (machine learning, ML) de características que los mejoradores han calificado y utilizar ML para introducirlas en el algoritmo.
- Demostrar cómo utilizar el marco semántico de datos para identificar genotipos específicos para cruzas estratégicas, con base en los fenotipos.
- Intercambiar series de datos adecuados para probar la interoperabilidad de las herramientas existentes de manejo de datos, concentrándose en la aplicabilidad de la plataforma de Datos de Ontología Fenómica (PODD) para intercambiar, integrar y recuperar datos fenotípicos.
La historia compartida de las dos organizaciones en fisiología de trigo data de cuando Tony Fischer, posdoctorado, fue contratado en 1970 por el Dr. Norman E. Borlaug, antiguo investigador de trigo del CIMMYT y Premio Nobel de la Paz. Fischer, actualmente miembro honorario de CSIRO, fue director del Programa Global de Trigo del CIMMYT de 1989 a 1996, y cuando comenzaba su carrera, generó publicaciones importantes acerca de la fisiología del trigo basadas en datos de la investigación del CIMMYT. A principios de la década de los 90, Lloyd Evans, quien estableció el Fitotrón Canberra en CSIRO en los años 70, fue miembro del Consejo Directivo del CIMMYT. Scott Chapman, antiguo posdoctorado de maíz del CIMMYT, dejó el Centro para trabajar en CSIRO a mediados de los noventa, pero ha seguido colaborando con el Centro en el modelado de cultivos y teledetección. Con patrocinio del Centro Australiano de Investigación Agrícola Internacional (ACIAR) a finales de la década de los noventa, los científicos de CSIRO Richard Richards, Tony Condon, Greg Rebetzke y Graham Farquhar empezaron a realizar investigación conjunta con Reynolds y el mejorador de trigo del CIMMYT Martin van Ginkel sobre características de apertura estomática. Después de trabajar en CSIRO con Lynne McIntyre y Chapman, la científica Ky Matthews dirigió el grupo de Biometría del CIMMYT de 2011 a 2012, y colaboró con fisiólogos de trigo del CIMMYT en un proyecto único para mapear características fisiológicas complejas utilizando una población diseñada para tal propósito, Seri/Babax. Como parte del reciente interés en las características de la resiliencia al clima, Fernanda Dreccer de CSIRO está ayudando al CIMMYT a establecer el Consorcio de Mejoramiento de Resistencia del Trigo al Calor y la Sequía (HeDWIC), entre otras importantes colaboraciones.