Sólo desde el año 2000, el cultivo de variedades de trigo resistentes a las enfermedades ha evitado el uso de mil millones de litros de fungicidas.
Los parientes silvestres de cultivos que han sobrevivido a un clima cambiante durante millones de años podrían ser una solución para adaptar el trigo, el cultivo más común de la humanidad, al cambio climático y a nuevas enfermedades y plagas.
Dos nuevos estudios del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) muestran cómo aprovechar la diversidad genética antigua podría revolucionar el mejoramiento del trigo y garantizar la seguridad alimentaria mundial.
A medida que el clima se vuelve cada vez más impredecible y extremo, el trigo, que proporciona el 20% de las calorías y proteínas del mundo y es un alimento básico para 1.500 millones de personas en el Sur Global, enfrenta amenazas sin precedentes. Entre ellos se incluyen olas de calor, retrasos en las lluvias, inundaciones y nuevas plagas y enfermedades.
“Estamos en un momento crítico. Nuestras estrategias de reproducción actuales nos han resultado muy útiles, pero ahora deben abordar los mayores desafíos que plantea el cambio climático”, afirma el Dr. Matthew Reynolds, coautor de ambos estudios.
Las investigaciones apuntan a una enorme reserva, en gran parte sin explotar, de casi 800.000 muestras de semillas de trigo almacenadas en 155 bancos de genes en todo el mundo. Estos incluyen parientes silvestres y variedades antiguas criadas por agricultores que han resistido diversas tensiones ambientales durante miles de años. Aunque sólo una parte de esta diversidad genética ha sido explotada en el mejoramiento genético moderno, ya ha aportado importantes beneficios.
Un estudio, una revisión publicada en Global Change Biology (GCB), documenta la enorme influencia de los rasgos de los parientes silvestres, incluso en la sostenibilidad ecológica. Dice que el cultivo de variedades de trigo resistentes a las enfermedades ha evitado el uso de aproximadamente mil millones de litros de fungicidas sólo desde el año 2000.
“Sin la transferencia de genes de resistencia a enfermedades de los parientes silvestres del trigo, el uso de fungicidas fácilmente se duplicaría, con riesgos tanto para la salud humana como para el medio ambiente”, dice la Dra. Susanne Dreisigacker, mejoradora molecular del CIMMYT y coautora de la revisión.
Compartir nuevas líneas de mejoramiento de trigo a través de la Red Internacional de Mejoramiento de Trigo liderada por el CIMMYT, que incluye cientos de socios y sitios de prueba en todo el mundo, aumenta la productividad de 11 mil millones de dólares adicionales en granos cada año, al tiempo que protege millones de hectáreas de bosques y otros recursos naturales. ecosistemas del arado.
La revisión destaca otros avances importantes en el uso de parientes silvestres del trigo, que incluyen:
Algunas líneas de trigo experimentales que incorporan rasgos silvestres muestran un 20% más de crecimiento en condiciones de calor y sequía en comparación con las variedades modernas.
Genes de un pariente silvestre del trigo han creado el primer cultivo que puede interactuar con los microbios del suelo, reduciendo la producción de óxido nitroso -un poderoso gas de efecto invernadero- y permitiendo que las plantas utilicen el nitrógeno de manera más eficiente.
En Afganistán, Egipto y Pakistán se han desarrollado nuevas variedades de alto rendimiento utilizando genes silvestres y se han liberado porque son más resistentes al calentamiento climático.
“La creación de la primera interacción beneficiosa con el microbioma del suelo (en este caso, la inhibición biológica de la nitrificación o BNI-trigo) es un logro histórico para el CIMMYT y JIRCAS, ya que abre toda una gama de nuevas oportunidades para mejorar la sostenibilidad de los sistemas agrícolas y reducir los impactos ambientales”, dice Victor Kommerell, coautor de la revisión del GCB y director de CropSustaiN, una nueva iniciativa de investigación para determinar el potencial global del trigo BNI para mitigar el cambio climático y promover la seguridad alimentaria.
Un segundo artículo publicado en Nature Climate Change demuestra la urgente necesidad de ampliar la investigación y el uso de la diversidad genética para mejorar la resiliencia al cambio climático.
Los rasgos necesarios incluyen sistemas de raíces más profundos y extensos para un mejor acceso al agua y a los nutrientes; la fotosíntesis, que funciona bien en un rango más amplio de temperaturas; mejor resistencia al calor en los procesos reproductivos; mayor capacidad de supervivencia durante retrasos por lluvia o inundaciones temporales.
“Para aprovechar los complejos rasgos de resiliencia climática que se necesitan con tanta urgencia hoy en día, se necesita tanto el acceso a una mayor diversidad genética como un cambio de paradigma en los enfoques de mejoramiento”, explica la coautora de la revisión del GCB, la Dra. Julie King de la Universidad de Nottingham.
El mejoramiento de cultivos moderno se centra en un grupo relativamente reducido de “atletas estrella”: variedades de cultivos de élite que ya están funcionando bien y tienen una genética conocida y predecible. En contraste, la diversidad genética de los parientes silvestres del trigo ofrece rasgos complejos de resistencia al clima, pero su uso ha requerido más mano de obra, es más costoso y más riesgoso que los enfoques tradicionales de mejoramiento con variedades de élite. Ahora las nuevas tecnologías han cambiado esta ecuación.
“Tenemos las herramientas para explorar rápidamente la diversidad genética que antes no estaba disponible para los fitomejoradores”, explica el Dr. Benjamin Kilian, coautor de la revisión y coordinador del proyecto Biodiversidad para la Oportunidad, los Medios de Vida y el Desarrollo (BOLD) del Crop Trust, que apoya conservación y explotación de la diversidad de cultivos en todo el mundo.
Estas herramientas incluyen secuenciación genética de próxima generación, análisis de big data y tecnologías de teledetección, incluidas imágenes satelitales. Esto último permite a los investigadores monitorear periódicamente rasgos como la tasa de crecimiento de las plantas o la resistencia a enfermedades en un número ilimitado de sitios en todo el mundo.
Sin embargo, para aprovechar todo el potencial de estos recursos genéticos será necesaria una cooperación mundial. “Los impactos más significativos se lograrán mediante la difusión generalizada de tecnologías y recursos genéticos”, afirma el Dr. Kilian.
Las nuevas tecnologías están permitiendo a los mejoradores de cultivos identificar y transferir con precisión rasgos beneficiosos de sus parientes silvestres, convirtiendo lo que se consideraba un proceso arriesgado y laborioso en una estrategia específica y eficaz para proteger los cultivos del cambio climático.
“La tecnología satelital está convirtiendo el planeta en un laboratorio. Combinado con la inteligencia artificial para acelerar el modelado de mejoramiento de cultivos, podemos encontrar soluciones completamente nuevas para la resiliencia climática”, afirma el Dr. Reynolds.
Esta investigación, que también se aplica a cualquier cultivo con parientes silvestres supervivientes, promete mejorar la seguridad alimentaria mundial y hacer que los sistemas agrícolas sean más sostenibles desde el punto de vista medioambiental. El desarrollo de variedades de trigo más sostenibles y eficientes ayudará a alimentar a la población mundial y al mismo tiempo reducirá el impacto ambiental de la agricultura.
Fuente y foto: CIMMYT.
