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Cómo las variedades de plantas híbridas podrían abordar los desafíos de la seguridad alimentaria y el cambio climático


Los cultivos agrícolas y hortícolas híbridos pueden desempeñar un papel importante en el apoyo a la seguridad alimentaria mundial. 



Producen mayores rendimientos y, a menudo, son más resistentes que las variedades no híbridas a las enfermedades y al estrés climático. Pero para muchos cultivos, no hay variedades híbridas disponibles. ¿Porqué es eso?

El maíz es un cultivo muy importante a nivel mundial, y el uso de variedades híbridas es rutinario. El primer tipo se introdujo ya en 1930. Pero eso no ha sucedido con otros cultivos importantes como el trigo y la mandioca. Ahora, por primera vez, se ha realizado un estudio exhaustivo de todos los factores que determinan si los fitomejoradores comerciales pueden crear una variedad híbrida. A veces hay desafíos biológicos. A menudo, los factores económicos entran en juego.

Es una encuesta excepcionalmente completa, publicada en la revista Nature Plants . Los autores del artículo están asociados con la compañía de mejoramiento de papas híbridas Solynta y la Universidad e Investigación de Wageningen. La autora principal es Emily ter Steeg, Ph.D. candidato en economía del desarrollo.

Generación de líneas endogámicas

Una variedad híbrida es «un descendiente de dos plantas parentales que se complementan perfectamente. El híbrido luego combina las mejores cualidades de los padres», dice ter Steeg. Pero para generar padres adecuados, debe asegurarse de que sean genéticamente lo más uniformes posible (homocigotos). Puede hacer esto cruzando a los padres consigo mismos, un proceso llamado «autofecundación» o «consanguinidad». «Desarrollar líneas parentales sólidas lleva tiempo y cuesta dinero. Por lo tanto, el fitomejorador debe estar seguro de obtener un retorno de esta inversión», dice ter Steeg.

Hay muchos obstáculos que superar. En primer lugar, debe ser biológicamente posible producir esas líneas parentales homocigóticas. Una planta que se poliniza a sí misma es ideal, mientras que es mucho más difícil para las plantas que siempre se polinizan de forma cruzada con otra planta. Además, algunos cultivos también tienen múltiples conjuntos de cromosomas, lo que hace que sea aún más difícil, o casi imposible, producir líneas parentales endogámicas.

La papa cultivada en nuestros campos, por ejemplo, tiene cuatro juegos de cromosomas con material hereditario. Esa es una razón importante por la que ha habido tan pocos intentos de generar líneas puras. Hace que el cultivo de patatas sea especialmente difícil, y por eso todavía tenemos variedades antiguas como Bintje o Russet Burbank.

Pero estamos progresando. De hecho, también hay papas diploides que tienen un solo conjunto de genes. Estas variedades no admitían la endogamia. Pero los científicos de Solynta y Wageningen University & Research recientemente lograron sortear ese obstáculo. El gen Sli es la clave para eso. Ahora el camino está despejado para desarrollar papas a partir de semillas híbridas en lugar de tubérculos.

Impulsores económicos

«Con el trigo, hay otro tema a considerar. El trigo produce relativamente pocas semillas por polinización y, hasta ahora, el valor agregado de las variedades híbridas es limitado. También es un mercado segmentado. Es por eso que desarrollar trigo híbrido aún no es rentable para los fitomejoradores. «, dice ter Steeg.

Los científicos investigaron los impulsores económicos para desarrollar una variedad híbrida. Por un lado está el costo del proceso de desarrollo y por otro lado están los ingresos anticipados. Ambos juegan un papel importante. «Los mercados grandes o los mercados con alto valor agregado son más rentables para los fitomejoradores. Por eso se ven variedades híbridas de los principales cultivos mundiales y vegetales importantes, pero menos para los pequeños cultivos locales. Además, el precio de mercado de los productos cosechados determina cuánto el productor está dispuesto a invertir en semillas. Por lo tanto, los precios de mercado para los productores influyen en los precios de las semillas y en los ingresos de los fitomejoradores».

Esfuerzo conjunto

Se necesitan con urgencia cultivos robustos y de alto rendimiento para hacer frente a los desafíos de la seguridad alimentaria mundial y el cambio climático. «Pero hay una falta de progreso en el mejoramiento de algunos cultivos básicos, que son importantes para la seguridad alimentaria. Esto se aplica a la yuca, la caña de azúcar y las batatas , pero también a las frutas y hortalizas de hoja tradicionales. Si queremos mejorar y garantizar el acceso a alimentos nutritivos en los países más pobres , también es importante avanzar en cultivos comercialmente menos atractivos», dice ter Steeg.

Los autores del artículo de Nature Plants recomiendan asociaciones público-privadas en los casos en que los fitomejoradores no pueden ver un caso comercial inmediato. «Ejemplos de este enfoque son el programa nacional ‘Topsectorenonderzoek’ (Top Sector Research) y su predecesor ‘Technologisch Top Instituut Groene Genetica’ (Technological Top Institute Green Genetics). Por ejemplo, se han suministrado muchos genotipos (productos semiacabados) en pimientos y tomates, entre otros, que luego fueron utilizados por empresas de mejoramiento para desarrollar nuevas variedades resistentes a enfermedades».


Más información: Emily MS ter Steeg et al, Factores cruciales para la viabilidad de la reproducción híbrida comercial en cultivos alimentarios, Nature Plants (2022). DOI: 10.1038/s41477-022-01142-w




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