Los investigadores ya han identificado líneas genéticas prometedoras de soja para optimizar esta característica. Las plantas de soja necesitan minerales para un crecimiento y desarrollo saludables. Nutrientes como el aluminio, el boro, el cobre, el hierro, el magnesio, el manganeso, el silicio y el zinc ayudan a las plantas a afrontar todo tipo de estrés, desde la presión de las enfermedades hasta el clima.
La soja varía considerablemente en su capacidad para absorber, transportar y almacenar minerales como el aluminio, el hierro y el silicio, según una investigación de la Universidad Tecnológica de Texas (Estados Unidos). Identificar marcadores genéticos asociados con una mejor absorción de ciertos minerales ayuda a los cultivadores de soja a desarrollar variedades más adecuadas para tipos de suelo específicos.
“Los minerales desequilibrados o tóxicos afectan el crecimiento y desarrollo de las plantas”, afirma Gunwant Patil, profesor asociado del Instituto de Genómica de Tolerancia al Estrés Abiótico de Cultivos de la Universidad Tecnológica de Texas. Estudia la variación genética en la absorción de nutrientes minerales por parte de la soja como parte del Programa de Investigación de la Soja del Sur, un programa de investigación colaborativo con productores de soja de Alabama, Kentucky, Carolina del Norte, Tennessee y Texas.
La genética de la soja está adaptada para utilizar diversos nutrientes clave en diferentes entornos. La identificación del germoplasma y los factores genéticos asociados con la utilización de minerales específicos permite el desarrollo de soja con una mayor eficiencia en el uso de nutrientes y ayuda a los fitomejoradores a seleccionar genotipos adaptados a tipos de suelo específicos, afirma el científico.
Cuando el proyecto comenzó en 2021, Patil y su equipo seleccionaron 220 líneas genéticas de soja de una base de datos de germoplasma. Cultivaron estas líneas en un invernadero, proporcionando cantidades conocidas de nueve minerales esenciales. En la etapa de crecimiento V3 o V4, su equipo tomó muestras de tejido de hojas, tallos y raíces para analizar cómo cada muestra de soja absorbía y distribuía diversos minerales en la planta.
“Encontramos diferencias significativas en cómo la soja absorbió los minerales del suelo e identificamos líneas con alta absorción de los minerales que estudiamos”, afirma el investigador.
Tras la evaluación en invernadero, Patil seleccionó 25 líneas de soja con alta concentración de minerales y 25 líneas con baja concentración de minerales para realizar pruebas de campo. Además de plantar estas variedades en la Estación de Investigación de Texas Tech en Lubbock, colaboró con investigadores de Carolina del Sur para plantarlas en una estación de investigación en Aiken, Carolina del Sur. Ambas ubicaciones presentaban tipos de suelo y niveles de nutrientes minerales muy diferentes.
Observamos tendencias similares en la composición de nutrientes tanto en ensayos de invernadero como de campo. Esto nos impulsó a analizar más de cerca la genética de las variedades con alta acumulación de nutrientes, afirma Patil.
Por ejemplo, en regiones donde la clorosis por deficiencia de hierro es un problema, los criadores pueden seleccionar variedades de soja que puedan absorber, transportar y utilizar de manera más eficiente el hierro biodisponible del suelo.
Los recursos genéticos y genómicos de la soja están disponibles públicamente, lo que permitió a Patil y a su equipo realizar un mapeo de asociaciones en el germoplasma de soja. Este proceso ayudó a identificar nuevas regiones genómicas asociadas con nutrientes minerales.
Los científicos identificaron un locus de rasgos cuantitativos, o QTL, para la absorción de aluminio, hierro, manganeso y silicio. En otras palabras, encontraron regiones en genes específicos de la soja asociadas con una mayor absorción de un mineral determinado.
“Esta información permite a los cultivadores de soja utilizar marcadores genéticos para identificar la genética que promueve una alta absorción de minerales”, explica Patil.
Él cree que la información ayudará a los cultivadores de soja, a las empresas de semillas y a los agricultores a mejorar las variedades de soja que se adaptan mejor a tipos de suelo específicos con alto o bajo contenido de ciertos minerales.
Basándose en los datos y la experiencia de los primeros años de este estudio, Patil decidió centrarse en la absorción de silicio por parte de la soja, el elemento más abundante en la Tierra.
Las raíces de la soja necesitan el transportador adecuado para absorber el silicio en forma de ácido silícico o ácido monosilícico. Este se desplaza desde las raíces, a través de los brotes, hasta el tejido foliar, donde crea una barrera física o apoplástica que ayuda a la planta a resistir enfermedades fúngicas y bacterianas y a reducir la evaporación del agua. Esta barrera se forma en el exterior de las membranas celulares de la planta.
El investigador busca comprender mejor cómo la soja utiliza el silicio y caracterizar la genética que mejora su absorción. También explora tecnologías de edición genética que facilitarían la incorporación de esta genética a las variedades. Esta investigación, que se basa en su trabajo previo, está financiada por la United Soybean Board.
«Además de los nutrientes esenciales, planeamos seguir estudiando el silicio en la soja. Su función se ha identificado en el arroz y los cereales, y este estudio en curso nos ayudará a comprender mejor su utilización en las dicotiledóneas», concluyó Patil.
Fuente: Universidad Tecnológica de Texas. Autora: Laura Temple.
