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El sorgo, un pariente cercano del maíz, probado para resistencia a enfermedades en granjas de Pensilvania

El sorgo, un pariente cercano del maíz, probado para resistencia a enfermedades en granjas de Pensilvania
Dinakaran Elango, estudiante reciente de ciencias de las plantas, con líneas de biomasa de sorgo creciendo en una parcela de investigación en el Centro de Investigación Agrícola Russell E. Larson de Penn State, Rock Springs, Pensilvania. Los investigadores caracterizaron la resistencia a la antracnosis en el sorgo, pero también caracterizaron la tolerancia al estrés mediante el estudio del contenido de cera en el plantas. Crédito: Surinder Chopra / Penn State

Con el sorgo a punto de convertirse en un cultivo importante de los agricultores de Pensilvania, los investigadores de Penn State, en un nuevo estudio, probaron más de 150 líneas de germoplasma de la planta para determinar la resistencia a un hongo que probablemente obstaculice su producción.


por la Universidad Estatal de Pensilvania


El sorgo, un pariente cercano del maíz, es valioso para producir alimentos humanos, piensos para animales y biocombustibles. Quizás su atributo más notable es que el grano que produce no contiene gluten. Resistente a la sequía y necesitando una menor cantidad de nutrientes que el maíz para prosperar, el sorgo parece ser un cultivo que funcionaría bien en el clima del estado de Keystone en un mundo en calentamiento. Pero su susceptibilidad a las enfermedades fúngicas es problemática.

«En otros lugares donde el sorgo se ha cultivado durante mucho tiempo, es atacado por un patógeno fúngico que causa una enfermedad llamada tizón de la hoja por antracnosis, que disminuye su rendimiento», dijo el coautor del estudio, Surinder Chopra, profesor de genética del maíz en el Facultad de Ciencias Agrarias. «Realizamos un experimento de tres partes diseñado para evaluar la probabilidad de que la antracnosis sea un problema con la producción de sorgo en Pensilvania y qué plantas podrían resistir la enfermedad».

Primero, los investigadores llevaron a cabo estudios de campo en 2011, 2012 y 2016 en seis ubicaciones de Pensilvania para monitorear la presencia del hongo Colletotrichum que causa la antracnosis en los campos comerciales de sorgo. Recogieron muestras de suelo , muestras de plantas y muestras de los escombros dejados por el sorgo o el maíz, buscando el hongo en sitios en los condados de Blair, Lancaster, Dauphin, Centre, Bedford y Lebanon.

El sorgo, un pariente cercano del maíz, probado para resistencia a enfermedades en granjas de Pensilvania
El sorgo, un pariente cercano del maíz, es valioso para producir alimentos humanos, piensos para animales y biocombustibles. Quizás su atributo más notable es que el grano que produce no contiene gluten. Crédito: Surinder Chopra, Penn State

Luego, los investigadores cultivaron 158 líneas de sorgo en el Centro de Investigación Agrícola Russell E. Larson de Penn State en Rock Springs y las probaron para determinar su vulnerabilidad y resistencia a las cepas naturales del hongo antracnosis. Obtuvieron material vegetal para muchas de las líneas de sorgo del Instituto Internacional de Investigación de Cultivos para los Trópicos Semiáridos, más conocido como ICRISAT, India.

Otras líneas de sorgo provienen de variedades que el grupo de investigación de Chopra ha estado cultivando en parcelas en Rock Springs durante años y se está probando la tolerancia al estrés en otro estudio. Otros vinieron de fuentes como las estaciones del Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos en Griffin, Georgia, Lincoln, Nebraska y Lubbock, Texas; el Centro de Investigación de Granos, Forrajes y Bioenergía, Programa de Mejoramiento de Sorgo Texas A&M Agrilife; y el Sistema Nacional de Germoplasma Vegetal.

Por último, los investigadores realizaron experimentos en invernaderos en el campus de University Park. Eligieron 35 líneas de sorgo que demostraron resistencia al hongo en pruebas de campo y probaron sus respuestas después de inocularlas con el patógeno. El equipo evaluó y puntuó esas plantas en función de la gravedad del tizón de la hoja por antracnosis que se desarrolló.

En hallazgos publicados recientemente en Crop Science , Chopra y sus colegas informaron que los síntomas del tizón foliar por antracnosis se observaron en las hojas más viejas y senescentes en Pensilvania. Después de evaluar, en pruebas de campo e invernadero, el desempeño de las 158 líneas experimentales e híbridos comerciales, los investigadores notaron que descubrieron fuentes de resistencia al tizón foliar por antracnosis.

El sorgo, un pariente cercano del maíz, probado para resistencia a enfermedades en granjas de Pensilvania
Los investigadores cultivaron cepas de Colletotrichum recuperadas de sorgo de varias granjas de Pensilvania (filas superior e intermedia). Las esporas (fila inferior) se recogieron de las placas de cultivo 14 días después de la inoculación. Crédito: Laboratorio Chopra, Penn State

«Muchas de esas líneas de sorgo que probamos se habían mejorado en varios estados de Estados Unidos y en otras partes del mundo», dijo Chopra. «Estos deberían ser útiles en los programas de mejoramiento destinados a Pensilvania y para las condiciones climáticas del noreste de los Estados Unidos. Varias líneas recibidas de ICRISAT mostraron el alto nivel de resistencia en el campo».

La investigación se realizó en preparación para el cultivo generalizado de sorgo en Pensilvania, momento en el que se espera que el tizón de la hoja por antracnosis se convierta en un problema para los agricultores, explicó Chopra.

«Nuestro estudio es el primero en investigar la frecuencia, diversidad y distribución de las especies de hongos Colletotrichum en el sorgo en Pensilvania, y el primero en buscar cepas tolerantes a enfermedades que crecerán mejor en el noreste», dijo. «Nuestros hallazgos ayudarán a desarrollar mejores recomendaciones para los productores de sorgo para que puedan manejar y prevenir de manera proactiva la acumulación de inóculo y los brotes de enfermedades resultantes».



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