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La cría avanzada allana el camino para los frijoles resistentes a las enfermedades


Los investigadores de ETH están involucrados en el desarrollo e implementación de un método para criar eficientemente frijoles resistentes a enfermedades en diferentes regiones del mundo. Su trabajo ayudará a mejorar los medios de vida y la seguridad alimentaria de los pequeños productores en los países en desarrollo.


por Peter Rüegg, ETH Zurich


Para muchas personas en África y América Latina, los frijoles son un alimento básico importante. Históricamente descrito como «la carne de los pobres», los frijoles son ricos en proteínas y minerales, asequibles y de forma adecuada. Es por eso que se sirven a diario, a menudo con varias comidas.

Sin embargo, en muchas regiones, las enfermedades de las plantas reducen severamente los rendimientos de frijol. Por ejemplo, la temida enfermedad de la mancha angular de la hoja puede causar pérdidas de rendimiento de hasta el 80 por ciento, especialmente en África, donde los pequeños productores rara vez tienen la oportunidad de proteger sus cultivos con fungicidas.

Mejora genómica asistida

Trabajando con Bodo Raatz y su equipo en el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), los investigadores de ETH del grupo dirigido por Bruno Studer, profesor de fitomejoramiento molecular, investigaron la resistencia de los frijoles a la enfermedad de las manchas angulares de las hojas. Sus hallazgos ahora permiten que las variedades de frijoles resistentes a las enfermedades se críen más rápida y selectivamente para las diversas regiones productoras de frijoles del mundo.

Su método se basa en análisis del genoma de los frijoles que son potencialmente adecuados para reproducir variedades nuevas y resistentes. Los perfiles genéticos resultantes proporcionan información sobre si la progenie del cruce de dos variedades será resistente a las diferentes cepas locales del hongo patógeno (conocidas como patotipos).

Perfiles genéticos creados para 316 variedades.

Michelle Nay, quien llevó a cabo el proyecto como parte de su tesis doctoral en el grupo de Studer, comenzó reuniendo la mayor cantidad posible de semillas de frijol del depósito de semillas del CIAT. En total, recolectó 316 variedades diferentes que exhibían características adecuadas para la resistencia de reproducción al hongo que causa la enfermedad angular de la mancha foliar.

La cría avanzada allana el camino para los frijoles resistentes a las enfermedades
La enfermedad de la mancha angular de la hoja reduce masivamente el rendimiento del frijol. Crédito: M.Nay / ETH Zurich

Luego, Nay plantó los frijoles de su colección en Uganda y Colombia, tanto en invernaderos como en el campo. Su objetivo era descubrir si las diferentes variedades reaccionaban a los diversos patotipos del hongo en cada país y, de hecho, cómo identificarlas, y luego identificar la base genética de la resistencia a las enfermedades.

Nay también creó un perfil genético de alta resolución para cada uno de los 316 tipos de frijol en función de las variaciones en su ADN conocidas como marcadores genéticos, e identificó qué marcadores ocurrieron solo en los frijoles resistentes a las enfermedades. Posteriormente usó estos marcadores para predecir qué progenie sería resistente a qué patotipos en un país determinado y cuáles serían susceptibles a la enfermedad.

Mejoramiento del fitomejoramiento convencional.

«Nuestro método acelera considerablemente el proceso de reproducción», dice Studer. Es un gran paso adelante porque el cruzamiento había sido previamente un juego de números y consistía en probar cada planta por su resistencia, explica. Ahora, sobre la base de una prueba genética, es posible predecir la resistencia de una planta sin probarla en ensayos de campo laboriosos. «Esta es una gran ayuda en el cultivo de frijoles y una gran noticia para las personas que dependen en gran medida de los frijoles como un elemento básico de su dieta», dice Studer.

El trabajo del grupo para proporcionar frijoles resistentes a las enfermedades también ayudará a reducir el uso global de pesticidas. Tal como están las cosas hoy, explica Studer, el uso de fungicidas es común para el cultivo de frijol en América Latina, pero casi inexistente en África porque muchos agricultores no tienen acceso a pesticidas o no saben cómo usarlos de manera segura y eficiente: «Los frijoles resistentes a las enfermedades son una doble victoria: los agricultores en América Latina pueden reducir su uso de pesticidas, mientras que los agricultores en África pueden aumentar el rendimiento de sus cultivos sin pesticidas».

Tecnología simple, económica y de código abierto.

El CIAT distribuye las semillas de este proyecto a varias suborganizaciones que luego las suministran a los obtentores. El método analítico para determinar los marcadores genéticos es relativamente simple y económico de aplicar, lo que lo hace viable para su uso en laboratorios agrícolas en los países en cuestión. Cuesta menos de 0.2 CHF probar un marcador genético, explica Nay, que es una cantidad asequible para laboratorios en países menos ricos. Además, todos los hallazgos de este estudio están disponibles a través del acceso abierto. «De esta manera, nuestro trabajo llega a las personas que realmente necesitan este tipo de recursos», enfatiza Nay.

Nay y Studer trabajaron en este proyecto en estrecha colaboración con el CIAT. El centro de investigación global administra el programa de mejoramiento más grande en los trópicos y tiene varios miles de variedades de frijol en su depósito de semillas. En su sede en Colombia, el CIAT cría nuevas variedades de frijol, prueba las semillas y, en asociación con la Alianza de Investigación de Frijol de Pan-Africa, pone las semillas a disposición de los agricultores para su cultivo.

En colaboración con el CIAT y con el apoyo del World Food System Center en ETH Zurich, Studer y su grupo ahora llevarán a cabo un proyecto de seguimiento para refinar su método de reproducción. Si bien los investigadores se centraron previamente en los marcadores de una enfermedad específica, el nuevo proyecto adoptará un enfoque más holístico a medida que intenten utilizar dichos perfiles genómicos para predecir la mayor cantidad posible de características de las plantas.


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