Un análisis único en su tipo del potencial genético sin explotar del trigo muestra que los rendimientos mundiales son solo la mitad de lo que podrían ser.
El equipo de expertos internacionales, dirigido por Rothamsted Research del Reino Unido, dice que esta «brecha de rendimiento genético» podría cerrarse mediante el desarrollo de variedades de trigo adaptadas a cada región, mediante la utilización de la gran variación genética disponible en los bancos de genes de trigo históricos y globales con técnicas modernas como como la reproducción rápida y la edición de genes.
El Dr. Mikhail Semenov y el Dr. Nimai Senapati, quienes codirigieron este estudio, definen el ‘potencial de rendimiento genético’ de un cultivo como el mayor rendimiento que puede lograr una variedad idealizada; en otras palabras, una planta con un genoma óptimo que le permite capturar agua, la luz del sol y los nutrientes de manera más eficiente que cualquier otro.
El Dr. Semenov dijo: ″Los cultivares de trigo actuales están, en promedio, solo en el punto medio con respecto a los rendimientos que podrían producir dada la falta de coincidencia entre su genética y las condiciones locales de cultivo de trigo.
″La producción mundial de trigo podría duplicarse mediante la mejora genética de los cultivares de trigo locales, sin aumentar la superficie mundial de trigo.″
Utilizando los datos existentes sobre la contribución de diferentes genes a las características individuales de las plantas, como el tamaño, la forma, el metabolismo y el crecimiento, los investigadores calcularon millones de simulaciones por computadora para diseñar plantas de trigo ‘perfectas’ que se adaptaron a sus entornos locales.
Cuando se comparó con el rendimiento de los cultivares adaptados localmente, en todos los casos encontraron que las variedades de trigo actuales tenían un rendimiento deficiente en rendimiento de grano, con una «brecha de rendimiento genético» evidente entre la realidad y la posibilidad.
Según el Dr. Senapati, cerrar la brecha de rendimiento genético contribuiría en gran medida a alimentar a la creciente población mundial y reduciría la presión para convertir los hábitats silvestres en tierras de cultivo.
El trigo es el cultivo más cultivado en el mundo y, en términos de consumo humano, es el segundo cultivo más importante después del arroz, con cosechas mundiales en la región de 750 millones de toneladas.
Desde la década de 1960, el rendimiento de la ‘Revolución Verde’ se ha triplicado, en promedio, pero este estudio sugiere que hay mucho más por venir.
Es la primera vez que este tipo de análisis se realiza a nivel mundial con el estudio, publicado en Nature Food, que analiza un total de 53 regiones de cultivo de trigo en 33 países y cubre todos los entornos de cultivo de trigo a nivel mundial.
Usando un modelo de trigo de última generación, llamado Sirius, el equipo primero calculó el rendimiento potencial de un total de 28 variedades de trigo de uso común cultivadas en estos sitios, asumiendo las mejores condiciones de cultivo posibles para cada una.
Esto dio cosechas de menos de cuatro toneladas en Australia y Kazajstán, en comparación con las 14 toneladas de trigo producidas por hectárea en Nueva Zelanda.
A continuación, diseñaron variedades locales ‘idealizadas’ dentro de su modelo, que optimizaron varios rasgos de la planta que contribuyen al rendimiento y cuya genética subyacente permitirá que los fitomejoradores las mejoren.
Las simulaciones se basaron en datos extensos sobre la variación genética natural que sustenta los rasgos. Estos incluyeron la tolerancia y la respuesta a la sequía y el estrés por calor, el tamaño y la orientación de las hojas superiores que capturan la luz y el momento de los eventos clave del ciclo de vida.
Los resultados mostraron que al optimizar estos rasgos clave, las brechas de rendimiento genético podrían oscilar entre el 30 y el 70 % en diferentes países, con una brecha de rendimiento genético promedio global del 51 %. Por lo tanto, la producción mundial de trigo podría duplicarse mediante la explotación de esta brecha de rendimiento genético existente para lograr la seguridad alimentaria mundial de manera sostenible.
″Como era de esperar, los países con los rendimientos actuales más bajos podrían ganar más al cerrar sus brechas de rendimiento genético″, dijo el Dr. Senapati.
″Dicho esto, incluso las mejoras en aquellos países con una brecha de rendimiento genético medio de 40 a 50%, pero con una gran proporción del área mundial de cosecha de trigo, como los principales productores India, Rusia, China, EE. UU., Canadá y Pakistán – tendría un efecto sustancial en la producción mundial de trigo debido a las áreas de cultivo de trigo más grandes involucradas”.
Antes de este estudio, se desconocía el tamaño de estas brechas de rendimiento genético a escala nacional y global.
La idea de la brecha de rendimiento genético contrasta con el concepto más conocido de brecha de rendimiento tradicional debido a un manejo subóptimo en el que las cosechas son más pequeñas que en el mejor de los casos como resultado de factores como plagas o enfermedades, falta de nutrientes o siembra o cosechar en el momento equivocado.
«Nuestro análisis sugiere que tales brechas de rendimiento genético debido a una adaptación genética subóptima podrían, en términos relativos, ser tan grandes como la brecha de rendimiento tradicional debido al manejo imperfecto de cultivos y suelos», dijo el Dr. Semenov.
«El trigo se domesticó por primera vez hace unos 11.000 años, pero a pesar de esto, y sin mencionar la secuenciación de todo su genoma en 2018, el cultivo aún está lejos de estar en su ‘mejor genética'», agregó.
También participaron en el estudio destacados expertos en trigo de Australia, Dinamarca, Francia, Alemania, los Países Bajos y México.
Fuente: Investigación de Rothamsted
