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Los científicos piden inversiones internacionales para hacer frente a las principales pérdidas de trigo

Los científicos piden inversiones internacionales para hacer frente a las principales pérdidas de trigo
Atlas de trigo – Convocatoria de inversión para herramientas genómicas. Crédito: Centro John Innes

Se necesita una inversión urgente en nuevas herramientas para abordar las principales pérdidas mundiales de cultivos de trigo que cuestan £ 22 mil millones por año.


por John Innes Center

Los principales expertos científicos están pidiendo a los gobiernos de todo el mundo que se reúnan y financien una nueva plataforma de investigación internacional para reducir el impacto de los principales patógenos del trigo y mejorar la seguridad alimentaria mundial.

El Centro John Innes está pidiendo un enfoque coordinado internacionalmente para entregar un nuevo ‘R-Gene Atlas’, que ayudaría a identificar nuevas soluciones genéticas que confieren resistencia a enfermedades para los cultivos, que podrían mejorarse en variedades comerciales de trigo.

A nivel mundial, perdemos una quinta parte del rendimiento de trigo proyectado anualmente a causa de plagas y patógenos que totalizan pérdidas de 209 millones de toneladas, por un valor de £ 22 mil millones ($ 31 mil millones). La emergencia climática tiene la capacidad de provocar más trastornos en el suministro mundial de alimentos, ya que un entorno cambiante trae nuevos tipos de plagas y enfermedades y aumenta su propagación.

Para minimizar estas pérdidas y reducir la dependencia de las soluciones químicas, el equipo pide un uso más amplio de la resistencia a las enfermedades en el genoma del trigo y sus parientes silvestres. El objetivo es proporcionar una protección molecular duradera contra los principales patógenos del trigo, incluidas las royas del trigo, las enfermedades de la mancha, el mildiú polvoroso y el añublo del trigo.

En 2016, el comercio mundial vio llegar a Bangladesh el hongo añublo del trigo, típicamente aislado en América del Sur, donde destruyó 15.000 hectáreas de trigo, lo que provocó pérdidas de rendimiento del 25-30% y amenazó la producción de trigo en el sur de Asia.

Los genes R del trigo funcionan reconociendo las moléculas correspondientes del patógeno llamadas efectores. Al identificar los efectores presentes en las poblaciones de patógenos y plagas, podrían diseñarse combinaciones o «pilas» más duraderas de genes R.

El atlas de genes R será un portal en línea gratuito que contendrá esta información genética y permitirá a los criadores diseñar pilas de genes utilizando modelos informáticos antes de comenzar su reproducción en el campo.

Permitirá a los usuarios diseñar marcadores moleculares que podrían usarse para averiguar qué genes de resistencia ya tienen en su programa de mejoramiento o poblaciones de trigo.

La idea se basa en el reciente aumento de los recursos genómicos disponibles para los investigadores del trigo, facilitado por los avances en las tecnologías de secuenciación y la bioinformática. En los últimos años, los investigadores del Centro John Innes y el Laboratorio Sainsbury han identificado y clonado rápidamente genes de resistencia en el trigo y sus parientes silvestres utilizando tecnologías como AgRenSeq, MutRenSeq y MutChromSeq.

La nueva propuesta detalla cómo los componentes moleculares implicados en la resistencia a las enfermedades (genes R y efectores) podrían capturarse tanto del huésped como del patógeno. La secuenciación del genoma completo se llevaría a cabo en paneles de diversidad de trigo, sus progenitores y parientes domésticos y silvestres.

La genética de asociación, un método para buscar variaciones genéticas útiles, podría usarse para buscar correlaciones entre el genotipo del hospedador y la resistencia o susceptibilidad a enfermedades y podrían identificarse los genes responsables de estos rasgos. Los investigadores calculan que costaría alrededor de £ 41 millones ($ 58,6 millones) establecer la nueva plataforma en la escala requerida. Las propuestas detalladas y con costos para el R-Gene Atlas se establecen en un nuevo artículo en Molecular Plant .

Esto incluiría la secuenciación de paneles de diversidad de los patógenos y 10 especies hospedadoras de trigo, así como la financiación de 75 científicos de todo el mundo para llevar a cabo el trabajo.

Esto, sugieren, podría financiarse con contribuciones de £ 2 millones ($ 2,9 millones) por país del G20 distribuidas en cinco años, una inversión menor considerando las pérdidas financieras actuales en todo el mundo a causa de las enfermedades del trigo. Este modelo de financiación ampliamente colaborativo distribuiría el riesgo en un proyecto que tendría una recompensa global.

«En comparación con la escala del problema de las pérdidas de rendimiento por plagas y patógenos, esto representa una excelente relación calidad-precio», dice la primera autora Amber Hafeez. «Es insostenible continuar alimentando el 20 por ciento de nuestra producción de trigo con patógenos . Nuestra empresa aplica ciencia de vanguardia a un desafío global que está aumentando debido a la emergencia climática».

La propuesta implica reunir a un consorcio internacional para permitir que el proyecto aproveche la experiencia y los recursos existentes.

«Muchas de las piezas del rompecabezas ya existen, la idea es unirlas para asegurarnos de no duplicar esfuerzos», dice el Dr. Brande Wulff, autor correspondiente del artículo. “Lo vemos como un modelo coordinado centralmente distribuido en diferentes países, utilizando la capacidad existente.

«Las proyecciones actuales sugieren que habrá 2.100 millones de personas más para alimentar para 2050 y el desarrollo de cultivos resistentes a las enfermedades será una parte clave para alimentarnos a todos de manera sostenible. Estamos decididos a desarrollar nuevas formas de aumentar nuestra comprensión genética y desplegarla para el beneficiarse de la agricultura sostenible, pero no podemos hacerlo sin inversión «.

«Instamos a los gobiernos del G20 a invertir en el consorcio, que llevará genes de resistencia a enfermedades del laboratorio al campo a la escala y la velocidad necesarias para hacer frente a la crisis actual».

La idea se probó a principios de este año y obtuvo una respuesta entusiasta de la comunidad internacional de investigación sobre el trigo. Amber Hafeez dijo: «Estamos encantados con la respuesta entusiasta inicial a nuestras propuestas; muchos grupos de investigación y colaboradores han acogido con satisfacción la idea y creemos que esto confirma nuestra creencia de que es el momento adecuado para esta propuesta».



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