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Nuevos conocimientos sobre la floración podrían impulsar los cultivos de yuca

mandioca
Un tubérculo de mandioca. Manihot esculenta, también llamada yuca o casava. Crédito: Wikipedia.

Dos nuevas publicaciones que examinan la floración de la yuca revelan conocimientos sobre los factores genéticos y ambientales que sustentan uno de los cultivos de seguridad alimentaria más críticos del mundo.


por la Universidad de Cornell


Un cultivo de raíces tropicales que es un alimento básico diario para cientos de millones de personas en África y cada vez más utilizado por los pequeños agricultores en la producción comercial, la yuca ha sido históricamente difícil de mejorar para los fitomejoradores, en parte debido a la demora y la mala producción de flores.

Los nuevos estudios, financiados por el proyecto NextGen Cassava y dirigidos por científicos de la Universidad de Cornell y el Instituto Internacional de Agricultura Tropical, brindan a los fitomejoradores las mejores prácticas potenciales para superar la producción de flores deficientes (particularmente bajas cantidades de flores femeninas) o retrasadas.

Los autores principales de ambos artículos son Deborah Oluwasanya y Tim Setter, profesor de ciencia del suelo y los cultivos en la Escuela de Ciencia Integral de las Plantas de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida.

El primer estudio, publicado el 21 de mayo en Frontiers in Plant Science , tiene como objetivo comprender mejor los factores que regulan la floración de la yuca y su baja proporción de flores masculinas y femeninas . La tendencia natural de la yuca es producir varios machos más que hembras, pero para que la reproducción sea eficaz, se requieren más hembras, ya que se convierten en semillas con mejores características.

Se examinaron combinaciones de sustancias para el crecimiento de las plantas y tratamientos de poda para determinar su eficacia para mejorar la producción de flores. A través de varios ensayos, finalmente se descubrió que una combinación de tres insumos promueve la floración con una mayor proporción de flores femeninas y masculinas.

Primero, los métodos de poda específicos estimularon el crecimiento de las flores; segundo, la aplicación de un compuesto llamado tiosulfato de plata (STS) también aumentó la abundancia de flores; tercero, aplicaciones de benciladenina, una hormona vegetal sintética, también flores feminizadas. La combinación de tratamientos de poda y STS condujo a un aumento de la abundancia de flores.

Con la adición de hormonas, más del 80% de las flores eran hembras. Esta combinación de tratamiento de tres vías también condujo a un aumento de la fruta.

«Vimos un efecto aditivo cuando los tratamientos se superponen a cada uno, proporcionando nuevos conocimientos sobre cómo se puede aumentar la producción de yuca», dijo Oluwasanya. «Nuestros hallazgos dan una dirección clara, lo que no siempre es el caso en la ciencia».

El segundo estudio, publicado el 21 de julio en PLOS ONE , examinó los efectos del retraso en la floración en los ciclos de reproducción. Los ciclos de mejoramiento más largos significan retrasos en el suministro de variedades mejoradas a los pequeños agricultores, muchos de los cuales dependen de la yuca para la seguridad alimentaria.

Para determinar las condiciones óptimas que fomentan la inducción de flores, los autores compararon la yuca de floración temprana con la yuca de floración tardía en dos ubicaciones de campo en el sur de Nigeria: en Ibadan y en Ubiaja. Los investigadores probaron simultáneamente diferentes condiciones de temperatura controlada.

Si bien las variedades de floración temprana florecieron en tiempos y tasas similares en todas las condiciones de crecimiento, los genotipos de floración tardía eran ambientalmente sensibles, de tal manera que se retrasaron sustancialmente a temperaturas más cálidas en condiciones controladas y en el sitio de campo de Ibadan, anteriormente conocido por ser un entorno más desafiante. para la floración.

Aunque los estudios fueron independientes entre sí, los investigadores observaron un gen vegetal llamado TEMPRANILLO1 (TEM1) en cada estudio que tenía los niveles de expresión más bajos en los tratamientos que mejoraron la floración de la yuca. Esto fue cierto con la combinación de tres partes que impulsó el número de flores femeninas y la temperatura fresca y los sitios de campo de Ubiaja donde la floración de la yuca fue la más temprana. Estos estudios representan el primer informe de un posible papel significativo que desempeña TEM1 en el desarrollo de la flor de la yuca.

«Anteriormente, la conversación sobre la floración de la yuca ha sido sobre líneas ‘tempranas’ versus ‘tardías’, pero a partir de nuestro estudio, creo que podemos modificar la narrativa para considerar las líneas como insensibles o sensibles al medio ambiente», dijo Oluwasanya. «Con suerte, estos estudios pueden ser útiles para explorar más profundamente los efectos del gen TEM1 en la floración de la yuca».

Los resultados mejoran la comprensión de los factores que regulan la floración en la yuca y son potencialmente valiosos en el manejo de genotipos y condiciones ambientales en los programas de mejoramiento.

«Gran parte de este importante trabajo provino de la investigación de doctorado de Deborah y tiene el potencial de ayudar en gran medida al mejoramiento de la yuca en Nigeria y las regiones vecinas», dijo Setter. «También es emblemático de la misión de impacto global de Cornell».

«La investigación científica rigurosa sobre la yuca está ayudando a optimizar la producción en África y garantizar mejor un futuro con seguridad alimentaria», dijo Chiedozie Egesi, directora de NextGen Cassava, profesora adjunta en el Departamento de Desarrollo Global y científica principal del IITA. «Estos estudios sobre la floración de la yuca abren nuevas perspectivas para mejorar la vida y los medios de subsistencia de los agricultores africanos».



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