La identificación de fuentes ocultas de resistencia de la soja a los nematodos del quiste está abriendo el camino para nuevas variedades, algunas de las cuales ya se están probando.
Cuando disminuye el rendimiento de los cultivos, los agricultores deben decidir dónde y cómo invertir sus recursos limitados: ¿Aplicar fertilizantes o fungicidas estacionales? ¿Mejorar una sembradora o cosechadora? ¿Comprar un pulverizador o confiar en una cooperativa local? Las plantas, incluida la soja, se enfrentan a decisiones similares, afirma Tarek Hevezi, profesor de biología molecular vegetal en la Universidad de Tennessee: «Cuando las plantas tienen limitaciones, deciden qué genes activar, mientras que muchos otros se silencian porque no son necesarios».
Los cultivadores de soja se han centrado durante décadas en seleccionar genes que promuevan el desarrollo y el rendimiento para que esos genes tengan más probabilidades de ser altamente activos, a expensas de los genes que ayudan a la soja a lidiar con el estrés, dijo Hevesi.
Cree que la soja contiene genes ocultos o inactivos que pueden ayudar a la planta a afrontar diversos factores de estrés. Estudia la epigenética, que es el estudio de los mecanismos que operan por encima o más allá de la genética, modificando cuándo y cómo se activan los genes. El objetivo de esta investigación es identificar, detectar y activar estos genes para abordar desafíos agrícolas clave.
Hevezi está utilizando este enfoque innovador para encontrar nuevas fuentes genéticas de resistencia al nematodo del quiste de la soja (SCN), gracias a la financiación del programa Soy Checkoff de la Junta de Promoción de la Soja de Tennessee.
El nematodo del quiste de la soja es una plaga importante que causa pérdidas de cultivos por valor de 2 mil millones de dólares al año. Las fuentes de resistencia son limitadas. El gen de resistencia que hemos utilizado durante más de 30 años, PI88788, ya no es eficaz porque la plaga se está volviendo más virulenta y está desarrollando la capacidad de combatirla, afirma el investigador.
Con tantos genes de soja total o parcialmente inactivos por investigar, Hevesi necesitaba un punto de partida y un método de análisis oportuno. Empezó con dos líneas de soja isogénicas, es decir, genéticamente casi idénticas, salvo por una diferencia controlada. En este caso, esa diferencia era la resistencia y la susceptibilidad al SCN.
«Además de estas líneas isogénicas, estudiamos las líneas parentales para identificar genes que podrían ser responsables de la resistencia al SCN. Para evaluar estos genes con relativa rapidez, creamos plantas compuestas con raíces transgénicas», explica el científico.
La tecnología moderna permitió a su equipo seleccionar y sobreexpresar genes en material transgénico. Introdujeron los genes sobreexpresados en las raíces de soja sembradas en suelo infectado con SCN en un entorno de laboratorio. La introducción del material transgénico resultó en la activación del gen en cuestión en las plantas experimentales.
«Después de unas seis semanas, pudimos comparar la reproducción del SCN en diferentes raíces transgénicas. Monitoreamos los resultados durante varios años e identificamos siete genes separados, previamente no identificados, que confieren un nivel muy alto de resistencia al SCN», explica Hevesi.
El investigador dio el siguiente paso: creó transgenes estables con genes prometedores para realizar más pruebas y validaciones. Varios años de pruebas en invernadero confirmaron los resultados previos. Estos genes proporcionan nuevas fuentes de resistencia al SCN.
En 2024, obtuvo permisos para realizar ensayos de campo con dos tipos de genes resistentes al SCN, previamente ocultos. Estos ensayos, realizados en el Centro de Investigación y Educación del Este de Tennessee en Knoxville, Tennessee, permitieron a su equipo identificar compensaciones en otras características a medida que la soja activaba estos genes para proteger contra el SCN.
«No observamos ninguna pérdida de rendimiento. La tolerancia efectiva al SCN garantiza que la soja tenga el rendimiento esperado en términos de crecimiento, rendimiento y contenido proteico», afirmó Hevesi.
Basándose en estas observaciones, planea realizar pruebas de campo con tres genes más, previamente ocultos, e incluir otros en el proceso de prueba. Simultáneamente, está adquiriendo patentes y colaborando con compañías de semillas para que nuevas fuentes de resistencia a SCN, completamente probadas, estén disponibles para el mejoramiento comercial de soja.
«Hemos encontrado excelentes fuentes de resistencia genética al SCN. Gracias a todos nuestros descubrimientos, contamos con suficientes opciones de protección durante muchos años, reemplazando o complementando el PI88788», enfatizó el científico.
Hevesi cree que con estos genes recién identificados, los mejoradores de soja podrán combinar genes para crear diversas opciones que los agricultores puedan usar para rotar las fuentes de resistencia al SCN. Esto evitará o ralentizará la erosión de la resistencia al SCN con el tiempo. Además, las variedades de soja mejoradas con estos genes probablemente activarán la resistencia sin sacrificar el rendimiento ni la calidad.
Fuentes: Universidad de Tennessee, Laboratorio Hewezi. Autora: Laura Temple.
En la imagen se muestra un campo de soja en Tennessee infestado con el nematodo del quiste de la soja. Foto de Tarek Hevezi.
