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Una solución genética para asegurar que el sorgo se mantenga firme

Una solución genética para asegurar que el sorgo se mantenga firme
Sáltese la fila de alojamiento de sorgo en Springsure, Queensland. Crédito: Universidad de Queensland

por la Universidad de Queensland


Después de décadas de estudio, los investigadores de la Universidad de Queensland han identificado una solución genética al problema del alojamiento y caída del sorgo, que afecta al 10 por ciento de los cultivos de sorgo cada año.


El profesor David Jordan de la Alianza de Queensland para la Agricultura y la Innovación Alimentaria (QAAFI) de la UQ dijo que el alojamiento fue cuando los tallos de las plantas que tenían altos rendimientos de grano se debilitaron por la pérdida de agua.

«Perder una cosecha abundante de cereales porque las plantas se caen es desgarrador para los productores y socava los esfuerzos por aumentar la producción para mejorar la seguridad alimentaria», dijo el profesor Jordan.

Trabajando con el Departamento de Agricultura y Pesca en el Centro de Investigación Hermitage en Warwick, el profesor Jordan descubrió que el alojamiento ocurre cuando la escasez de agua detiene la fotosíntesis.

«Esto obliga a las plantas a depender de los carbohidratos almacenados en los tallos», dijo.

«El cambio metabólico finalmente debilita los tallos, culminando con su muerte, mientras que los patógenos pueden invadir y debilitar aún más los tallos, haciendo que se rompan».

El estudiante de doctorado Xuemin Wang analizó datos de 14 temporadas y descubrió que el alojamiento más severo, más del 20 por ciento, ocurrió en 2005, 2006 y 2017.

Encontró que las diferencias en la presión del aire registradas en el Índice de Oscilación del Sur explicaban el 29 por ciento de la variación de la temporada en la frecuencia de alojamiento.

«Nuestros datos también encontraron que a pesar de los importantes esfuerzos de mejoramiento y la rotación de cultivares comerciales, el nivel de resistencia al alojamiento no parece haber mejorado», dijo el profesor Jordan.

El equipo de investigación, que también incluye a la Dra. Emma Mace, que trabaja para QAAFI y el Departamento de Agricultura y Pesca, y al profesor Graeme Hammer, descubrió que los rasgos utilizados para aumentar los rendimientos también introducen una susceptibilidad al alojamiento.

Un ejemplo es la altura de la planta, que es esencial para lograr mayores rendimientos, pero también aumenta el riesgo de que el tallo provoque el encamado.

Una solución genética para asegurar que el sorgo se mantenga firme
Crédito: Universidad de Queensland

«Cuanto mayor sea el potencial de rendimiento de un híbrido de sorgo, es más probable que sufra de acame, lo que crea un desafío para los criadores que intentan mejorar ambos rasgos», dijo el profesor Jordan.

Dijo que para enfrentar este desafío, los científicos llevaron a cabo uno de los estudios de asociación del genoma más grandes del mundo en sorgo.

«Este estudio analizó 2308 híbridos únicos cultivados en 17 ensayos de sorgo australianos durante tres años», dijo.

«Una vista de la genética de todo el genoma es importante, ya que significa que podemos buscar en la red de genes asociados al alojamiento aquellas vías a las que podemos apuntar para mejorar sin sacrificar el potencial de rendimiento».

El profesor Jordan dijo que el equipo descubrió que una forma de aumentar la fuerza del tallo sería alterar la composición de las moléculas utilizadas por la planta para ensamblar la pared celular de apoyo.

Reforzar la resistencia a las enfermedades al mismo tiempo ofrecería protección adicional.

El equipo de investigación ahora está listo para traducir estos conocimientos en estrategias de mejoramiento específicas para beneficiar directamente a la industria australiana del sorgo.

Anteriormente, los investigadores de sorgo de Queensland introdujeron una mayor resistencia a la sequía en los cultivares australianos mediante la transferencia de «genes que permanecen verdes» del sorgo procedente de Etiopía.

Ahora se reconoce que los genes stay-green han introducido un nivel de resistencia al alojamiento al retrasar el cierre de la fotosíntesis y detener la muerte en respuesta a la escasez de agua.

«Estamos en el punto en el que hemos llegado tan lejos como hemos podido con el mecanismo verde para reducir la incidencia de alojamiento», dijo el profesor Jordan.

«Al generar el nuevo mapa genético, ahora podemos identificar nuevas pistas para generar mayor resistencia al acame en híbridos de sorgo de alto rendimiento «.

La investigación fue publicada en Theoretical and Applied Genetics .




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