Una nueva tecnología pionera acelerará la búsqueda global de la mejora de cultivos agrícola en un desarrollo que hace eco de la Revolución Verde post Segunda Guerra Mundial.
La plataforma de mejora de velocidad desarrollada por los equipos en el Centro John Innes (Inglatierra), la Universidad de Queensland y la Universidad de Sydney (Australia) utiliza un invernadero o un entorno artificial con iluminación mejorada para crear regímenes intensos de un día para acelerar la búsqueda de cultivos de mejor rendimiento.
Usando la técnica, el equipo ha logrado una generación de trigo semilla por semilla en solo 8 semanas. Estos resultados aparecieron recientemente en Nature Plants.
Esto significa que es posible cultivar hasta 6 generaciones de trigo cada año, un aumento de tres veces en las técnicas de mejoramiento de lanzaderas utilizadas actualmente por los mejoradores e investigadores.
El Dr. Brande Wulff del Centro John Innes, Norwich, autor principal del artículo, explica por qué la velocidad es esencial:
«A nivel mundial, nos enfrentamos a un gran desafío en el mejoramiento de cultivos con mayor rendimiento y más resistentes. Ser capaz de lograr más generaciones en menos tiempo nos permitirá crear y probar más rápidamente combinaciones genéticas, buscando las mejores combinaciones para diferentes entornos».
Durante muchos años, la mejora de varios cultivos básicos se ha estancado, lo que ha provocado un impedimento significativo en la búsqueda de alimentar a la creciente población mundial y abordar el cambio climático.
La mejora de velocidad, dice el Dr. Wulff, ofrece una nueva solución potencial a un desafío global para el siglo XXI.
«Se afirma que se puede hacer un ciclo rápido de plantas, pero se verán pequeñas e insignificantes, y solo se sembrarán algunas semillas». De hecho, la nueva tecnología crea plantas que se ven mejor y son más saludables que las que usan condiciones estándar. Un colega no podría creerlo cuando vió los resultados por primera vez. »
El avance emocionante tiene el potencial de alcanzar, en términos de impacto, junto con las técnicas de mejoramiento introducidas después de la Segunda Guerra Mundial como parte de la revolución verde.
El Dr. Wulff continúa diciendo: «Me gustaría pensar que en 10 años a partir de ahora podría caminar en un campo y señalar las plantas cuyos atributos y características se desarrollaron utilizando esta tecnología».
Esta técnica utiliza entornos de crecimiento totalmente controlados y también se puede ampliar para trabajar en un invernadero de vidrio estándar. Utiliza luces LED optimizadas para ayudar a la fotosíntesis en regímenes intensivos de hasta 22 horas por día.
Las luces LED reducen significativamente el costo en comparación con las lámparas de vapor de sodio que durante mucho tiempo se han utilizado ampliamente, pero son ineficaces porque generan mucho calor y emiten luz de baja calidad.
El equipo internacional también demuestra que la técnica de mejora de velocidad se puede utilizar para una variedad de cultivos importantes. Han logrado hasta 6 generaciones por año para el trigo harinero, el trigo duro, la cebada, arveja y garbanzo; y cuatro generaciones para canola. Este es un aumento significativo en comparación con las técnicas de mejora comercial ampliamente utilizadas.
La reproducción rápida, cuando se emplea junto con técnicas convencionales basadas en el campo, puede ser una herramienta importante para permitir avances en la comprensión de la genética de los cultivos.
«La velocidad de mejoramiento como plataforma se puede combinar con muchas otras tecnologías, como la edición de genes con CRISPR para llegar al resultado final más rápido», explica el Dr. Lee Hickey de la Universidad de Queensland.
El estudio muestra que los rasgos tales como las interacciones entre patógenos de plantas, la forma y estructura de la planta y el tiempo de floración se pueden estudiar en detalle y repetir usando la tecnología.
La velocidad de la tecnología de mejoramiento ha sido bien recibida por los mejoradores de trigo que se han convertido en los primeros en adoptarla.
Ruth Bryant, patóloga de trigo en RAGT Seeds Ltd, Essex, Reino Unido, dijo: «Los mejoradores siempre están buscando formas de acelerar el proceso de comercialización de una variedad, por lo que estamos realmente interesados en el concepto de velocidad del mejoramiento. Estasmos trabajando cercanamente con el grupo del Dr. Wulff en el John Innes Center para desarrollar este método en un entorno comercial».
El Dr. Allan Rattey, un mejorador de cultivos de trigo de la empresa australiana Dow AgroSciences, ha utilizado la tecnología para mejorar trigo con tolerancia al brote previo a la cosecha (PHS), un problema importante en Australia.
«El control ambiental para el análisis eficaz de PHS y el largo tiempo necesario para pasar por varios ciclos de selección recurrente fueron cuellos de botella importantes”.
- Fuente: https://www.jic.ac.uk/news-and-events/news/2017/12/speed-breeding/
- Estudio: https://www.nature.com/articles/s41477-017-0083-8