Un nuevo estudio publicado en la revista Nature abre la posibilidad de acelerar el mejoramiento genético del arroz para lograr la seguridad alimentaria de algunos de los productores de arroz más vulnerables del mundo.
La investigación pionera sobre la variación genómica en 3.010 accesiones diversas de arroz asiático cultivado representa el mayor conjunto de variantes genómicas para una especie de cultivo.
«Esta información conduce a un desarrollo más rápido y preciso de las variedades adecuadas para diversos entornos agrícolas, especialmente para las zonas de cultivo de arroz desfavorables donde residen los agricultores más pobres y vulnerables. Los fitomejoradores pueden tomar decisiones más inteligentes al seleccionar los rasgos de variedades mejoradas que los agricultores pueden cultivar, lo que lleva a la seguridad alimentaria y nutricional «, dice la Dra. Jacqueline Hughes, directora general adjunta de investigación del Instituto Internacional de Investigación del Arroz. «Así es como los avances en la ciencia del arroz pueden afectar la vida de millones de agricultores y consumidores», agregó.
Una colaboración entre el Instituto Internacional de Investigación del Arroz (IRRI), el Instituto de Ciencias de los Cultivos de la Academia China de Ciencias Agrícolas (CAAS), BGI-Shenzhen y otras 13 instituciones asociadas, la investigación permitirá a los científicos descubrir nuevas variantes genéticas y caracterizar genes conocidos para rasgos importantes, tales como la habilidad natural de una variedad particular para resistir enfermedades y tolerar inundaciones, sequías y agua salada. Además, los fitomejoradores moleculares podrían usar los marcadores genéticos para seleccionar las plantas de arroz que tienen más probabilidades de tener un rasgo deseado antes de plantarlas en el campo.
«Lo que podría demorar hasta 40 años desde el descubrimiento del rasgo hasta el desarrollo varietal ahora solo puede tomar unos pocos años», dice el Dr. Ruaraidh Sackville Hamilton, científico principal del IRRI y jefe del International Rice Genebank en el IRRI.
«Además, también podemos hacer que el proceso de mejoramiento sea más eficiente y preciso, siendo más receptivos en la entrega de variedades con características que puedan adaptarse al entorno de producción cada vez más complejo, reducir el impacto ambiental, producir un mayor rendimiento con menos recursos y al cambio de necesidades y demandas de los consumidores «, agregó el Dr. Hamilton.
Esta investigación reciente reveló que, entre los 3.000 genomas de arroz, hay variaciones significativas en el contenido de genes y una variación inmensa de secuencias. Los investigadores identificaron más de 10,000 nuevos genes de arroz y más de 29 millones de variaciones simples en todo el genoma. Además, dentro de los dos principales grupos de variedades de arroz, el análisis reveló la existencia de poblaciones no notificadas anteriormente que son exclusivas de orígenes geográficos específicos. Otra evidencia reveló que el arroz asiático fue domesticado varias veces hace miles de años.
Según el Dr. Kenneth McNally, científico senior del IRRI, este es el conjunto más grande de variantes genómicas descubiertas para una especie de cultivo que está públicamente disponible para mejoradores de plantas y científicos de todo el mundo. Ya sirve como material para el entrenamiento de una nueva generación de biólogos de plantas.
El Dr. Zhikang Li, científico colaborador de CAAS, informó que los resultados de la investigación han dado paso a una «nueva era de mejora genética basada en el genoma y la información». Agregó que ha sido un recurso vital y extenso para los científicos de CAAS mientras trabajan en el descubrimiento de rasgos a gran escala y la minería alélica, la identificación de parentales para programas de mejoramiento y el establecimiento de una base de datos de rasgos basada en el genoma para la futura mejora del arroz.
Según el Dr. Hei Leung, científico principal y genetista del IRRI, todavía hay mucho trabajo por hacer para descubrir y comprender otras variaciones genómicas del arroz en la colección del International Rice Genebank en el IRRI y otras colecciones en todo el mundo.
«A continuación, exploraremos la diversidad en gran medida sin explotar en las especies de arroz silvestre. Esto será de gran ayuda para definir las relaciones genotipo-fenotipo y para mejorar nuestra comprensión de la biología de las plantas. Para lograr este objetivo, debemos continuar con el espíritu de proporcionar acceso a nueva información a la comunidad global «, dijo el Dr. Hei Leung.