Domesticar plantas para que crezcan como cultivos puede convertirse en una guadaña de doble filo.
Por un lado, la selección de rasgos deseables específicos, como los altos rendimientos, puede aumentar la productividad de los cultivos. Pero otros rasgos importantes, como la resistencia a las plagas, pueden perderse. Eso puede hacer que los cultivos sean vulnerables a diferentes tensiones, como enfermedades y plagas,o los efectos del cambio climático.
Para reducir estas vulnerabilidades, los investigadores a menudo recurren a los parientes silvestres de los cultivos. Estos parientes silvestres continúan evolucionando en la naturaleza, a menudo bajo condiciones adversas. Poseen varios genes útiles para los rasgos deseables. Estos rasgos incluyen altos niveles de resistencia a enfermedades y enfermedades.tolerancia al estrés ambiental.
En un nuevo estudio, los científicos informan avances significativos en la transferencia de rasgos de resistencia a enfermedades y estrés de parientes silvestres de varias leguminosas a sus variedades domesticadas. Esta investigación se realizó en el Instituto Internacional de Investigación de Cultivos para los Trópicos Semiáridos ICRISATen Patancheru, India.
Las legumbres, como el garbanzo, el pigeonpea y el maní, se encuentran entre los pocos cultivos que crecen bien en las escasas lluvias y suelos marginales de los trópicos semiáridos. Pero se enfrentan a desafíos importantes, dice Shivali Sharma, autor principal.
"Los cultivos de leguminosas son duramente afectados por enfermedades, plagas de insectos, sequía, estrés por calor y salinidad", dice Sharma. "Además, las regiones semiáridas son muy vulnerables al cambio climático". Estos factores limitan los cultivos de leguminosas.
Hay varios parientes silvestres de estos cultivos que son resistentes a las plagas y enfermedades. "Hay una necesidad urgente de encontrar e introducir estos genes útiles de parientes silvestres en los cultivos", dice Sharma. Eso mejoraría la resistencia de las leguminosas domésticasvariedades y sostener la agricultura en estas regiones.
Puede ser muy desafiante, y a menudo imposible, criar directamente cultivos domesticados con sus parientes silvestres. Por ejemplo, de las ocho especies anuales de garbanzos silvestres, solo una es fácilmente cruzable con garbanzos cultivados y produce descendencia fértil.
Del mismo modo, las variedades silvestres de maní son resistentes a las infecciones por hongos. Pero el cruce directo de maní silvestre y domesticado es un desafío debido a las diferencias en cómo se empaqueta el ADN en sus células. Además, estas especies no se cruzan bien con los cultivares.
La mayoría de las variedades silvestres de maní son diploides: su ADN está organizado en dos conjuntos de cromosomas por célula, al igual que en los humanos. Durante la reproducción, un conjunto proviene del progenitor masculino y el otro del progenitor femenino.
Las plantas de maní domesticadas, por otro lado, son tetraploides. Sus células contienen cuatro conjuntos de cromosomas. Los conjuntos de cromosomas en cada célula, llamados ploidía, dificultan el cruce directo de variedades silvestres y domésticas de maní.
"Se necesita mucho tiempo y recursos para superar desafíos como estos", dice Sharma. "Eso a menudo hace que los criadores se muestren reacios a utilizar directamente especies silvestres en los programas de reproducción".
Los programas de pre-mejoramiento, como el de ICRISAT, invierten su tiempo y habilidad en los parientes de cultivos silvestres. Sharma y sus colegas criaron variedades de maní silvestre cuyas células tienen cuatro conjuntos de cromosomas. Luego identificaron cuáles de estas variedades silvestres tetraploidestambién fueron resistentes a las infecciones por hongos. Luego se cruzaron con variedades de cacahuete cultivadas para desarrollar nuevas líneas de mejoramiento con buena resistencia y rendimiento. Los fitomejoradores ahora pueden cruzar directamente estas líneas resistentes a los hongos con cacahuete domesticado para crear nuevas variedades.
"Los parientes silvestres de cultivos son el reservorio de muchos genes y rasgos útiles", dice Sharma. "Es nuestra responsabilidad usar este tesoro escondido para las generaciones futuras".
Es especialmente importante en el contexto de las legumbres porque proporcionan una gran cantidad de beneficios. Por ejemplo, las bacterias en sus nódulos de raíz atraen valioso nitrógeno atmosférico. Eso aumenta la fertilidad del suelo y reduce la necesidad de fertilizantes.
Las legumbres también son vitales para la seguridad alimentaria en los trópicos semiáridos y otras partes del mundo. Son una fuente importante de proteínas y micronutrientes. En combinación con los cereales, son una dieta sustentable para las personas en todo el mundo.
Y "los programas de pre-mejoramiento son el primer paso para mejorar la nutrición y la resistencia de las variedades modernas de leguminosas", dice Sharma.
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Materiales proporcionados por Sociedad Americana de Agronomía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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