Científicos del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) presentaron la semana pasada en la Conferencia Internacional de Genómica Vegetal y Animal (PAG en inglés) en San Diego, EE. UU.
PAG es la conferencia de genómica agrícola más grande del mundo y reúne a más de 3 000 científicos e investigadores genéticos líderes de todo el mundo para presentar sus investigaciones y compartir los últimos desarrollos en proyectos de genómica vegetal y animal. La conferencia brinda una oportunidad importante para que los científicos del CIMMYT destaquen su trabajo traduciendo los últimos desarrollos de investigación molecular en soluciones de mejoramiento de maíz y trigo para obtener mejores variedades.
Para satisfacer la demanda mundial de alimentos en 2050, la producción agrícola debe aumentar en un 60% al tiempo que se minimiza el daño al medio ambiente. Este es el proceso de la intensificación sustentable, recomendado por organizaciones como las Naciones Unidas y la Comisión EAT Lancet como una estrategia clave para transformar nuestros sistemas alimentarios mundiales, los cuales se encuentran en dificultades.
La genómica es fundamental para la intensificación sustentable. Al estudiar la arquitectura genética de una planta o animal, los investigadores pueden comprender mejor qué impulsa la productividad, la calidad, la resistencia al clima y a las plagas y las enfermedades de los cultivos o el ganado. Con esta información, los científicos pueden acelerar los esfuerzos para desarrollar mejores variedades y adelantarse a las amenazas relacionadas con el clima y las enfermedades.
En la conferencia, la científica de trigo Philomin Juliana compartió sus hallazgos sobre la identificación exitosa de nuevas regiones cromosómicas significativas para el rendimiento del trigo y la resistencia a las enfermedades utilizando el mapa completo del genoma del trigo. Juliana y sus colegas han creado una colección de información genética y marcadores disponibles gratuitamente para más de 40 000 líneas de trigo que acelerarán los esfuerzos para producir variedades de trigo superiores. También discutió el valor de las herramientas de fenotipado genómico y de alto rendimiento para las estrategias actuales de mejoramiento adoptadas por el CIMMYT para desarrollar trigo resistente al clima.
La científica principal Sarah Hearne habló sobre un uso más inteligente de la exploración de los bancos de germoplasma para el mejoramiento. Los bancos de germoplasma son reservas de variación de plantas nativas que representan la historia evolutiva de los cultivos que comemos. Son una fuente vital de información genética que puede acelerar el desarrollo de cultivos mejores y más resistentes. Sin embargo, no es fácil para los mejoradores y científicos identificar o acceder a la información genética que necesitan. Al usar toda la información genotípica del banco de germoplasma, datos climáticos a largo plazo de los orígenes de las semillas del banco y nuevos métodos de análisis, Hearne y sus colegas pudieron identificar material genético de élite para mejorar variedades de maíz resistentes al clima. Actualmente, están ampliando este enfoque para probar el valor de estos datos, optimizar los programas de mejoramiento y acelerar el desarrollo de cultivos mejorados.
El científico distinguido José Crossa discutió los últimos modelos y métodos para combinar información fenómica y genómica para acelerar el desarrollo de variedades de cultivos resistentes al clima. Destacó el uso de la red neuronal artificial —un modelo inspirado en el cerebro humano— para modelar la relación entre las señales de entrada y de salida en los cultivos. También discutió un índice de selección fenotípica y genómica que puede mejorar la respuesta a la selección y las ganancias genéticas esperadas para todos los rasgos genéticos de una planta de manera simultánea.
El científico principal Kanwarpal Dhugga habló sobre los enfoques para mejorar la resistencia contra la necrosis letal del maíz en África. La necrosis letal del maíz es una enfermedad agresiva que apareció por primera vez en Kenia en 2011 devastando la producción de maíz. Desde entonces, se ha extendido a los países vecinos. Bajo una subvención de la Fundación Bill & Melinda Gates, Dhugga y sus colegas del CIMMYT y Corteva Agriscience han identificado una pequeña región genómica que explica más del 50% de la variación en la resistencia a la necrosis letal del maíz. Actualmente, están validando algunos genes candidatos en esta región. Una vez hecho, utilizarán la edición de genes directamente en líneas de élite del este de África para acelerar el desarrollo de híbridos de maíz mejorados y resistentes a las enfermedades.
El mejorador genómico Umesh Rosyara demostró el proceso de selección genómica y otras herramientas en un taller sobre la herramienta de aplicación de marcadores y gestión de datos genómicos Galaxy. El software, desarrollado por la plataforma de Excelencia en Mejoramiento (EiB en inglés), integra un conjunto de herramientas de análisis bioinformático, paquetes R —un entorno de software libre para computación estadística y gráficos— y herramientas de visualización para gestionar la selección genómica (GS) de rutina y análisis de estudios de asociación del genoma completo (GWAS). Esto permite que los mejoradores de cultivos y los científicos genómicos sin experiencia en programación realicen estos análisis y creen flujos de trabajo específicos para los cultivos.
“PAG es actualmente la principal conferencia internacional que habla sobre la genómica de cultivos y ganado, por lo que es una oportunidad invaluable para conectarse y compartir ideas con colegas de investigación y mejoramiento en todo el mundo”, dijo Hearne. “También es un foro importante para resaltar cómo estamos vinculando el flujo ascendente y el campo, y ayudar a otros a hacer lo mismo”.
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