Los bancos de genes de todo el mundo hacen una importante contribución a la conservación de la diversidad biológica.
por el Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Investigación de Plantas de Cultivo
Solo en el Banco Federal de Genes Ex situ del Instituto IPK Leibniz se conservan más de 150.000 variedades antiguas. Además de los rasgos negativos, las variedades antiguas y exóticas poseen muchas variantes genéticas valiosas que se han perdido en las variedades modernas pero que pueden ser cruciales para la producción de plantas en el futuro. Pero, ¿cómo se puede aprovechar este tesoro oculto de valiosa biodiversidad para la agricultura?
Esta es la pregunta que ha estado investigando un equipo de investigación liderado por el IPK. En un enfoque interdisciplinario que involucró a fitomejoradores, genetistas de plantas, fitopatólogos y bioinformáticos, lograron detectar nueva biodiversidad de variedades antiguas para determinar el rendimiento y la resistencia a la infestación de la roya amarilla con el fin de aprovecharla para la producción de cultivos. Los resultados fueron publicados en la revista Nature Genetics .
Gracias a la financiación continua del trabajo durante seis años hasta ahora por parte del Ministerio Federal de Educación e Investigación, fue posible probar la extensa colección del Instituto IPK Leibniz de variedades antiguas de trigo para determinar su rendimiento y resistencia a la roya amarilla en el laboratorio. sino también en ensayos de campo .
«Esto requirió un golpe maestro logístico de todos los participantes del proyecto y muchos enfoques innovadores para evaluar el potencial de las variedades antiguas sin efectos disruptivos», dice el Dr. Albert Schulthess, primer autor del estudio. Para determinar el potencial de rendimiento, las variedades antiguas se cruzaron con variedades élite adaptadas, por ejemplo. Solo entonces se hizo claramente visible el potencial de rendimiento de las variedades antiguas.
Y eso no es todo: los investigadores utilizaron los resultados para desarrollar líneas puente para el mejoramiento de trigo a partir de antiguas variedades prometedoras, cruzándolas con variedades actuales. El rendimiento de la progenie resultante sorprendió a los investigadores: «Observamos mayores rendimientos en algunas líneas puente en comparación con importantes variedades de élite actuales», dice el Dr. Albert Schulthess, científico del grupo de investigación «Genética cuantitativa».
El Prof. Dr. Jochen Reif, coordinador del consorcio y jefe del grupo de investigación, está convencido de que, gracias a la participación de las dos empresas de mejoramiento, se puede aumentar la biodiversidad del grupo de élite mediante el uso de nuevas y valiosas variaciones genéticas de las líneas puente. : «Esto es de gran importancia para abordar los enormes problemas que el cambio climático plantea a la agricultura«.
Los resultados del estudio permiten dar un gran paso hacia la agricultura con menos o ningún uso de pesticidas . «A través de la secuenciación integral de variedades antiguas y nuevas en combinación con los valiosos datos de campo, pudimos identificar posibles variantes genéticas nuevas para la resistencia a la infestación de la roya amarilla», dice el Dr. Albert Schulthess. Esto no hubiera sido posible sin la decodificación del genoma del trigo, en la que el Instituto IPK Leibniz tuvo un papel destacado.
«Con las nuevas regiones del genoma que descubrimos en algunas variedades antiguas, podemos diversificar el sistema inmunológico del trigo», explica el Prof. Dr. Jochen Reif.
Sin embargo, todavía hay desafíos considerables que superar antes de que los nuevos genes de resistencia puedan usarse en la producción de plantas. Por ejemplo, los genes de resistencia deben validarse e incorporarse al fondo de las líneas élite. Idealmente, al mismo tiempo se obtendría una comprensión más profunda de la naturaleza de la respuesta de defensa. Esto permitiría utilizar las nuevas fuentes de resistencia a largo plazo.
Más información: El premejoramiento basado en la genómica desbloquea la diversidad en los bancos de genes para la mejora del trigo,
Nature Genetics (2022). DOI: 10.1038/s41588-022-01189-7
