En un nuevo estudio, científicos reportan avances significativos en la transferencia de rasgos de resistencia a enfermedades y estrés desde parientes silvestres de varias leguminosas a sus variedades domesticadas.
Por un lado, seleccionar características deseables específicas, tales como alto rendimiento, puede aumentar la productividad del cultivo. Pero otros rasgos importantes, como la resistencia a las plagas, se pueden perder. Esto puede hacer que los cultivos sean vulnerables a diferentes tipos de estrés, como enfermedades y plagas, o los efectos del cambio climático.
Para reducir estas vulnerabilidades, los investigadores recurren a menudo a los parientes silvestres de los cultivos. Estos parientes silvestres siguen evolucionando en la naturaleza, a menudo bajo condiciones adversas. Poseen varios genes útiles para rasgos agrícolas deseables. Estos rasgos incluyen altos niveles de resistencia a las enfermedades y tolerancia a estrés ambiental.
En un nuevo estudio, científicos reportan avances significativos en la transferencia de rasgos de resistencia a enfermedades y estrés desde parientes silvestres de varias leguminosas a sus variedades domesticadas modernas. Esta investigación se llevó a cabo en el Instituto Internacional de Investigación de Cultivos para las Zonas Tropicales Semiáridas (ICRISAT) en Patancheru, India.
Las leguminosas, como el garbanzo, guandú y el maní, están entre los pocos cultivos que crecen bien en las escasas lluvias y suelos marginales de los trópicos semiáridos. Pero se enfrentan a desafíos significativos, dice Shivali Sharma, autor principal del estudio.
«Los cultivos de legumbres son golpeados duramente por enfermedades, plagas de insectos, sequía, estrés por calor y salinidad», dice Sharma. «Además, las regiones semiáridas son altamente vulnerables al cambio climático». Estos factores limitan los cultivos de leguminosas.
Hay varios parientes silvestres de estos cultivos que son resistentes a plagas y enfermedades. «Hay una necesidad urgente de encontrar e introducir estos genes útiles de parientes silvestres en variedades de cultivo», dice Sharma. Esto mejoraría la resiliencia de las variedades de leguminosas domésticas y mantendría la agricultura en estas regiones.
Puede ser muy difícil (y muchas veces imposible) desarrollar directamente cultivos domesticados con sus parientes silvestres. Por ejemplo, de las ocho especies silvestres anuales de garbanzo, sólo una es fácilmente cruzable con el garbanzo cultivado y produce descendencia fértil.
Del mismo modo, las variedades silvestres de maní son resistentes a las infecciones por hongos. Pero el cruce directo del cacahuete silvestre y domesticado es desafiante debido a las diferencias en cómo se envasa el ADN en sus células. Además, estas especies no se cruzan bien con los cultivares agrícolas.
La mayoría de las variedades silvestres de maní son diploides: su ADN se organiza en dos conjuntos de cromosomas por célula, al igual que en los seres humanos. Durante la reproducción, un conjunto proviene del parental masculino y el otro conjunto del parental femenino.
Las plantas de maní domesticado, por otro lado, son tetraploides. Sus células contienen cuatro conjuntos de cromosomas. Los conjuntos de cromosomas en cada célula (llamada ploidía) hace que sea difícil cruzar directamente variedades silvestres y domésticas de maní.
«Se necesita mucho tiempo y recursos para superar desafíos como estos», dice Sharma. «Eso hace a menudo a los mejoradores renuentes a utilizar directamente especies silvestres en programas de fitomejoramiento.»
Los programas de pre-mejoramiento, como el de ICRISAT, invierten su tiempo y habilidad en los parientes silvestres. Sharma y sus colegas criaron variedades de maní salvaje cuyas células tienen cuatro conjuntos de cromosomas. Luego identificaron cuáles de estas variedades silvestres tetraploides también eran resistentes a las infecciones fúngicas. A continuación se cruzaron con variedades de maní cultivado para desarrollar nuevas líneas de reproducción con buena resistencia y rendimientos. Los fitomejoradores pueden ahora cruzar directamente estas líneas resistentes a los hongos con el maní domesticado para crear nuevas variedades.
«Los parientes silvestres de los 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 leguminosas, ya que proporcionan una gran cantidad de beneficios. Por ejemplo, las bacterias en sus nódulos de raíz extraen nitrógeno atmosférico valioso. Esto 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. Combinado con los cereales, son una dieta sostenible para la gente en todo el mundo.
Y «los programas de pre-mejoramiento son el primer paso para mejorar la nutrición y la resistencia de las variedades de leguminosas modernas», dice Sharma.