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Nuevo análisis genético global avanza el desarrollo de trigo resistente a la roya amarilla

Una hoja de trigo infectada con roya amarilla. Foto: Thomas Lumpkin / CIMMYT

Un nuevo análisis realizado por científicos del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) publicado en Scientific Reports proporciona información valiosa y un profundo recurso de información genética global para aumentar la velocidad y la precisión de los esfuerzos para producir trigo resistente a la roya amarilla.

Wheat.org / 13 de julio de 2020.- La roya amarilla, también conocida como estriado de las rayas, es una enfermedad fúngica potente y generalizada que amenaza al trigo en todo el mundo. El patógeno fúngico que causa la roya (Puccinia striiformis) prevalece en más de 60 países, y se estima que el 88% de la producción mundial de trigo se considera vulnerable, con pérdidas de hasta el 100%.

Varios factores, incluidas las condiciones climáticas favorables, la adaptación de las razas existentes y la aparición de nuevas, y un clima cambiante, han causado un aumento reciente en los brotes severos. Los agricultores pueden usar fungicidas y prácticas de manejo agrícola para combatir el hongo, pero sembrar semillas resistentes es ampliamente considerado como la forma más rentable, ambientalmente segura y sostenible de vencerlo.

Un nuevo análisis realizado por científicos de trigo en el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) publicado en Scientific Reports proporciona información valiosa y un profundo recurso de información genética para aumentar la velocidad y la precisión de los esfuerzos para producir trigo resistente a la roya amarilla.

Para comprender la base genética compartida de la resistencia a la roya amarilla a lo largo del tiempo y en tres regiones geográficas, los científicos del CIMMYT realizaron un gran estudio de asociación de todo el genoma aprovechando un conjunto de datos de 43,706 observaciones en 23,346 líneas de trigo evaluadas entre 2013 y 2019 en sitios en India, Kenia y Mexico

Encontraron más de 100 marcadores repetibles de todo el genoma (es decir, estadísticamente significativo en múltiples conjuntos de datos del genoma) asociados con la roya amarilla que se alinearon con el genoma de referencia del trigo.

“Estos hallazgos representan un avance significativo en nuestro conocimiento sobre la genética de la resistencia a la roya amarilla en el trigo harinero y brindan oportunidades emocionantes para diseñar futuras estrategias de mejoramiento basadas en la genómica para abordar la roya amarilla”, dijo la científica de trigo del CIMMYT Philomin Juliana, autor principal de la publicación.

Los científicos del trigo del CIMMYT han estado mejorando la resistencia a la roya amarilla desde principios de la década de 1970. El mejoramiento convencional para resistencia es un proceso minucioso que implica cruzar líneas parentales de trigo con genes de roya de acción lenta, seleccionar plantas de primera generación que exhiben resistencia en Toluca, México, y luego someter a las generaciones avanzadas a un cribado intenso en sitios como Karnal (en colaboración con el Instituto Indio de Investigación de Trigo y Cebada) y Ludhiana (en colaboración con el Instituto Borlaug para Asia del Sur) en India; Njoro en Kenia; y Celaya (en colaboración con el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agricolas y Pecuarias), El Batán y Toluca en México. La identificación de genes relacionados con la resistencia puede aumentar la eficiencia de este proceso de selección, dando a los mejoradores una ventaja al permitirles comenzar el proceso de cruce con variedades que tienen más probabilidades de tener genes de resistencia.

En el estudio, los científicos del trigo también realizaron “huellas dactilares alélicas” en el panel más grande de líneas de mejoramiento de trigo hasta la fecha: 52.067 líneas, caracterizándolas genómicamente a la roya amarilla. Los datos resultantes crean oportunidades utilizando marcadores moleculares para identificar variedades con combinaciones deseadas de genes de resistencia.

“Esta información avanza nuestro conocimiento sobre la genética de la resistencia a la roya amarilla en miles de líneas de trigo, y tiene implicancias importantes para el diseño futuro de cruces y variedades resistentes”, dijo Juliana.

En general, los marcadores y las huellas digitales identificadas en este estudio son un recurso valioso no solo para los mejoradores del CIMMYT sino también para la comunidad mundial de mejoramiento de trigo en sus esfuerzos por acelerar la mejora de la resistencia a roya amarilla.

Este trabajo fue posible gracias al generoso apoyo del proyecto Delivering Genetic Gain in Wheat (DGGW) financiado por la Fundación Bill & Melinda Gates y el Departamento de Desarrollo Internacional del Reino Unido (DFID) y administrado por la Universidad de Cornell; la Iniciativa Feed the Future de la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional; y el apoyo de genotipado del Dr. Jesse Poland del laboratorio de innovación de la Universidad Estatal de Kansas.

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