La producción mundial de trigo puede duplicarse
El ajuste de sus genomas ayudaría a las variedades regionales de trigo a alimentar a la creciente población
Un análisis inédito del potencial genético sin explotar del trigo muestra que el rendimiento mundial es sólo la mitad de lo que podría ser.
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El equipo de expertos internacionales, dirigido por el centro de investigación británico Rothamsted Research, afirma que esta "brecha genética en el rendimiento" podría cerrarse mediante el desarrollo de variedades de trigo adaptadas a cada región, utilizando la enorme variación genética disponible en los bancos de genes de trigo mundiales e históricos con técnicas modernas como la mejora genética y la edición de genes.
El Dr. Mikhail Semenov y la Dra. Nimai Senapati, que han codirigido este estudio, definen el "potencial de rendimiento genético" de un cultivo como el mayor rendimiento que puede alcanzar una variedad idealizada, es decir, una planta con un genoma óptimo que le permita captar el agua, la luz solar y los nutrientes de forma más eficiente que cualquier otra.
El Dr. Semenov dijo: "Las variedades de trigo actuales sólo están, por término medio, a medio camino en cuanto a los rendimientos que podrían producir, debido a los desajustes entre su genética y las condiciones locales de cultivo del trigo".
"La producción mundial de trigo podría duplicarse mediante la mejora genética de los cultivares locales de trigo, sin aumentar la superficie mundial de trigo".
A partir de los datos existentes sobre la contribución de los distintos genes a los rasgos individuales de las plantas, como el tamaño, la forma, el metabolismo y el crecimiento, los investigadores realizaron millones de simulaciones por ordenador para diseñar plantas de trigo "perfectas" adaptadas a sus entornos locales.
Cuando se compararon con el rendimiento de los cultivares adaptados localmente, en todos los casos descubrieron que las variedades de trigo actuales tenían un rendimiento de grano inferior, con una evidente "brecha genética de rendimiento" entre la realidad y la posibilidad.
Según el Dr. Senapati, cerrar la brecha de rendimiento genético contribuiría en gran medida a alimentar a la creciente población mundial y reduciría la presión para convertir los hábitats silvestres en tierras de cultivo.
El trigo es el cultivo más extendido del mundo y, en términos de consumo humano, es el segundo más importante después del arroz, con cosechas mundiales del orden de 750 millones de toneladas.
Desde la "Revolución Verde" de los años 60, el rendimiento se ha triplicado de media, pero este estudio sugiere que aún queda mucho por hacer.
Es la primera vez que se realiza un análisis de este tipo a nivel mundial. El estudio, publicado en Nature Food, analiza un total de 53 regiones productoras de trigo en 33 países y abarca todos los entornos de cultivo de trigo del mundo.
Utilizando un modelo de trigo de última generación, llamado Sirius, el equipo calculó primero el rendimiento potencial de un total de 28 variedades de trigo de uso común cultivadas en estos lugares, suponiendo las mejores condiciones de cultivo posibles para cada una.
Así se obtuvieron cosechas de menos de cuatro toneladas en Australia y Kazajstán, frente a las 14 toneladas de trigo producidas por hectárea en Nueva Zelanda.
A continuación, diseñaron variedades locales "idealizadas" dentro de su modelo, que optimizaban varios rasgos de la planta que contribuyen al rendimiento y cuya genética subyacente permitirá ser mejorada por los fitomejoradores.
Las simulaciones se basaron en amplios datos sobre la variación genética natural que sustenta los rasgos. Entre ellos se encontraban la tolerancia y la respuesta a la sequía y el estrés térmico, el tamaño y la orientación de las hojas superiores que captan la luz y el momento en que se producen los principales acontecimientos del ciclo vital.
Los resultados mostraron que, optimizando estos rasgos clave, las diferencias de rendimiento genético podrían oscilar entre el 30 y el 70% en los distintos países, con una diferencia de rendimiento genético media mundial del 51%. Por lo tanto, la producción mundial de trigo podría duplicarse si se aprovechara esta diferencia de rendimiento genético existente para lograr la seguridad alimentaria mundial de forma sostenible.
"No es de extrañar que los países con los rendimientos actuales más bajos sean los que más se beneficien de la reducción de sus diferencias de rendimiento genético", afirma el Dr. Senapati.
"Dicho esto, incluso las mejoras en aquellos países con una brecha de rendimiento genético media, del 40 al 50%, pero con una gran proporción de la superficie mundial de cosecha de trigo -como los principales productores, India, Rusia, China, EE.UU., Canadá y Pakistán- tendrían un efecto sustancial en la producción mundial de trigo debido a las mayores superficies de cultivo de trigo implicadas."
Antes de este estudio, se desconocía la magnitud de estas brechas genéticas de rendimiento a escala nacional y mundial.
La idea de la brecha de rendimiento genético contrasta con el concepto ya conocido de brecha de rendimiento tradicional debida a una gestión subóptima, en la que las cosechas son menores que el mejor de los casos como consecuencia de factores como las plagas o las enfermedades, la falta de nutrientes o la siembra o la cosecha en el momento equivocado.
"Nuestro análisis sugiere que estas diferencias de rendimiento genético debidas a una adaptación genética subóptima podrían ser, en términos relativos, tan grandes como la diferencia de rendimiento tradicional debida a una gestión imperfecta de los cultivos y el suelo", afirma el Dr. Semenov.
"El trigo se domesticó por primera vez hace unos 11.000 años, pero a pesar de ello -y por no hablar de la secuenciación de todo su genoma en 2018- el cultivo aún está lejos de estar en su "mejor momento genético"", añadió.
En el estudio participaron también destacados expertos en trigo de Australia, Dinamarca, Francia, Alemania, Países Bajos y México.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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