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Los avances genómicos en la ciencia de las semillas mejoran la productividad de los cultivos y la seguridad alimentaria

Durante miles de años, los agricultores han trabajado para perfeccionar sus cultivos lo cual, hoy en día, es llevado a cabo por científicos, que utilizan los últimos avances para mejorar la base de la civilización: las semillas.

EEUU - 17/02/2021
Mejora vegetal
Un equipo de científicos investiga cómo criar quinua para que sea más tolerante al calor, ya que algunas áreas han experimentado un aumento lento de las temperaturas o picos de temperatura más frecuentes y extremos./ Foto: Kevin Murphy








Tu cereal matutino o avena. El pan de tu sándwich. Los chips de maíz para la merienda y las galletas de postre. Ninguno sería posible con el más humilde de los ingredientes: la semilla.

Semillas como el trigo, el arroz y el maíz proporcionan directamente alrededor del 70% de las calorías que ingieren las personas todos los días. Y, en última instancia, proporcionan casi cada bocado de comida, ya sea proporcionando alimento para el ganado o convirtiéndose en frutas y verduras. No es exagerado decir que sin semillas, la civilización sería imposible.

Pero las semillas necesitan nuestra ayuda. Están bajo presión por el cambio climático y bajo presión para alimentar a una población en crecimiento.

Decenas de científicos dedicados pasan sus carreras trabajando para mejorar las semillas. Están utilizando los últimos avances científicos para hacer semillas más grandes, más nutritivas y más resistentes al estrés.

Rodomiro Ortiz estudia cómo el fitomejoramiento puede ayudar a alcanzar estos objetivos. Su investigación se publicó recientemente en Crop Science, una revista de la Crop Science Society of America.

Como ciencia detrás de las mejoras de semillas, el fitomejoramiento es la base para garantizar que la agricultura satisfaga las necesidades de la humanidad.

“Las semillas generadas a partir del fitomejoramiento tienen rasgos deseados que permiten aumentos de productividad, reducen la desnutrición humana, mejoran la diversidad genética en los ecosistemas y aseguran la producción sostenible de alimentos bajo el espectro del calentamiento global”, dice Ortiz.

El fitomejoramiento clásico no agrega ADN adicional como lo hace la ingeniería genética. En cambio, los fitomejoradores cruzan plantas que tienen características únicas y fuertes para crear una nueva planta con varias características beneficiosas. El mismo proceso ha sido utilizado por agricultores y científicos durante miles de años para producir mejores cosechas.

Pero hoy, los fitomejoradores tienen acceso a más información y más herramientas que nunca. Por ejemplo, el uso generalizado de la secuenciación de ADN proporciona a los fitomejoradores enormes cantidades de datos sobre genes útiles. Al descubrir qué genes dan lugar a qué rasgos útiles, los fitomejoradores pueden desarrollar nuevas variedades de cultivos mucho más rápidamente.

“El conocimiento de la biología de las semillas derivado del genoma puede mejorar la productividad de los cultivos, para mejorar el suministro de alimentos y nutrición a través del fitomejoramiento”, dice Ortiz.

Pero los genes son solo una pieza del rompecabezas. Los científicos como Ortiz necesitan saber cómo crece la planta y cómo se ve. En el pasado, los científicos podrían haber podido observar fácilmente y decir que una planta tenía, por ejemplo, semillas más grandes. Pero hoy en día, mejorar las semillas requiere cada vez más detalles.

Ingrese al fenotipado, la ciencia de la medición. El fenotipo de una planta es la expresión completa de sus genes en su entorno. La altura y el color de la planta. El peso y la forma de sus semillas. Su tendencia a resistir o sucumbir a la enfermedad: todos estos son el fenotipo.

La captura de esta información requiere mucho tiempo. Algunos de estos rasgos son imposibles de ver para los humanos. Y las semillas en particular son tan pequeñas que medirlas a mano no es realista. La tecnología viene al rescate.

“El fenotipado de las características de las semillas es un obstáculo importante para el análisis sistemático de la variación de las semillas”, dice Ortiz. "Los avances en la tecnología de imágenes digitales pueden medir automáticamente una variedad de parámetros de forma utilizando imágenes de semillas de alta resolución".

Con estas herramientas en la mano, los fitomejoradores pueden mejorar las semillas y desarrollar nuevas variedades de cultivos más rápido que nunca. Ortiz prevé hacer las semillas más grandes, para que cada una tenga más calorías para alimentar a las personas. Las semillas más grandes también pueden ayudar a la próxima generación de cultivos a crecer rápidamente en los campos, listos para producir un gran rendimiento. Y los criadores de plantas están tratando de hacer que las proteínas de las semillas sean más nutritivas o que las grasas dentro de las semillas sean lo suficientemente estables como para durar más en los estantes de las tiendas de comestibles.

Cada una de esas mejoras significa semillas más fuertes y mejores alimentos para más personas. Entonces, con su próxima cucharada de avena masticable, considere la humilde semilla, y la tecnología avanzada y el conocimiento, detrás de cada bocado.

Rodomiro Ortiz es profesor de fitomejoramiento en la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas. Este trabajo fue apoyado por la Science Foundation Ireland, el Irish Research Council, el Natural Sciences and Engineering Council of Canada y la Manitoba Wheat and Barley Growers Association.

Fuente: ASA/CSSA/SSSA

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