Perspectiva General

Durante el siglo XX, los bancos de genes nacionales, regionales e internacionales establecieron importantes colecciones para la mayoría de los cultivos a fin de garantizar la conservación de los recursos fitogenéticos. Sin embargo, el uso de esta dotación genética de cultivos sigue siendo limitado debido a la falta de investigación sistemática para proporcionar un marco integral para la identificación e introgresión eficientes de la variación beneficiosa para su uso en el fitomejoramiento. Esto debe lograrse tanto para las características prioritarias en curso como para las características novedosas de valor agregado. Ahora hay oportunidades para desarrollar nuevos enfoques más eficientes para el mejoramiento de plantas debido a la aparición de tecnologías genómicas moleculares y avances en sistemas computacionales. El poder de la genómica molecular se realizará plenamente cuando se utilice en combinación con la genética cuantitativa clásica para integrar y analizar comparativamente la información fenotípica, pedigrí y genotípica de rasgos importantes. Cuando enseñamos fitomejoramiento, por lo tanto, debemos enfatizar la investigación y la capacitación en el uso de la diversidad de cultivos: conservación y caracterización, además del desarrollo de métodos para aumentar el ritmo y el alcance del impacto de las tecnologías integradas en semillas. Esta capacitación requerirá una amplia gama de asociaciones, lo que facilitará el aprovechamiento de nuevos recursos para aprovechar los conocimientos emergentes.

Investigaciones

La agenda de investigación para la formación práctica en fitomejoramiento debe incluir desde la biodiversidad de cultivos hasta la bioinformática, con especial énfasis en el análisis de la diversidad genética de los cultivos, así como en el desarrollo de estrategias para la conservación y utilización de los recursos genéticos en el fitomejoramiento, con la informática de fitomejoramiento como una herramienta de apoyo principal. Durante el último siglo, la evaluación de la variación en las colecciones de los bancos de genes y la investigación sobre el mejoramiento y la selección ha llevado a una gran acumulación de conocimientos y recursos genéticos. Por ejemplo, muchos programas de mejoramiento han recopilado grandes cantidades de información fenotípica y genealógica histórica sobre sus líneas de mejoramiento y algunos han conservado semillas de estas líneas. Sin embargo, rara vez estos datos fenotípicos, derivados de muchos años de ensayos en múltiples entornos, se han seleccionado e integrado adecuadamente con los datos de caracterización del genotipo y el sitio. La integración de recursos de información interdisciplinarios y una colección integral de germoplasma facilitará el desarrollo de un nuevo paradigma de fitomejoramiento basado en el conocimiento en el que las regiones genómicas definidas serán el objetivo de la manipulación específica por parte del fitomejoramiento. Por lo tanto, todos los datos disponibles, aunque a veces son irregulares, se pueden usar para el modelado retrospectivo para formar la base del desarrollo de herramientas de simulación para optimizar el diseño de los sistemas de mejoramiento y selección de los programas de mejoramiento en curso. Los pilares principales para la enseñanza de cursos de fitomejoramiento deben ser:

Biodiversidad de cultivos: conservación, caracterización e intercambio de conocimientos

• Desarrollo de enfoques evolutivos para la conservación segura y dinámica del patrimonio mundial de cultivos para las generaciones futuras a través de un mayor uso en el fitomejoramiento.
• Exploración de técnicas mejoradas para la conservación de los recursos fitogenéticos y la evaluación de la diversidad de cultivos
• Comprender la rica diversidad genética de los cultivos en el contexto de su uso en la mejora genética, como base para el desarrollo de selectores de núcleo dinámicos
• Modelización de la diversidad genética en especies de cultivos agrícolas y sus parientes silvestres para determinar el grado de variación, agrupación de germoplasma para el muestreo e identificación de áreas potenciales para búsquedas adicionales

Variación genética: acceso dirigido y utilización eficiente

• Explotar el valor sin explotar de los recursos genéticos de cultivos a través del descubrimiento de rasgos específicos estratégicamente importantes necesarios para las generaciones actuales y futuras de beneficiarios objetivo
• Análisis de la variación genética (incluido el mapeo de asociaciones para el descubrimiento de genes y la resecuenciación de genes para la minería de alelos) de rasgos objetivo en los respectivos acervos genéticos para facilitar su posterior uso "inteligente" en el mejoramiento de plantas.
• Evaluar métodos innovadores de mejora genética de cultivos que conducirán a la construcción de "bloques de germoplasma estratégicos" a través de la utilización de la variación "exótica" no utilizada
• Encontrar biotécnicas ecológicas que faciliten la manipulación genética de las plantas

Mejora de la informática: construcción de un vínculo funcional entre la biodiversidad y la mejora vegetal

• Determinar el uso óptimo de datos moleculares, genéticos, fenotípicos y genealógicos para las colecciones de germoplasma de "extracción"
• Convertir los datos en conocimientos y habilidades mediante la visualización de los resultados de la descripción del genoma de todo el cultivo que conducirá a una mejor comprensión de las interacciones gen × genotipo × medio ambiente, de gran utilidad en el mejoramiento de plantas
• Simulación de enfoques de mejoramiento basados ​​en el conocimiento para ayudar a los programas de mejoramiento genético a elegir los genotipos parentales, los sistemas de mejoramiento y los procedimientos de selección más apropiados
• Participar en la mejora de los sistemas de información de cultivos y las plataformas informáticas a través de un marco holístico en el que orientar el desarrollo de tales herramientas, especialmente para garantizar interpretaciones biológicas generales.

Educación... y conciencia pública

Necesitamos cada vez más profesionales con habilidades holísticas e interdisciplinarias para impulsar el mejoramiento de cultivos. Es necesario enseñar el pensamiento sistémico integrado tanto en pregrado como en posgrado. El aprendizaje electrónico (mediante el uso de sistemas web) también debería estar disponible como una herramienta de apoyo y llegar a estudiantes de todas partes, especialmente mediante módulos interactivos que permitan a los usuarios acceder al conocimiento y autoevaluar su desempeño. Asimismo, necesitamos materiales de sensibilización para educar y sensibilizar al público en general y a los responsables políticos sobre la necesidad de conservar y utilizar sosteniblemente los recursos genéticos de los cultivos mediante el fitomejoramiento. Esto podría conducir a la movilización de recursos para grandes colaboraciones de investigación nacionales, continentales e internacionales con los sectores público y privado.

Puede saber más sobre la investigación del Departamento de Fitomejoramiento y Biotecnología en la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas (en sueco).