La reproducción y el uso de la biodiversidad en cultivos propagados vegetativamente es un desafío particular, con muchos cultivares de las plantas cultivadas en todo el mundo 'mejoradas' solo en el sentido de ser seleccionadas de variedades locales. Los cultivos a menudo tienen bases genéticas estrechas. Una combinación de esterilidad y, cuando se encuentran parientes fértiles, la dificultad de restaurar los rasgos básicos de domesticación en cualquier cruzamiento significa que los programas de reproducción han tenido un éxito limitado. Esta semana estoy en la reunión final de un programa sobre herramientas moleculares para mejorar la calidad de los cultivos de propagación vegetativa más importantes del mundo: banano (y plátano, Musa especie) y yuca (manihot o tapioca, Manihot esculenta). Juntos, estos cultivos proporcionan una gran proporción de las calorías consumidas en Asia y África, y la mayoría son cultivados por pequeños agricultores para su propio consumo o como cultivo comercial local en países de bajos ingresos y con escasez de alimentos, particularmente en África subsahariana y Asia. . Sin embargo, en comparación con otros cultivos básicos, incluidos los cereales, la comprensión de la diversidad natural y las estrategias para obtener variedades mejoradas para la seguridad y la calidad alimentaria ha sido extremadamente limitada en el caso del banano y la yuca.
La reunión es parte de un Proyecto de Investigación Coordinada (CRP) patrocinado por la Agencia Internacional de Energía Atómica, OIEA, en un Programa Conjunto con la Organización para la Agricultura y la Alimentación (FAO) de la ONU. Es uno de su serie en curso de importantes PCI que tienen como objetivo crear y compartir capacidades en la aplicación de resultados científicos y enfoques tecnológicos a la genética y el fitomejoramiento. Enumerar los orígenes de los participantes del proyecto, incluidos Indonesia, Filipinas, México, China, Cuba, Bangladesh, India, Ghana, Kenia y Nigeria, así como nuestro anfitrión Brasil y Europa, muestra el alcance global del programa y el amplio interés en el desarrollo y uso de nuevos enfoques para la mejora del banano y la yuca. Asha Nair y Chikelu Mba informaron sobre la reunión anterior en India en Current Science (2007)Brad Till ha sustituido recientemente a Chike (que se ha trasladado a la FAO) como coordinador del proyecto del OIEA, y Nicolas Roux representa a Bioversity International.
Siempre es interesante comparar los objetivos del programa con su resultado: yo fui parte de la reunión, organizada por Mirek Maluszynski, en 2004 donde se establecieron los objetivos del programa con Perry Gustafson (Missouri) y Martin Fregene (CIAT, Columbia). En los últimos seis años, se ha reconocido que la comprensión de la base genética de los caracteres asociados con los rasgos poscosecha es mucho más importante: escribí un blog sobre el desperdicio de alimentos en AoBBlog a principios de año. No previmos cuánto afectarían los nuevos métodos de secuenciación de ADN más baratos al trabajo informado por casi todos los participantes. Ciertamente, los objetivos de medir la diversidad, encontrar rasgos de valor para los agricultores y consumidores, y el desarrollo de estrategias de cultivo molecular y de tejidos, incluido el uso de mutaciones, se han alcanzado gracias al trabajo de los participantes. Aquí en Brasilia, hemos visto una gama de resultados valiosos sobre la medición de la diversidad genética usando una variedad de herramientas moleculares que ahora son aplicables a cultivos 'huérfanos' con una base de investigación restringida, y todos los oradores han mantenido la aplicación de su trabajo para en mente la liberación de cultivos genéticamente mejorados para los agricultores, con enfoques de cultivo de tejidos para la propagación y distribución de materiales mejorados que ocupan un lugar destacado. Tanto en el banano como en la yuca, la audiencia ha disfrutado de algunos resultados notables de la inducción de mutaciones utilizando rayos gamma y EMS. Ya, más de 3000 variedades de cultivos tienen (Base de datos de variedades mutantes del OIEA) han sido liberados de mutaciones inducidas. Usando dosis de radiación de 30 a 50 Gy y desarrollando nuevos protocolos de cultivo de tejidos para la propagación dentro de este proyecto, Emma Sales anticipó varias líneas basadas en variedades de banano filipinas con alteración en la pared celular y enzimas suavizantes de pulpa (poligalacturonidasas y proteasas) que aumentaron la vida útil. de plátanos maduros por varios días. Enny Sudarmonowati (Indonesia), Luiz Carvalho (Brasil) y Andrew James (México) mostraron amplios resultados sobre la diversidad de almidones en la yuca y el banano, donde el cambio de la naturaleza de los almidones tiene un impacto importante en los usos finales (sobre todo para los biocombustibles y el etanol). producción) y el valor de la cosecha. Zaochang Liu (China) mostró sus resultados con impresionantes mejoras en el rendimiento de los mutantes de radiación, aunque la estabilidad a largo plazo aún no está clara. Varios artículos (incluidos Peter Njau, Kenia y John Beeching, Reino Unido) han discutido el problema de la producción de cianuro en las hojas de yuca que se transporta a las raíces y las hace inadecuadas para el consumo, aunque John señaló que este carácter puede haber sido seleccionado sin darse cuenta porque el cianuro es una fuente de nitrógeno para la raíz y puede mejorar la calidad del almacenamiento, además de ser desagradable para los roedores y otras plagas. Los documentos de Andrew James (Brasil), Robert Miller (México), así como mi propio informe de trabajo con Mohamad Azhar (ahora en Nuclear Malaysia) han discutido el progreso para comprender algunos de los genes resistentes a enfermedades disponibles en los cultivos, trabajo que sustentará el lanzamiento de nuevas variedades en los próximos años. En banano, Mamun (Bangladesh) discutió algunos de los protocolos de cultivo de tejidos y el rendimiento de la planta de campo, mientras que nuestro colaborador Asha Nair (India) mostró datos sobre el cultivo de anteras y la producción de haploides en banano, con extensos datos moleculares sobre la pérdida de variación alélica en los cultivos. Mi propia charla se centró en el banano, cubriendo el trabajo sobre el desarrollo de marcadores en el banano (ver, por ejemplo, Domesticación del banano, 2007; y la fascinante propuesta sobre los orígenes del banano de un grupo que incluye a uno de los participantes, Jaroslav Dolezel, ver AoBBlog para una discusión (incluyendo enlaces a la yuca) y más en Los orígenes del plátano comestible híbrido y mas de Alun Salt), y pasando a discutir la base molecular de las diferencias evolutivas dentro y entre cultivares y especies.
Varios participantes han discutido la relevancia del trabajo de nuestro grupo para los Objetivos de Desarrollo del Milenio. Todos estamos comprometidos con la necesidad de investigación y mejoramiento de cultivos avanzados para respaldar el alivio de la pobreza, y más adelante discutiré el nuevo paradigma de mejoramiento de 'superdomesticación' (ver mi artículo con Duncan Vaughan y otros, 2007), donde la asociación de usuarios finales (agricultores y consumidores) y obtentores considera los requisitos ideales para una nueva variedad, que luego se entrega mediante la explotación del conocimiento de la diversidad genética y las tecnologías de mejoramiento.
Como las presentaciones están llegando a su fin, ahora pensamos en la publicación coordinada de nuestros resultados y los planes futuros para investigaciones individuales y colaboraciones. Los resultados de reuniones como esta se han publicado a menudo en los informes técnicos del OIEA, un formato que es muy especializado y no utiliza 21st enfoques del siglo XXI para hacer que la investigación de alta calidad esté totalmente disponible y sea citable, vinculada a través de una publicación web de alta calidad (en este caso, a través de Oxford University Press y Highwire Press). Por lo tanto, nuestra intención es que el trabajo discutido durante la reunión que cumpla con los estándares rigurosos de revisión por pares se publique como un grupo de artículos en la revista de acceso abierto. Plantas AoB, gracias a la generosidad del Annals of Botany empresa para patrocinar los costos de la publicación de acceso abierto y Mike Jackson como editor de la revista. Esto hará que todos los artículos estén completamente disponibles a través de Pubmed Central y todas las demás bases de datos de citas y plataformas de búsqueda, y el acceso abierto significa que la OIEA puede difundir los artículos como una colección. El trabajo es generalmente de naturaleza especializada, pero tendrá un impacto potencialmente amplio y será útil para enfoques tanto específicos como generales del mejoramiento molecular de cultivos vegetativos, por lo que estoy encantado de que exista la posibilidad de publicación en este nuevo formato.
Desde el punto de vista botánico, siempre es emocionante estar en Brasil, tanto porque es quizás el mayor 'punto caliente' de biodiversidad del mundo como porque es el productor de muchos productos agrícolas de menor costo en el mundo. Esta es mi primera visita a Brasilia, una ciudad construida sobre el cerrado como nueva capital a partir de la década de 1960. Hemos visto muchos espacios verdes en la ciudad (a través de una llovizna muy británica la mayor parte del tiempo hasta ahora, aunque 5 ° C más cálida que la mejor de nuestro verano), pero hasta ahora no hay mucha evidencia de flora nativa creciendo en el suelos lateríticos tropicales de color rojo brillante. La 'planta sensible' Mimosa pudica está floreciendo abundantemente en algunas áreas con césped, la primera vez que veo esta planta en la naturaleza, y la diversa gama de árboles leguminosos con flores que van desde el blanco hasta el azul, el rojo y el amarillo, es de lo más impresionante. Más adelante en la semana tenemos un día en el campo, por lo que seguirán más aquí.
