El pastoreo de pastizales tropicales por parte del ganado proporciona alimento para millones de personas y medios de subsistencia para un gran número de agricultores y pequeños productores en los países en desarrollo. Los pastos y los pastizales tienen una profunda influencia en el medio ambiente. Como la vegetación dominante en gran parte de la tierra del mundo, cubriendo áreas desde llanuras aluviales hasta tierras altas, los pastizales son algunos de los tipos de vegetación ambientalmente más importantes y sensibles. Los pastizales son pastoreados por animales utilizados para la alimentación humana y, a menudo, no son aptos para otras actividades agrícolas, por lo que, a pesar del reciente llamamiento del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático para que las personas coman menos carne, la producción animal en los pastizales seguirá siendo importante para las economías y el suministro de alimentos para el futuro previsible. Además, el pastoreo suele ser fundamental para mantener los paisajes y maximizar la biodiversidad de los pastizales. Los pastizales brindan servicios ecosistémicos como la estabilización del suelo, la prevención de la erosión y la purificación y la desaceleración del flujo de agua. Es vital que los pastizales sean tan productivos y ambientalmente sostenibles como sea posible. La agricultura debe ser eficiente para minimizar el uso de la tierra al tiempo que garantiza una producción de alimentos confiable y mantiene los medios de subsistencia en un clima cambiante.
Incluso pequeñas mejoras en el rendimiento de los pastos mediante la mejora genética de las gramíneas pueden generar beneficios económicos y ambientales, ya sea a través del impacto de las gramíneas mismas, incluida la reducción del uso de herbicidas, pesticidas y fertilizantes, o mediante la reducción de la presión para aumentar las áreas cultivadas. . Un mejor pastoreo puede reducir la necesidad de cultivos extensivos, aproximadamente un tercio de los cuales son para alimentar a los animales. La mejora de los pastos puede provenir de la explotación de la biodiversidad genética, encontrando y reuniendo rasgos de beneficio ecológico y mayor productividad. Nuestro proyecto de investigación implica una asociación entre CIAT (El Centro Internacional de Agricultura Tropical) con sede en Colombia, y las instituciones del Reino Unido, la Universidad de Leicester, Rothamsted Research, el Instituto Earlham y el Centro de Ecología e Hidrología. Estamos adoptando un enfoque triple para mejorar las gramíneas forrajeras tropicales, con un enfoque en la Panicum y braquiaria (urocloa) géneros: estamos midiendo la diversidad genética presente en las especies; identificando caracteres críticos relacionados con el medio ambiente, la productividad y la economía rural; y desarrollando enfoques mejorados para la cría y selección, para identificar los mejores caracteres que mejorarán las variedades de pastos para los agricultores.
Además de la productividad y la resistencia a enfermedades, analizamos la importancia y la base genética de diversos caracteres relacionados con el medio ambiente y la sostenibilidad. Nuestro trabajo es de importancia global, pero a corto plazo contribuirá al programa de mejoramiento de pastos de clase mundial del CIAT. Entre los caracteres que se investigarán se incluyen las características genéticas relacionadas con la nitrificación del suelo, la resistencia a la sequía, la tolerancia al encharcamiento, la alelopatía (cómo compiten las plantas con sus vecinas utilizando sus propios químicos) y la resistencia a insectos (en particular, al salivazo chupador de savia). También analizaremos la genética de los pastos relacionada con los animales de pastoreo, como el contenido lipídico de las hojas, que afecta las emisiones de metano (gas de efecto invernadero) de las vacas, y las modificaciones de la pared celular que afectan la digestibilidad. Caracteres como la productividad y la digestibilidad de los pastos determinan la cantidad de ganado que puede albergar la pastura, y el aumento de la producción reduce la presión para convertir hábitats naturales biodiversos, como los bosques, en tierras de cultivo. Nuestro proyecto también analizará las razones por las que los agricultores no utilizan semillas mejoradas de pastos; este análisis proporcionará información clave para garantizar el mejor uso del conocimiento adquirido durante el proyecto y respaldar así las futuras iniciativas de mejoramiento de pastos en el CIAT. Por tanto, este proyecto contribuye al desarrollo económico mejorando los medios de vida y el medio ambiente de los agricultores y las comunidades en general.
El CIAT cuenta con uno de los bancos de germoplasma más completos de gramíneas forrajeras tropicales, y estos recursos de germoplasma son fundamentales para encontrar caracteres nuevos y útiles que explotar. Estos recursos están disponibles para el beneficio mundial. Desde el trabajo de Norman Borlaug, ganador del Premio Nobel, en el instituto hermano del CIAT, CIMMYT (Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo) con sede en México, hemos visto el impacto global positivo del mejoramiento genético. En nuestro proyecto hemos medido la diversidad de todos los genes en más del 10% de la colección de germoplasma. Esta enorme cantidad de datos, más de 500 mil millones de bases de ADN, se hizo pública en enero de 2019 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject/513453Otro desafío es determinar qué plantas tienen potencial para cruzarse entre sí con fines de mejoramiento genético. En la siguiente fase del proyecto, utilizaremos técnicas modernas para determinar cuáles son las mejores gramíneas para programas de mejoramiento genético. Utilizaremos información sobre los genes de las gramíneas para desarrollar una plataforma de genotipado que agilizará los métodos de selección de plantas progenitoras para producir variedades mejoradas. La tecnología de las plataformas de genotipado está revolucionando el fitomejoramiento, y nuestro proyecto nos permitirá aplicar la genotipificación y la tecnología de mejoramiento asistido molecular a las gramíneas forrajeras tropicales.
Como ha escrito el Dr. Rubén Echeverría, Director General del CIAT, “La ganadería proporciona gran parte de la proteína necesaria para la nutrición equilibrada de la población mundial y es una parte importante de la economía en las zonas rurales. Al mismo tiempo, suele estar asociado a problemas ambientales como la deforestación y las altas emisiones de gases de efecto invernadero. Creemos que la intensificación sostenible de la producción ganadera reducirá el impacto ambiental al tiempo que responde a los requisitos de alimentos proteicos de una población en crecimiento en todo el mundo”. La profesora Alison Goodall, jefa del Departamento de Genética y Biología del Genoma de la Universidad de Leicester, Reino Unido, agrega: “La investigación propuesta se alinea fuertemente con los principales temas de la seguridad alimentaria y la investigación que apoya el desarrollo económico de los países en desarrollo, generando soluciones a los desafíos globales. a través de investigación de clase mundial y actividades de impacto”.
Mejorar mejores cultivos es una tarea a largo plazo, y el CIAT ya cuenta con proyectos de mejoramiento de gramíneas forrajeras tropicales. Nuestro proyecto está diseñado para complementar y acelerar la reproducción mediante la explotación de una amplia biodiversidad y las últimas tecnologías genómicas rentables, lo que conduce a través de mejoras en los pastos forrajeros a una mayor seguridad alimentaria, reducción de la pobreza rural y uso eficiente y sostenible de la tierra como pasto.
Agradecimientos
Esta investigación está financiada por el Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas del Reino Unido a través del programa de sistemas agrícolas tropicales sostenibles del Fondo RCUK-CIAT Newton-Caldas. /R022828/1.
El proyecto es una colaboración entre los co-PI Dr. Rowan Mitchell (Rothamsted Research), Dra. Jill Thompson (Centro de Ecología e Hidrología CEH), Dr. José de Vega (Earlham Institute) y Pat Heslop-Harrison (Universidad de Leicester) con contribuciones particulares a la investigación de la Dra. Paulina Tomazewska (Leicester) y el Dr. Till Pellny (Rothamsted). Los socios del CIAT involucrados en la investigación son el Dr. Michael Peters, la Dra. Valheria Castiblanco, el Dr. Jacobo Arango, el Dr. Stefan Burkart, el Dr. Lou Verchot, el Dr. Joe Tohme y el Dr. Juan Andrés Cardoso.
