Mejora de la tolerancia a la sequía en la soja

Improving drought tolerance in soybean

La disponibilidad limitada de agua es un problema importante que amenaza la productividad agrícola de la soja, reduciendo el rendimiento hasta en un 40%.

Debido al cambio climático, se necesitan variedades con mejor tolerancia a la sequía, pero el fenotipado de la tolerancia a la sequía en el campo es un reto, principalmente porque las condiciones de sequía en el campo son impredecibles tanto espacial como temporalmente. Esto ha hecho que no se conozcan bien los mecanismos genéticos que rigen los rasgos de tolerancia a la sequía. El investigador Clinton Steketee, de la Universidad de Georgia, está tratando de mejorar la tolerancia a la sequía de la soja utilizando técnicas mejoradas de cribado de rasgos de tolerancia a la sequía, identificando nuevo germoplasma de soja tolerante a la sequía y aclarando qué regiones genómicas son responsables de los rasgos que ayudan a la soja a hacer frente al déficit hídrico.

¿QUÉ RASGOS SON IMPORTANTES?

Clinton y sus colegas están evaluando un panel genéticamente diverso de 211 líneas de soja en dos estados diferentes, Kansas y Georgia, durante más de dos años para ayudarle a cumplir sus objetivos de investigación. Estas 211 líneas proceden de 30 países y se seleccionaron entre zonas geográficas con escasas precipitaciones anuales y líneas de soja de nuevo desarrollo con rasgos mejorados relacionados con la sequía, junto con controles susceptibles a la sequía.Los investigadores están estudiando rasgos como el marchitamiento de la canopia. Algunas plantas tardarán unos días más en marchitarse, lo que les permitirá mantener su capacidad fotosintética para producir biomasa destinada a la producción de semillas. Otros rasgos que le interesa evaluar son la conductancia estomática, la temperatura del dosel con imágenes térmicas, el contenido relativo de agua y la discriminación isotópica del carbono.

soybeans in hands

USO DE ESTACIONES MICROCLIMÁTICAS PARA CONTROLAR LAS CONDICIONES AMBIENTALES

Clinton afirma que, para que la selección de líneas tolerantes a la sequía sea más fácil y predecible, es fundamental conocer las condiciones ambientales del campo. Según él, "se puede fenotipar todo lo que se quiera, pero es necesario observar el verdadero fenotipo de la planta en condiciones reales de sequía para poder descubrir los genes de la tolerancia a la sequía y mejorar la resistencia más adelante en un programa de mejora."

Además de los sensores de humedad del suelo METER, el equipo utilizó estaciones meteorológicas de microclima METER para ayudar a controlar los aportes de agua en sus dos centros de investigación de campo y determinar los periodos de tiempo ideales para el fenotipado de rasgos relacionados con la sequía. Steketee afirma: "Colocamos monitores de microambiente en el campo, cerca de donde cultivábamos nuestros materiales experimentales. En ambos lugares utilizamos esos monitores para vigilar las condiciones meteorológicas durante toda la temporada de cultivo, midiendo la temperatura, la humedad y las precipitaciones. Como podíamos acceder a los datos a distancia, utilizamos esa información para determinar cuándo era el momento de salir al campo y examinar las parcelas. Queríamos ver grandes diferencias entre las plantas de soja si era posible, especialmente en condiciones de sequía. Al monitorizar las condiciones, podíamos volver a nuestros datos meteorológicos para demostrar que no había llovido en las tres semanas anteriores a esta medición, lo que demostraba que realmente estábamos experimentando condiciones de sequía."

RESULTADOS HASTA AHORA

Aunque 2015 no fue un gran año para la sequía en Georgia, Clinton dice que hubo un período a finales de julio cuando fue capaz de medir el marchitamiento del dosel, e identificaron algunas líneas que se desempeñaron bien. Comparamos nuestros datos con los recogidos por nuestro colaborador en Kansas, y hay algunas líneas que funcionaron bien en ambos lugares. Con suerte, otro año de datos confirmará que estas plantas tienen rasgos ventajosos de tolerancia a la sequía, y podremos sondear los rasgos ventajosos de esas líneas e integrarlos en nuestro programa de mejora."

PLANES DE FUTURO

El equipo utilizará lo que se denomina un enfoque de estudio de asociación de todo el genoma para identificar las regiones genómicas responsables de los rasgos de tolerancia a la sequía de interés. Este enfoque utiliza la información fenotípica recogida en los experimentos de campo junto con marcadores de ADN en todo el genoma de la soja para ver si ese marcador está asociado con el rasgo que les interesa. Si los científicos encuentran el punto en el genoma que se asocia con el rasgo deseado, entonces desarrollarán herramientas genómicas que se utilizarán para la selección, integrarán ese rasgo en el germoplasma de élite y, en última instancia, mejorarán la tolerancia a la sequía de la soja.

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