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Descifrar la diversidad del arroz para mejorar la producción

Se estima que para satisfacer las demandas de alimentos de la población mundial la producción de arroz debería aumentar un 24% para el año 2050. Para ello, además de los desafíos que implica un aumento de los cultivos de arroz en menos extensiones de tierra y agua, los agricultores necesitan nuevas variedades que se adapten a las cambiantes condiciones climáticas.

Un sistema de conectividad avanzada es fundamental para desbloquear el potencial del banco de genes.

El objetivo principal del Instituto Internacional de Investigación del Arroz (IRRI, por sus siglas en inglés) en las Filipinas es ayudar a los agricultores a mejorar su producción y, de esta manera, mantener su medio de vida, una misión que requiere de esfuerzos conjuntos en todo el mundo y redes de comunicación de datos de alto rendimiento, como TEIN, para facilitar la investigación colaborativa sobre cultivos mediante el uso intensivo de datos.

El sustento local en juego

En la actualidad, una de las consecuencias del cambio climático para muchos millones de productores de arroz es un mayor riesgo de inundaciones. Si bien el arroz necesita agua para crecer, muchas variedades no pueden sobrevivir mucho tiempo bajo el agua.

Basant Kumar Rao es un productor de arroz de la India cuya finca sufrió inundaciones recientemente. Si esto hubiese sucedido unos años atrás, hubiese sido un desastre total ya que hubiese perdido toda su producción. Esta vez, si bien pudo rescatar solo una pequeña parte de sus cultivos regulares, logró salvar toda la producción de una nueva variedad de arroz híbrido.

Los científicos y colaboradores del IRRI, en un trabajo en conjunto para desarrollar variedades de arroz resistentes al clima, han descubierto un gen llamado Sub1 que permite al arroz sobrevivir a una sumersión total durante un período de hasta 17 días. La línea de arroz donante con el gen Sub1es una variedad tradicional de bajo rendimiento, pero si el mismo gen se pudiese incluir en variedades populares preferidas por los agricultores, los resultados serían sorprendentes tal como se muestra en la imagen de la página siguiente.

Una técnica de cultivo, conocida como selección asistida por marcador, fue utilizada para transferir tolerancia, incluso tolerancia a la sumersión, a distintos estreses abióticos y bióticos en variedades populares de arroz. Para dirigir este trabajo, fue necesario intercambiar materiales y conjuntos de datos genómicos entre científicos que trabajaban en diferentes países de cultivo de arroz en Asia y África. También fue necesario para los científicos que trabajaban en distintas ubicaciones geográficas intercambiar datos del sistema de información geográfica de alta resolución sobre crecimiento, supervivencia y características agronómicas de las variedades de arroz y las previsiones de producción.

Transferencias de datos de ADN: construir un espectro más grande con enlaces de comunicaciones avanzadas

Si bien el banco de genes del IRRI contiene más de 109.000 variedades de arroz conocidas, muy pocas de ellas han sido utilizadas por los productores de arroz a nivel mundial. Un sistema de conectividad avanzada es fundamental para desbloquear el potencial del banco de genes.

Comprender la diversidad genética en el arroz a nivel molecular es la clave para mejorar las características importantes del arroz asociadas con mayor producción, resistencia a las pestes, tolerancia a las sequías e inundaciones y beneficios para la salud humana.

Científicos del IRRI, colaboradores de las Universidades Estatales Cornell y Colorado de los Estados Unidos y también organizaciones de investigación en todo el mundo están aplicando tecnología de última generación de secuencia del ADN a genomas de más de 60 variedades de arroz. En poco tiempo, 2.500 variedades de arroz serán genotipificadas con 600.000 marcadores.

El Doctor Ken McNally, científico del IRRI, dijo: “Sin el beneficio de una conectividad de red de investigación avanzada, sería imposible que el IRRI participara en este tipo de investigación científica que requiere que los colaboradores compartan y analicen cantidades masivas de datos de manera regular”.

El IRRI está conectado a la red nacional PREGINET en las Filipinas y a su vez está vinculado, a través de TEIN, con colaboradores internacionales en la red pan europea GEANT y con colegas de otras partes del mundo.


Published: 10/2015

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