| Última actualización: Feb 11th, 2022 - 09:25:19 |
EN BUSCA DE UNA SOYA RESISTENTE A LAS ENFERMEDADES
Incrementando la resistencia a las enfermedades en los frijoles comunes.
“Los frijoles en general son notoriamente susceptibles a los patógenos”, dice el patólogo de la roya asiática de la soya (ARS por sus siglas en inglés) Marcial Pastor-Corrales. “En todo el mundo, donde usted encuentre frijoles, encontrará patógenos”.
Antracnosa, roya, mosaico común del frijol, y plagas comunes están entre las enfermedades del frijol más económicamente significativas. Las manchas cafés, las esporas de roya-colorada, hojas moteadas, y lesiones de amarillo limón que la plaga inflinge a las plantas pueden anunciar la destrucción de un cultivo entero.
En el laboratorio vegetal de ARS del Instituto de Ciencias de la Planta en Beltsville, Maryland, Pastor-Corrales, está cultivando leguminosas para mejorar la resistencia genética a estas enfermedades con gran éxito. Planea extender sus técnicas muy pronto para combatir una nueva enfermedad que está amenazando al frijol de soya de una nación: La roya asiática de la soya.
Esquema piramidal.
Estados Unidos es uno de los cinco principales productores de frijol en el mundo. En 2005, los productores americanos cosecharon alrededor de 1.5 millones de acres de alubias y 18,800 acres de habas, las cuales crecen en delgadas vainas comestibles. A pesar de que los bancos de genes en el mundo tienen alrededor de 40,000 variedades de frijol, sólo una fracción son producidos masivamente para consumo regular. Pastor Corrales atribuye su vulnerabilidad a los patógenos, a la carencia de diversidad genética.
Por años, Pastor Corrales y sus predecesores han colaborado con científicos de la Universidad de Nebraska, Dakota del Norte, de Michigan y de otras partes, a fin de incrementar la resistencia del frijol a través de un mosaico común (BCM, por sus siglas en inglés), mosaico común de necrosis del frijol (BCMN), mosaico dorado del frijol, plaga bacterial común, antracnosis, y roya de la soya común (causada por el hongo de la soya Uromyces appendiculatus).
Su investigación ya ha tenido éxito. En 2004 entregó seis líneas de germoplasma de excelente frijol del norte genéticamente resistentes. La primera en su tipo, son conocidas como “BelMiNeb-RMR” y numeradas del 8 al 13. En 2006, entregó asimismo, cinco líneas pinto igualmente resistentes, conocidas como “BelDakMi-RMR” y numeradas del 19 al 23. Bel, Dak, Mi, y Neb representan la ubicación de los laboratorios de los científicos involucrados, y RMR indica mosaico resistente a la roya. Estas líneas han sido prácticamente arrebatadas por las compañías semilleras, universidades, científicos y productores alrededor del mundo.
Para crear leguminosas resistentes a enfermedades, Pastor Corrales identifica genes resistentes en plantas vivas, los aísla y los combina en un proceso llamado “piramideando genes”. Algunas variedades comerciales de éstas contienen uno o dos genes resistentes a las enfermedades. Las líneas BelMiNeg y BelDakMi tienen seis de estos genes, es decir, más que ninguna otra en el mundo.
Cada frijol contiene cuatro genes para resistir al U. Appendiculatus y dos genes para resistir a BCM y BCMN. Mientras que cada gen pueda resistir algo a las estirpes de enfermedades conocidas, colectivamente proveerán una resistencia completa.
“Piramideando genes”, hace posible cultivar variedades con resistencia extremadamente amplia a todas las estirpes de ciertos patógenos altamente variables, así como a aquellas que causan la roya, BCM y BCMN”, dice Pastor Corrales.
Vulnerabilidad y Resistencia
En Beltsville, Pastor Corrales examina hileras de plantas reproducidas para tener diferentes genes resistentes a enfermedades. Cada una ha sido infectada con varias estirpes de roya común.
“Vean esto”, dice, seleccionando una planta con completa resistencia a las plagas y señalando una hoja con marcas café rojizas, cada una de las cuales contiene cientos de esporas microscópicas. La compara con una planta cercana completamente resistente cuyas hojas son verdes y sanas. Deslizando una hoja blanca de papel bajo la primera planta, golpea ligeramente la hoja, cayendo las esporas de roya sobre el papel como si se espolvoreara canela.
“No se necesita ser un científico para apreciar esto”, dice. “Se puede ver cuál es la planta sana”.
La investigación puede beneficiar a la gente alrededor del mundo, dice Pastor Corrales. “El frijol de soya es el principal producto cosechado para millones de personas. Provee de vitaminas, proteínas, hierro, fibra, carbohidratos complejos; son en verdad un alimento impresionante.
Atacando la Roya Asiática de la Soya
En abril de 2005, Pastor Corrales sumó otra meta a su proyecto: Identificar y utilizar genes de frijoles comunes para ayudar al control de la Roya Asiática de la Soya (ASR). Una amenazante pariente de la roya común del frijol, ASR entró a Estados Unidos en 2004. La enfermedad es causada por el altamente virulento hongo Phakopsora pachyrhisi.
La roya disminuye el rendimiento de la cosecha considerablemente por la defoliación causada. Sin hojas, la planta no puede realizar la fotosíntesis, lo que significa que no puede producir vainas sanas. No existen genes conocidos resistentes a la roya en el frijol de soya de los cultivos comerciales, y muy pocos genes resistentes y utilizables en los cultivos no comerciales.
En Asia, Africa, y Sudamérica, la ASR ha avanzado con ferocidad, y Estados Unidos está muy lejos de ser perdonado. Las altas temperaturas protegen a los estados del medio oeste de la invasión de la ASR, hogar del 80 % de los 18 billones de dólares de cosecha de soya de America. Sin embargo, los estados más al sur enfrentan un gran riesgo.
Desde que los patólogos confirmaron primero la presencia de patógenos en Louisiana, éstos se han dispersado hacia Alabama, Arkansas, Florida, Georgia, Mississipi, Missouri, Carolina del Norte, Carolina del Sur, Tennesee y Texas.
La ASR tiene casi 100 diferentes especies huésped, incluyendo alubias y habas. ¿Puede “piramideando genes” crear líneas resistentes a la ASR?. Si es así, el primer paso para crear estas líneas es encontrar frijoles de soya naturalmente resistentes.
Pastor Corrales viajó a Sudáfrica en 2001, poco después de que la ASR fue reportada ahí por primera vez. A pesar de que la roya había devastado la cosecha de soya, observó frijoles de soya creciendo a una milla de distancia que se veían en buen estado y saludables.
“Sabía que todos los cultivos de soya en Brasil y Estados Unidos eran muy susceptibles al patógeno de la ASR”, dice, “Así que se me ocurrió que debía buscar genes resistentes a la ASR en cultivos de frijol de soya”.
Con la ayuda del científico biólogo molecular Reid Frederick especializado en la ASR, ubicado en Fort Detrick, Maryland; Monte Miles y Glen Hartman, patólogos de plantas de Urbana, Illinois, Pastor Corrales evaluó 16 cultivos de alubias y descubrió que 5 fueron resistentes a varias formas de ASR. Los investigadores se regocijaron con su descubrimiento aunque reconocieron que era un primer paso de un largo proceso.
Los genes necesitan ser caracterizados y estudiados antes de que puedan ser utilizados para reproducir frijoles resistentes al patógeno de la ASR. En la Unidad de Investigación de ARS, Enfermedades y Plantas Foráneas Indeseables en Fort Detrick, Frederick, Miles y Hartman han separado algunas de las líneas resistentes a diferentes patógenos de la ASR de Pastor Corrales.
Quizá para obtener un frijol resistente a la ASR se lleve 5 o más años, pero esta investigación trae a la comunidad agrícola a un paso más cerca de lograr el exterminio de este hongo en el frijol común, y posiblemente el desarrollar la resistencia en frijoles de soya también.
Otras soluciones
Cultivar leguminosas resistentes a enfermedades no es la única forma de combatir la Roya Asiática. Los productores de soya americanos ahora tienen ocho fungicidas químicos de donde escoger para defenderse de la ASR.
Actualmente, seis laboratorios de ARS –en Beltsville; Fort Detrick; Urbana; Ames, Iowa; Stoneville, Mississippi; y St. Paul, Minnesota-, conducen la investigación de la roya, a menudo en colaboración con universidades agrícolas y otras. Con fondeo de la Cámara de Asociaciones de Soya y la Cámara de Promoción de la Soya de Iowa, sus pruebas han provisto a los productores, de información básica en cuanto al tiempo, métodos de aplicación, cantidades, eficacia y actividades residual de los fungicidas.
Cinco de los componentes de estos fungicidas sometidos a pruebas por Frederick, Hartman y Miles fueron aprobados para su utilización bajo la exención de la sección 18 de la Agencia de Protección al Medio Ambiente de Estados Unidos. Eso significa que los productores pueden utilizar los fungicidas una vez que la ASR ha sido oficialmente confirmada en su estado. Los cinco reducen la severidad de la ASR, aunque su efectividad y actividad residual varía.
Frederick fue la punta de lanza en los esfuerzos para la detección usando una forma de huellas dactilares genéticas llamada “PCR tiempo-real” para desarrollar un ensayo de diagnóstico rápido que es específico para ASR.
El ensayo es ahora utilizado por el Servicio de Inspección de Animales y Plantas Sanas de USDA para confirmar identificaciones primarias de roya en cada estado, así como en nuevas especies de plantas. También está en uso en cuatro laboratorios regionales de diagnóstico de plantas de USDA.
Eventualmente, productores, consultores de cosecha, personal vario y otros estarán en posibilidades de utilizarlo para ayudarse a decidir cuándo aplicar fungicidas. Es más fácil y más barato, “permitirá a la gente hacer cosas más rápidamente en sitios remotos”, dice Frederick, quien es co-desarrollador del ensayo junto con el investigador líder Douglas Luster y científicos de la Universidad del Estado de Ohio y la Dirección de Investigación para la Defensa Biológica, de la Marina de los Estados Unidos.
En las instalaciones de bioseguridad nivel-3 de Fort Detrick, Hartman, Miles y Frederick han detectado más de 16,000 accesos para la resistencia rociándolos con un coctel de ASR aislados, provenientes de Brasil, Paraguay, Tailandia y Zimbawe. De los accesos, 805 probaron ser moderadamente resistentes, los cuales están ahora siendo sometidos a exámenes con estirpes individuales de ASR.
De ese grupo de 805, los investigadores escogieron 776 para pruebas en el exterior en varios lugares de Estados Unidos. Crecerán hasta la madurez, una vez que lleguen a su primera etapa de plantas adultas, serán evaluadas para resistir bajo las condiciones existentes en los campos de Estados Unidos.
Estos esfuerzos, combinados con las técnicas piramidales de Pastor Corrales, ayudarán a proteger la soya americana y la industria del frijol en general, de enfermedades potencialmente devastadoras.
Por Laura McGinnis y Jan Suszkiw, ARS
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