Un equipo de investigación internacional en el que participan científicos del Instituto de Agricultura Sostenible (IAS-CSIC), el Consorcio Internacional de la Secuenciación del Trigo (IWGSC) y las universidades de Córdoba y Málaga ha propuesto la combinación de datos biológicos y teledetección para mejorar las cualidades agronómicas y nutricionales del trigo.

Campos de trigo de Écija.

En concreto, destacan que la suma de la información genética del trigo (Triticum aestivum) y el uso de herramientas como vehículos aéreos no tripulados permitiría observar genes que se expresan in situ, en situaciones donde el cultivo está expuesto a una climatología y a condiciones del terreno reales. De este modo, los investigadores podrían identificar genes concretos en la planta. “Con estos datos, se podrían tomar decisiones sobre la mejora genética de este cultivo con el objetivo de incrementar su productividad, la calidad del grano y su resistencia a enfermedades, entre otras cuestiones”, explica a la Fundación Descubre la investigadora del IAS-CSIC Pilar Hernández.

Por ejemplo, se pueden emplear imágenes captadas por drones para comprobar por qué algunas plantas mueren a causa ciertas enfermedades y otras no. Se seleccionarían las variedades con los genes más beneficiosos y se emplearían técnicas de mejora clásica para obtener trigo mejorado, es decir, plantas más resistentes y nutritivas.

Monitorizar y analizar la planta

Cada célula de un organismo contiene ADN, una molécula con aspecto de doble hélice y que, en conjunto, forma el genoma. Éste contiene la mayor parte del material genético del ser vivo al que pertenece, como un diccionario en el que cada palabra es un gen y cada significado, su fenotipo, es decir, la función que realiza éste. Por ejemplo, en el caso del trigo, hay un gen determinante para que una planta posea un amarillo intenso.

La investigadora del IAS-CSIC Pilar Hernández, autora del estudio.

En el artículo ‘Capturing Wheat Phenotypes at the Genome Level’ publicado en Frontiers, los investigadores explican que en la actualidad este diccionario genético es tan complejo que no se ha integrado en la agronomía tradicional con la misma eficacia que en otros cultivos, como el maíz.

Para alcanzar esta conclusión, los expertos realizaron un seguimiento, revisión y análisis de otros estudios e informes científicos desde la publicación de la secuencia completa del genoma del trigo en 2018 hasta 2022.

Con estos datos como base, explican que la información que aporta el genoma es útil combinada con otras herramientas de teledetección, como los sensores, los drones y aviones tripulados. Estas herramientas poseen cámaras de gran resolución que capturan imágenes desde el aire. Mediante el análisis de las mismas, se puede comprobar el estado hídrico del cultivo, si está realizando bien funciones vitales como la fotosíntesis o si está siendo atacado por algún agente patógeno.

Más precisión

La información aportada por las técnicas de teledetección permite observar cómo se expresan los genes del trigo en una zona geográfica específica, bajo una climatología y suelo concretos y en condiciones reales. “Con estas herramientas podemos monitorizar y analizar las plantas. Esto nos permite ser más precisos a la hora de seleccionar los genes que queremos transmitirles a futuros ejemplares. Por ejemplo, aquellos que le aporten al trigo una mayor resistencia ante la sequía”, añade Pilar Hernández.

Existe un gen determinante para que una planta posea un amarillo intenso. Foto: Pixabay.

Así, la suma de datos biológicos y teledetección dan como resultado un ‘mapa genético’, en el que la secuenciación del genoma actuaría como guía y hoja de ruta. “Conocer el ADN del trigo facilitaría la selección genética para una producción de variedades más nutritivas, adaptadas a los retos climáticos. Así, con estos recursos se aceleraría la investigación sobre el trigo y sus aplicaciones agroalimentarias”, comenta Pilar Hernández.

Actualmente, investigadores del grupo Agronomía se centran en analizar el genoma de distintas variedades de trigo procedentes de zonas geográficas andaluzas con distintos climas. Mediante la teledetección, evalúan los cultivos para comprobar cuáles soportan mejor condiciones climatológicas adversas como la sequía. De este modo, se podrían emplear sus genes para desarrollar cultivos más resistentes.

Este estudio ha sido financiado por la Consejería de Transformación Económica, Industria, Conocimiento y Universidades (proyecto P18-RT-992) de la Junta de Andalucía y fondos FEDER.

Referencias

Chen, J.; Alqudah, A. M.; Zhu, H.; Budak, H.; Hussain, B. et al. (2022). ‘Capturing Wheat Phenotypes at the Genome Level’. Frontiers.

Más información:

#CienciaDirecta, agencia de noticias de ciencia andaluza, financiada por la Consejería de Transformación Económica, Industria, Conocimiento y Universidades de la Junta de Andalucía, con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología-Ministerio de Ciencia e Innovación.

Teléfono: 958 63 71 99. Extensión 205

E-mail: comunicacion@fundaciondescubre.es