Pais: Brasil

Fecha: 27 de Agosto del 2020

Los genes que se encuentran en el maíz de Kenia pueden estar asociados con la tolerancia al aluminio por Embrapa, Brasil

El aluminio reduce la productividad de los cultivos y aumenta los costos de corrección del suelo.

Hasta ahora, solo se ha identificado un gen como responsable de la tolerancia al aluminio en el maíz.

Si se prueba, el descubrimiento abre la posibilidad de utilizar una combinación de genes en nuevos cultivares.

Al reducir los costos, los cultivares de maíz tolerantes al aluminio podrían beneficiar a los pequeños y grandes agricultores.

Los científicos de Embrapa, en asociación con universidades e institutos de investigación en Kenia, África, han identificado nuevos genes que potencialmente controlan la tolerancia al aluminio, utilizando genotipos de maíz recolectados en regiones de suelos ácidos en Kenia. De confirmarse el descubrimiento, permitirá avanzar en el desarrollo de nuevos cultivares, que contarán con una colección de genes más robusta, dando a la planta una mayor resistencia a los efectos tóxicos del aluminio. Hasta ahora, el gen ZmMATE1 es el único caracterizado en maíz que ha demostrado ser tolerante a este elemento.

“Concluimos que la tolerancia al aluminio en las cepas de maíz de Kenia no es conferida por el gen ZmMATE1, y que el alelo superior de este gen tampoco está presente en otros genotipos de maíz de Kenia altamente tolerantes al aluminio”, informa  Cláudia Teixeira Guimarães , investigadora de  Maíz y Sorgo EMBRAPA  (MG).

estudio del mismo equipo brasileño involucrado en el nuevo descubrimiento. El trabajo se desarrolló en colaboración con investigadores de  la Universidad de Cornell  y el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos ( USDA ). En el caso de ZmMATE1, Guimarães explica que codifica un transportador de citrato, sustancia que se libera en las raíces protegiéndolas de los efectos tóxicos del aluminio.

La nueva investigación comenzó con una asociación internacional entre Embrapa Milho e Sorgo y la Universidad de Moi ( MU ), en Kenia, con fondos de  la Fundación McKnight . La segunda etapa del proyecto recibió fondos del Programa Generator Challenge. Los resultados se publicaron en la revista  Scientific Reports .

Caminos para nuevos materiales tolerantes al aluminio

Para los investigadores, la identificación de nuevos genes potencialmente implicados en la tolerancia al aluminio, además del gen ZmMATE1, permite la combinación de diferentes genes, aumentando el nivel de tolerancia en cultivares de maíz.

“Embrapa tiene marcadores y fuentes específicos para ser utilizados en la mejora asistida del gen ZmMATE1. Una estrategia eficiente para incrementar la tolerancia al aluminio en las líneas de maíz de Kenia y otros países sería el uso de estas herramientas genéticas y moleculares para la selección asistida del gen ZmMATE1 ”, analiza Guimarães.

Los genes presentes en las cepas de Kenia tienen pequeños efectos sobre la tolerancia al aluminio de sus progenies. El científico señala que aún serán necesarios estudios avanzados para validar estos efectos y desarrollar marcadores específicos para la selección de estos nuevos genes. Así, el uso de estos genes aún está lejos de los programas de mejoramiento asistido, pero se han abierto nuevas posibilidades científicas ”, celebra la investigadora.

El aluminio reduce la productividad del maíz

Los científicos explican que la producción de maíz se reduce en gran medida por la toxicidad del aluminio (Al) en suelos ácidos. Este tipo de suelo cubre aproximadamente el 50% de la tierra cultivable global, incluido el Cerrado brasileño, bioma responsable de gran parte de la producción de maíz en el país. En estos suelos, la forma rizotóxica de Al, Al3 +, se vuelve predominante en la solución del suelo. dañando los sistemas de raíces de las plantas. La toxicidad del aluminio perjudica la explotación del suelo por parte de las raíces, reduciendo la captación de agua y nutrientes y, en consecuencia, la producción de granos. El problema del pH bajo del suelo se puede minimizar mediante el encalado, que es más eficaz en las capas de suelo arable, mientras que corregir la acidez más profunda del suelo es más difícil y costoso.

“Aunque son comunes en la agricultura, las técnicas de corrección del suelo aumentan los costos de producción y son inaccesibles para muchos pequeños agricultores en los países en desarrollo. Por lo tanto, se puede lograr una solución sostenible para aumentar la productividad del grano en suelos ácidos asociando las prácticas de manejo de la fertilidad del suelo con la adopción de cultivares tolerantes al aluminio ”, dice Cláudia Guimarães.

En Brasil, alrededor del 70% de la producción de maíz se produce en la segunda cosecha, o safrinha, cuya productividad depende en gran medida del régimen de lluvias. “Incrementar la tolerancia al aluminio en cultivares de maíz es una estrategia genética que contribuye a la profundización del sistema radicular, en áreas con prevalencia de saturación de aluminio en las capas sub-superficiales”, explica la investigadora.

Los suelos ácidos coinciden con las áreas de cultivo de maíz de Kenia, además de su presencia en regiones agrícolas de América del Sur, África y Asia. “Así, la tolerancia al aluminio en los cultivares de maíz proporcionará un aumento en la estabilidad de la producción para varios segmentos de agricultores: desde el cultivo a gran escala de maíz safrinha en el Cerrado brasileño hasta el cultivo de subsistencia en pequeñas propiedades en África”, destaca el científico.

Traducido del portugués.

Ver nota