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Descifran el genoma de una gramínea forrajera muy extendida en Sudamérica

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El grupo de Desarrollo Reproductivo de Plantas (DREP), del Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario en Argentina (IICAR, CONICET-UNR), en colaboración con investigadores franceses e italianos, logró descifrar el genoma completo del pasto horqueta (Paspalum notatum Flüggé var. Saurae), una gramínea nativa de gran importancia económica para las regiones tropicales y subtropicales de Sudamérica, debido a su buena calidad y oferta forrajera.

Paspalum notatum es una especie capaz de formar semillas tanto por sexualidad -biparentales- como por apomixis -clones de la planta madre-. El trabajo, publicado en Scientific Data del grupo Nature, es clave para mejorar molecularmente esta forrajera nativa e identificar los genes que regulan su reproducción, facilitando el uso de este conocimiento en programas de mejoramiento vegetal de vanguardia, aplicable también en especies de importancia agronómica, como los cereales.

El material vegetal utilizado para el estudio fue colectado en las cercanías de la ciudad de Cayastá, Provincia de Santa Fe, en la región considerada centro del origen de la especie. La investigación abre las puertas para la identificación de numerosos genes de interés agronómico -entre ellos, los que controlan la formación de semillas por vía sexual y asexual en las gramíneas- y posee una amplia aplicación potencial en el mejoramiento vegetal de grandes cultivos como el maíz o el arroz.

Al respecto, el director del IICAR, investigador del CONICET, y coautor del artículo, Juan Pablo A. Ortiz, señala: “Es importante destacar que las especies del género Paspalum constituyen recursos forrajeros valiosos para las regiones tropicales y subtropicales de Sudamérica, y muchos de los genes identificados en este trabajo son de interés para la agronomía, como la tolerancia al estrés biótico y abiótico, la resistencia a enfermedades y la producción de biomasa”.

La importancia de la apomixis

“La apomixis representa una oportunidad única que nos ofrece la naturaleza para acelerar la generación de variedades híbridas adaptadas a ambientes diversos”, explica Ortiz. “Creo que un aspecto central de nuestro trabajo es la continuidad a lo largo del tiempo, el haber logrado una investigación básica ordenada durante casi treinta años, en el marco de colaboraciones nacionales e internacionales sólidas”. El investigador asevera que esto les permitió contar con información sobre el modo de reproducción y la genética de la especie, que es central a la hora de identificar los mecanismos que controlan la formación de semillas para aplicarlos al mejoramiento de plantas.

Se cree que la sexualidad y la apomixis son mecanismos reproductivos ancestrales, que han evolucionado en forma paralela en los distintos grupos de vegetales hasta desembocar en una diversidad de mecanismos y posibilidades de expresión. Sin embargo, la investigación sobre la formación asexual de las semillas se ha enfocado hasta el momento en un número limitado de especies. Al respecto, Silvina Pessino, directora del Grupo DREP y también coautora del trabajo, afirma: “En varias poblaciones naturales de plantas, estos tipos de desarrollos reproductivos se mantienen en equilibrio, para posibilitar tanto la aparición de variabilidad (por la vía sexual) como la propagación eficaz de los individuos más adaptados (por apomixis)”. Es un balance delicado, expresa, y detalla que en Paspalum notatum se logra confinando la sexualidad a individuos con dos juegos de cromosomas -esto es diploides-; mientras que la apomixis se da en los que presentan juegos múltiples -poliploides-.

Pessino sostiene que los programas de mejoramiento deben respetar ese fino equilibrio natural, para que las especies mejoradas puedan conservar y aumentar toda su riqueza genética. “Conocer en profundidad cómo se regulan los dos mecanismos naturales de formación de semillas permitirá aumentar la cantidad de alimentos producidos a nivel mundial, cuidando y preservando a la vez la naturaleza y complejidad de los ecosistemas”.

Un tesoro buscado durante décadas

“Iniciamos nuestro trabajo en los ‘90 cuando caracterizamos decenas de plantas de Paspalum notatum, hasta encontrar las mejores para desarrollar poblaciones que permitan estudiar la herencia de la apomixis”, recuerda Ortiz. Esos primeros estudios revelaron cuál es la región del genoma responsable de la formación de semillas clonales. “Ahora que logramos secuenciar de manera completa ese mismo genoma, contamos con información detallada sobre todos los genes que se ubican dentro de esa región”, explica el científico.

Por último, los investigadores dan cuenta de la importancia de la apomixis en el mejoramiento de cultivos: “Obtener un híbrido agronómicamente superior suele requerir más de diez años de trabajo, porque deben desarrollarse líneas parentales puras, que al cruzarse generen descendientes con características especiales”, expresa Ortiz. “Además, la semilla de ese híbrido debe recrearse año tras año, haciendo nuevos cruzamientos entre los parentales. Todo esto involucra un esfuerzo enorme, y una inversión económica importante, lo que restringe la producción de híbridos a unos pocos cultivos y eleva el precio de las semillas”, agrega Pessino. En este sentido, los investigadores explican que si se cruza una planta madre que se reproduce por sexualidad con un dador de polen apomíctico (capaz de formar semillas maternas), parte de los híbridos formados presentarán rasgos deseables para la agronomía y heredarán de su padre la capacidad de generar semillas clonales. Esto hace que la obtención de los materiales mejorados se de en un solo paso, sin necesidad de utilizar líneas puras ni de recrear las cruzas cada año. Así, el costo de las semillas se reduce dramáticamente y se acelera el proceso de selección permitiendo que los programas de mejoramiento se enfoquen en múltiples requerimientos específicos de cada región geográfica.

¿Cómo se le conoce a este paso en los países de América?

Zacate común, pasto bahía, bahía, frente de toro, cañamazo, grama dulce, horqueta, kavaju, remolino, trencilla, yerba vasey, lengua de vaca (Venezuela), pasto horqueta (Argentina), macana (Colombia), grama negra (Bolivia), pasto kavaju (Paraguay), saca cebo (Cuba)

 

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Con estrategias de mitigación, aumentan un 40 % la productividad ganadera, con estrategias de mitigación

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En el marco del proyecto internacional GANASUR, especialistas del INTA presentaron los resultados del estudio en la Cuenca del Salado, Buenos Aires. Con estrategias de mitigación en los establecimientos se evitó la emisión de 7.400 toneladas de CO₂ y aumentó la producción por vientre un 40 %. Mejoras en la sanidad preventiva y reproductiva, descarte de animales improductivos y manejo del pastoreo, entre las estrategias implementadas.

El proyecto GANASUR se desarrolla sobre la estructura cooperativa de PROCISUR, que reúne a los institutos nacionales de investigación agropecuaria de Argentina, Brasil, Chile, Paraguay y Uruguay, junto con el IICA. La iniciativa busca identificar sistemas ganaderos representativos de cada país, evaluar opciones de mitigación y modelar los impactos productivos, económicos y ambientales asociados a su implementación.

En el caso de la Argentina, se seleccionó como caso de estudio un sistema de ciclo completo de la Pampa Deprimida. Según explicó Mauricio Álvarez, coordinador del Programa Nacional de Carnes y Fibras Animales del INTA, “se trata de una de las principales regiones ganaderas del país y porque la cría concentra una proporción muy importante de las emisiones del sistema”. Al mismo tiempo, sus brechas de eficiencia reproductiva y productiva ofrecen una oportunidad concreta para reducir emisiones sin disminuir la producción de carne.

En esta línea, puntualizó: “Para los países del CAS aumentar la productividad es una meta irrenunciable y los resultados demuestran que es posible producir más, mejorando la rentabilidad, de manera ambientalmente sostenible”.

En este sentido, subrayó: “Los resultados muestran que la mitigación puede integrarse a una estrategia de mejora productiva y económica: no se trata de producir menos, sino de producir más eficientemente, con una menor cantidad de emisiones por unidad de producto y una reducción simultánea de las emisiones absolutas”.

Las medidas de mitigación no se definieron como un paquete teórico, sino a partir de tecnologías probadas y compatibles con el funcionamiento de los establecimientos, detalló Álvarez, al tiempo que aclaró que “fueron validadas mediante consultas con productores y referentes sectoriales, que permitieron identificar aquellas que estarían dispuestos a adoptar”.

En esta línea, destacó que “uno de los principales aportes de GANASUR es haber integrado las dimensiones productiva, ambiental y económica. No alcanza con saber cuánto puede reducirse una emisión: también necesitamos conocer qué efecto tiene la tecnología sobre la productividad, cuánto cuesta implementarla y cuáles son las condiciones para que un productor decida adoptarla”.

Entre las estrategias que se aplicaron, se destacan las mejoras en la sanidad preventiva y reproductiva, el descarte de animales improductivos, el manejo del pastoreo, la recuperación de pasturas, la incorporación de leguminosas, la suplementación estratégica, la inseminación artificial a tiempo fijo y la selección genética.

“La implementación completa de esta trayectoria permitiría evitar unas 7.400 toneladas de CO₂ equivalente entre 2027 y 2040, lo que representa una reducción del 15 % de las emisiones acumuladas respecto del escenario de referencia”, confirmó el investigador. Para 2040, las emisiones anuales disminuirían hasta aproximadamente 2.645 toneladas de CO₂ equivalente y la huella de carbono por kilogramo producido se reduciría cerca de un 27 %.

“Los beneficios no serían solamente ambientales, sino también productivos”, sentenció Álvarez. Es que, según detalló, la producción por vientre aumentaría un 40 %, al pasar de 197 a 275 kg de peso vivo, mientras que el mayor volumen de carne generado y la mejora de la eficiencia permitirían alcanzar importantes beneficios económicos.

Según detalló el especialista del INTA, “la transición tecnológica se diseñó de manera gradual y acumulativa”. En una primera etapa se propuso ordenar el manejo del rodeo y mejorar su desempeño reproductivo; posteriormente, fortalecer la base forrajera y nutricional; y, finalmente, incorporar herramientas de mayor intensificación.

“Esta secuencia responde a una lógica concreta: comenzar por tecnologías de menor complejidad y avanzar hacia otras que requieren mayores capacidades e inversiones, evitando asumir que todas pueden adoptarse simultáneamente”, aclaró Álvarez.

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