Modelos para caracterizar la adaptación de los cultivos en distintas condiciones ambientales

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 “Modelamiento de la adaptación fenotípica en ensayos multi-ambiente”,  fue el curso impartido por la Dra. Daniela Bustos Korts, investigadora de la Wageningen University & Research – WUR y ex alumna de la Carrera de Agronomía de la Universidad Austral de Chile.

La actividad, que concitó gran interés de profesionales y estudiantes de postgrado de instituciones a nivel nacional,  se efectuó entre el  5 y 9 agosto y fue organizada por la Escuela de Graduados de la Facultad de Ciencias Agrarias de esta casa de estudios.

Uno de los propósitos del curso fue entregar herramientas metodológicas para cuantificar las respuestas de las variedades de un cultivo a las condiciones ambientales. Es decir, caracterizando el cambio que estos pueden tener en el rendimiento ante, por ejemplo, sequía o falta de nutrientes en el suelo, explicó la Dra. Bustos.

Recalcó que tomando en cuenta lo anterior, los y las investigadores (as) deben tener presente lo siguiente:

  1. Un buen diseño experimental que permita separar adecuadamente el efecto de las variedades de la heterogeneidad en el sitio del experimento. Es decir, si se mide el rendimiento alto, le interesa saber si la causa de ese alto rendimiento fue que esa variedad fue plantada en un sector del campo experimental (predio) que tiene mejores condiciones (por ejemplo, más nutrientes en el suelo) o porque la variedad que fue plantada es mejor. Un buen diseño experimental permite además caracterizar las micro variaciones del ambiente, dadas por ejemplo, por la cantidad de nutrientes o la profundidad del suelo. Eso permite alcanzar una mayor precisión para comparar distintas variedades de un cultivo, ayudando al mejorador a tener una mayor certeza en sus decisiones de selección.
  2. Identificar qué variables ambientales inducen respuestas contrastantes en la adaptación de las variedades del cultivo, lo implica, que se recomendarán distintas variedades para distintos condiciones de crecimiento. La recomendación de variedades adaptadas a ambientes específicos ayuda a una agricultura más sustentable porque permite obtener mayores rendimientos a través del uso de variedades que sean más eficientes en el uso de los recursos como agua, nutrientes y radiación solar y que toleren mejor los estreses ambientales.
  3. Determinar qué regiones genómicas (genes) regulan la adaptación a distintas condiciones ambientales, por ejemplo, en el sur de Chile una variedad de trigo puede tener un gen  (alelo) que favorezca su crecimiento con suelos con alto Aluminio. Si los mejoradores pueden establecer cuál es la región en el genoma que es responsable de esa variación en campo, pueden dirigir sus cruzamientos y sus procesos de selección de forma más efectiva.

Asimismo, en el contexto del actual cambio climático, destacó que en Chile existe la incidencia de sequía hacia el sur ha aumentado cada vez más. Es en ese ámbito indicó que los modelos predictivos “nos ayudarían a identificar, con una base científica, qué cultivos que actualmente se plantan más hacia el norte tiene un  potencial de adaptación en zona sur de nuestro país”.

Para hacer más eficiente la determinación de las variedades mejor adaptadas “se deben aprovechar las nuevas tecnologías como sensores, análisis de imágenes a través de drones y la disponibilidad de marcadores moleculares.  Toda estas técnicas generan  lo que se conoce como “Big Data”,  con gran cantidad de datos, es ahí donde los modelos nos permiten transformar esos datos en información de utilidad para toma de decisiones en el área de manejos agronómicos y selección de variedades”, resaltó Daniela Bustos.

Agregó que los modelos también ayudan a estimar los riesgos de que una cierta variedad se desempeñe bien o no y eso puede acoplarse a un análisis económico que beneficiará a los productores que puedan acceder a estas recomendaciones.

Una mirada hacia lo sustentable y al trabajo en conjunto

Los estudios efectuados Wageningen University & Research – WUR, el en grupo de Biometris, al cual pertenece la Dra. Bustos,  desarrolla como parte de sus líneas de trabajo el lograr sistemas más sustentables, es decir,  “entender la variabilidad de las condiciones ambientales y cómo también la diversidad genética nos permite con los mismos recursos  obtener rendimientos más altos.

Relató que hace poco desarrollaron el proyecto “Whealbi”, financiado por la Unión Europea que logró colectar e identificar más de 500 variedades de trigo y cebada que representan un legado para futuros estudios de genes que puedan adaptarse a condiciones de estreses ambientales.

“Actualmente acabamos de iniciar un proyecto que permite estudiar las zonas agroecológicas en Europa, cuyo objetivo será ayudar a los mejoradores en sus procesos de selección de variedades. Creo que este tipo de iniciativas pueden también replicarse en este continente y especialmente, en Chile”, expresó la investigadora.

En ese sentido, dijo que se hace muy necesaria  la colaboración entre instituciones públicas, privadas y centros de investigación, lo que genera oportunidad para que el conocimiento tenga un impacto social, en este caso, en el medio agrícola.

Opiniones de los estudiantes

Daniela valoró que los asistentes aportaron datos y experiencias de diferentes experimentos sobre variedades, lo que permitió una discusión más enriquecedora desde distintas disciplinas como biología, mejoramiento genético, fisiología, ciencias del suelo, entre otras.

Para Vera Martínez, estudiante del Doctorado en Biotecnología Vegetal de la Pontificia Universidad Católica de Chile, “el curso le pareció muy interesante, con una profesora muy clara para explicar las materias, con una diversidad de temas, con una parte práctica que nos ayudó  a aterrizar todos los conceptos teóricos”.

Kurt Ruf, estudiante de doctorado  de la Universidad de Talca y Profesional de INIA, indicó que su tesis doctoral está enfocada en una  caracterización morfofisiológica de quinoa y  “al ver el programa era bastante ad-hoc a lo que buscamos hacer en este estudio. Los contenidos me parecieron muy actualizados, se partió desde una base general hacia lo más específico”.

Por su parte, Alexandro Barbosa, estudiante del Doctorado en Ciencias Agrarias de la UACh, expresó que el curso fue “muy pertinente para la actualización de los conocimientos a un nivel avanzado. La Dra. Bustos, compartió información de alta jerarquía con el objeto de facilitar el análisis de datos en diversas áreas de genética y su relación con el ambiente, facilitando herramientas que están actualmente en la vanguardia en el modelamiento de datos de investigaciones a nivel internacional”.

Por último, José Francisco Verdejo, alumno del mismo programa, dijo que “el curso fue muy interesante y fructífero ya que pude obtener nuevas herramientas teórico y prácticas en el análisis de datos que involucran diferentes genotipos y ambientes. La genialidad del curso fueron los diversos ejemplos prácticos en campo y el uso estos ejemplos en análisis estadístico en R, un software estadístico que en los últimos años ha sido bastante utilizado en publicaciones científicas debido a su código libre y a lo diversas opciones que tiene para el análisis de datos”.

 

 

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