Mil unidades de evaluación identificó líneas genéticas tolerantes a la sequía.

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Este proceso permitió determinar la productividad de forraje en condiciones de sequía y algunos paramétros morfológicos asociados a la capacidad de adaptación de la planta.

A través de un proceso de selección y caracterización basado en herramientas fenotípicas de última generación como imágenes aéreas espectrales y térmicas capturadas con drones, se hizo la selección y caracterización de los principales ecotipos de alfalfa tolerantes a sequía.

La investigación busca evaluar la adaptabilidad de diferentes germoplasmas de alfalfas a ambientes Mediterráneos bajo agricultura de secano.

El momento de la cosecha llegó. Más de mil unidades de validación bajo condiciones de secano fueron cosechadas durante tres días intensos y en tiempos récord poniendo fin, al menos por esta temporada, a uno de los ensayos más completos que existe en el país del Programa Nacional de Alfalfas de Secano de INIA (PAS), en el ámbito de cruzamientos y selecciones de ecotipos de alfalfa.

La tolerancia a sequía de las plantas se puede definir desde una perspectiva genética y/o fisiológica. Pero, para el PAS-INIA, la definición es agronómicamente simple. Una alfalfa tolerante a sequía es aquella que produce más forraje en condiciones de estrés hídrico y logra una persistencia mayor a 4 temporadas de crecimiento. La importancia de este mega experimento es que permitió determinar cuáles serán las líneas genéticas tolerantes a la sequía que continuarán su desarrollo genético para convertise en futuras variedades comerciales.

Los ensayos se establecieron en el campo experimental INIA Cauquenes bajo dos condiciones de disponibilidad de agua (riego y secano). La evaluación agronómica se hizo posible gracias a la colaboración no sólo del equipo técnico del INIA sino de estudiantes tesistas de pre y postgrado de la U. de Talca, con un equipo de 10 personas, que cumplió con la tarea de cosechar, pesar, secar y medir las 1000 unidades de evaluación.

Para la selección de materiales se utilizó herramientas fenotípicas basadas en tecnologías de última generación tales como drones, imágenes aéreas de tipo multiespectral y térmicas.

Con esa información se procedió a la selección y principalmente los cruzamientos y caracterización genética. Esta fue la tercera temporada, donde se evaluaron diversos aspectos principalmente: biomasa, crecimiento, resistencia a estrés hídrico, cobertura y altura de plantas.

El trabajo de evaluar estas mil unidades en terreno es una labor sacrificada. Pero, “vale la pena porque permitió validar una nueva metodología de alto rendimiento como es el análisis de imágenes aéreas a través del vuelo de un dron que capturó las imágenes multiespectrales para estimar, por ejemplo, la producción de materia seca”. Se pudo acceder a este tipo de tecnología, gracias a la colaboración con la U. de Talca en un convenio de investigación.

Fue todo muy sincronizado, asegura el Dr. Luis Inostroza, investigador del INIA a cargo del proyecto, “todos haciendo distintas labores y logramos evaluar un mega-ensayo en dos días. Sin este personal entusiasta es imposible hacer estos trabajos, debido a la magnitud de los ensayos y el alto nivel de labor/esfuerzo involucrado”. Precisa que evaluar las mil unidades establecidas es un trabajo enorme, “cortar con una máquina, muchas personas recogiendo la biomasa total en bolsas, luego obtener una submuestra, pesar, llevar a un horno y volver a pesar para determinar el contenido de materia seca”. El pesaje de muestras y submuestras implica alta labor y tiempo, pero el PAS-INIA ha implementado un sistema de pesaje basado en códigos de barra que permite colectar autmáticamente los pesos en campo al computador.

Cruzamientos

Estas mil unidades de validación se manejaron todas en una misma condición de fertilización y suelo, con el foco único de determinar el potencial genético de las líneas desarrolladas.

Las mil unidades tienen principalmente un foco genético, de caracterización, es decir, ver cuál es el potencial genético de las líneas que se crearon y seleccionaron.

Lo interesante de esto es que se trata de material inédito, es decir, material nuevo, desarrollado por INIA porque fueron sus equipos técnicos quienes hicieron cruzamientos y caracterización de los materiales.

El material genético que se estableció en estas mil unidades es material que INIA ha desarrollado y creado a través de un proceso de selección y cruzamiento hasta encontrar los mejores genes chilenos de alfalfa. “Son materiales que hemos desarrollado después de introducir, colectar, caracterizar, cruzar y seleccionar por más de diez años distintas variedades de alfalfa a través de iniciativas como la que financió The Crop Trust”. Gracias a este estudio, “se usó lo mejor de lo mejor para hacer cruzamientos”.

Del material cosechado se identificaron las líneas con mayor producción de materia seca, es decir, se obtuvo la producción de biomasa de cada una de estas mil unidades cultivadas bajo condiciones de secano.

“La evaluación principal en cualquier pradera ya sea de alfalfa u otro recurso forrajero es la producción de forraje, es decir, cuánta biomasa produce cada uno de las accesiones y cuánta biomasa produce en condiciones en secano, que esa la característica principal de este estudio”, destaca el especialista, “obtener el dato de producción de materia seca de cada unidad experimental, que es el elemento fundamental, nos vamos a demorar al menos diez días”, asegura el especialista.

Estudios del ADN

A este estudio de las mil unidades de validación, se le conoce como estudio de asociación del genoma completo (GWAS).

El GWAS es una metodología que permite asociar las variaciones en el genoma de una planta con las variaciones en la expresión fenotípica. Su foco es identificar regiones del genoma e incluso genes o conjunto de genes que controlan caracteres de importancia agronómica, como por ejemplo la producción de biomasa o tolerancia a sequía. En términos aplicados, la identificación de estas regiones permite diseñar herramientas de seleccion asistida por marcadores moleculares, que serían más rápidas, menos laboriosas y de menor costo que evaluar el fenotipo de forma tradicional en el campo, como se ha explicado la evaluación de 1000 unidades experimentales en este articulo.

Siete años de estudio

Actualmente existen más de 60 mil hectáreas sembradas en el país con alfalfa y existe una tremenda actividad productiva en torno a esta forrajera.  En Chile, la alfalfa ha sido tradicionalmente utilizada en condiciones de riego en condiciones muy favorables y de muy alta productividad. Pero, ha sido poco o nada explorada en zonas de secano mediterráneo donde existen largos períodos de sequía.

Han sido diferentes fuentes de financiamiento que se la han jugado por profundizar en los estudios de adaptación de especies forrajeras a ambientes marginales y a los nuevos escenario de cambio climático.

Existe bastante investigación que se generó en proyectos anteriores tales como el proyecto Fondecyt “Evaluación de nuevas leguminosas herbáceas perennes en agroecosistemas mediterráneos de secano: persistencia, productividad, fijación de nitrógeno y eficiencia en el uso del agua”, donde se estudió el desempeño de nueve cultivares de alfalfa en cuatro ambientes de secano Mediterráneo de Chile central: Hidango, Cauquenes, Los Guindos (San Carlos) y Yungay;  donde se pudo constatar el enorme potencial productivo de alfalfa en condiciones de secano.

Posteriormente vinieron los proyectos “Uso de cultivos naturales o ancestrales para el desarrollo de cultivares de alfalfas tolerantes al estrés hídrico y su extensión a agricultores de subsistencia en Kazakhstan, China y Chile” financiado por Global Crop Diversity Trust a través del Ministerio de Agricultura de Australia, “Estudio del potencial de germoplasma nativo de Alfalfa, para mejorar la tolerancia a estrés hídrico” financiado por Fondecyt,  que permitieron acceder a un amplio número de accesiones de alfalfa de distintos orígenes y evaluarlas en Cauquenes, en condiciones de secano y con riego suplementario.

El actual proyecto del Programa de Alfalfa de INIA es “Nueva variedad de alfalfa tolerante al estrés hídrico, para la adaptación de los sistemas ganaderos al cambio climático”, financiado por FIA, que tiene como meta final liberar una o más variedades de alfalfa.

El programa de alfalfa del INIA posee más de una década de trayectoria en investigación y extensión con impacto a nivel nacional e internacional.

El equipo de trabajo lo lidera el Dr. Luis Inostroza y lo integran Soledad Espinoza, Paulina Etcheverría, Viviana Barahona y Jorge Ivelic-Sáez, además de científicos de las Universidades de Talca como Alejandro del Pozo, de la U. de Concepción, la rizobióloga Macarena Gerding e investigadores de Kazajstán, Mongolia Interior y Australia a través del Instituto de Investigación y Desarrollo de Australia.

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