Las técnicas nucleares contribuyen al desarrollo de nuevas líneas de sorgo resistentes a la planta parasitaria striga

5 September 2019

Aabha Dixit, Oficina de Información al Público y Comunicación del OIEA

Philippe Nikiema, investigador del Instituto del Medio Ambiente y de Investigaciones Agrícolas de Burkina Faso, explica sus resultados sobre las nuevas líneas de sorgo resistentes a la striga a sus colegas del Laboratorio de Fitomejoramiento y Fitogenética de la División Mixta FAO/OIEA en Seibersdorf (Austria). (Fotografía: A. Ghanim/OIEA) 

Los agricultores de África pronto se beneficiarán de nuevas variedades de sorgo resistentes a la striga (también conocida como “hierba bruja”), una de las plantas parasitarias más devastadoras que perjudican el rendimiento de los cultivos en el continente. Con el apoyo del OIEA y de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), se han desarrollado líneas de sorgo mejoradas con resistencia a la striga mediante la irradiación con rayos gamma. “Este importante logro es de gran trascendencia, especialmente cuando nos estamos preparando para el Año Internacional de la Sanidad Vegetal 2020”, dijo Qu Liang, Director de la División Mixta FAO/OIEA de Técnicas Nucleares en la Alimentación y la Agricultura.

“Para los agricultores africanos, la disponibilidad de variedades de sorgo resistentes a la striga será un gran avance: mejorará los medios de vida de las comunidades rurales y contribuirá a la seguridad alimentaria”, aseguró Abdelbagi Ghanim, fitomejorador y genetista de la División Mixta FAO/OIEA, quien agregó que la infestación por striga es una lacra que sigue planteando un enorme desafío para la productividad de los cultivos, al reducir la capacidad nacional y regional de producir alimentos.

La striga está presente en distintas partes de África, Asia y Australia, y las mayores pérdidas de cosechas se registran en las sabanas africanas. La FAO estima que las pérdidas de cosechas anuales por culpa de la striga en África superan los 7000 millones de dólares, lo que afecta a más de 300 millones de personas. Según el Sr. Ghanim, hasta 50 millones de hectáreas de cultivos están infestadas de striga. “La striga es un grave obstáculo biológico para la producción de cereales en la mayor parte de África Subsahariana y en las regiones tropicales semiáridas de Asia”. Cultivos como el sorgo, el mijo, el maíz y el arroz de montaña son los más proclives a la amenaza de esta planta parasitaria.

Apoyo a la investigación para luchar contra la striga

La striga ataca los cultivos por debajo de la tierra (las semillas que quedan en el suelo mantienen durante más de 20 años su capacidad de germinar) absorbiendo nutrientes y agua de sus raíces, lo que provoca que mueran en grandes cantidades. Las dos cepas de la striga más destructivas son Striga hermonthica y Striga asiatica, según el Sr. Ghanim.

Para luchar contra la striga se han desarrollado nuevas variedades de sorgo mediante irradiación por conducto de una técnica conocida como fitomejoramiento por inducción de mutaciones (véase ¿Qué es el fitomejoramiento por inducción de mutaciones?). “Gracias a los ensayos realizados en los invernaderos y sobre el terreno hemos logrado seleccionar varias líneas mejoradas, y prevemos que las nuevas variedades resistentes que se desarrollen a partir de ellas se faciliten a los agricultores en los próximos dos años, en algunos de los países participantes”, afirmó el Sr. Ghanim.

En los programas de fitomejoramiento, el principal reto radica en seleccionar líneas nuevas y mejoradas, con los rasgos deseados, antes de poder desarrollar a partir de ellas variedades que los agricultores puedan cultivar. En los trabajos en curso de investigación y desarrollo con irradiación se han seleccionado varias líneas de ese tipo con una resistencia comprobada a la striga, a partir de las que se están desarrollando variedades para facilitarlas a los agricultores en un futuro próximo.

“Estoy muy entusiasmado con el potencial de las aplicaciones de la tecnología nuclear para el fitomejoramiento por inducción de mutaciones. Espero que las variedades desarrolladas a partir de las líneas de sorgo mejoradas que se seleccionen en este proyecto restablezcan por fin la producción de cereales en las zonas de África infestadas por la striga”, dijo Philippe Nikiema, investigador del Instituto del Medio Ambiente y de Investigaciones Agrícolas de Burkina Faso y participante en un proyecto coordinado de investigación del OIEA sobre la striga.

Los resultados del proyecto, en el que participan expertos de 12 países, se centran específicamente en obtener conocimientos y desarrollar soluciones para que los cultivos de cereales sean resistentes a la striga.

“Los países africanos afectados, entre los que se encuentra mi propio país, Burkina Faso, se beneficiarán de las nuevas líneas y variedades mejoradas de sorgo que se desarrollen en el proyecto. Sus resultados también contribuirán a entender las bases fisiológicas y moleculares de la interacción entre el hospedante y el parásito para propiciar el desarrollo de nuevas soluciones con miras a restablecer la producción de cereales y aumentar la seguridad alimentaria en África”, añadió. “La striga pone en peligro la seguridad alimentaria en las zonas rurales, donde se ha ido expandiendo hasta apoderarse de millones de hectáreas, incluidas las que pertenecen a los agricultores pobres”.

Los expertos están analizando la resistencia inducida en diferentes variedades de sorgo para poder combinar más de un mecanismo de defensa y producir variedades de sorgo aún más resistentes, a fin de restablecer la producción y garantizar la seguridad alimentaria y los medios de vida de los agricultores.

En esta investigación, desarrollada en el Laboratorio de Fitomejoramiento y Fitogenética de la División Mixta FAO/OIEA en Seibersdorf (Austria), se estudia la interacción entre el parásito y la planta hospedante para determinar el mecanismo de resistencia en los nuevos mutantes de sorgo. (Fotografía: A. Ghanim/OIEA)

Philippe Nikiema, investigador del Instituto del Medio Ambiente y de Investigaciones Agrícolas de Burkina Faso, señala la notable diferencia entre el sorgo silvestre y los mutantes de sorgo desarrollados recientemente en condiciones de infestación artificial con semillas de striga. (Fotografía: A. Ghanim/OIEA)

Research support to combat Striga

Striga attacks crops from under the ground — its seeds remain viable in soil for over 20 years — sucking nutrients and water from their roots, killing crops in hordes. The two most destructive Striga strains are Striga hermonthica and Striga asiatica, Ghanim said.

To combat Striga, new varieties of sorghum have been developed using irradiation, in a technique known as plant mutation breeding (see What is Plant Mutation Breeding?). “Thanks to Glass-house and field trials, we succeeded in the selection of improved lines, and we expect that new resistant varieties developed from these lines will be released to farmers within the next two years, in some of the participating countries,” Ghanim said.

In plant breeding programmes, the primary challenge is to identify new and improved lines, with desired traits, before they can be developed into varieties that can be cultivated by farmers. The ongoing research and development using irradiation has identified such lines with proven resistance to Striga, and these are being developed into varieties that can be disseminated to farmers in the near term.

“I am so excited to see the power of nuclear technology applications for mutation breeding; I hope the varieties developed from the improved sorghum lines selected in this project will finally restore production of cereals in the heavily Striga infested areas in Africa,” said Phillipe Nikiema, a researcher at Burkina Faso’s Institute for the Environment and Agricultural Research and a participant of an IAEA Striga coordinated research project.

The results of this project focus specifically on understanding and developing solutions for resistance to Striga in cereal crops, involving experts from twelve countries.

“The affected African countries, including my own, Burkina Faso, will benefit from new improved sorghum lines and varieties developed through this project. Results of the project will also help to understand the physiological and molecular bases of host-parasite interaction to enable the development of further solutions to restore cereals production and boost food security in Africa,” he added. “Striga threatens food security in rural areas where it has been expanding and taking over millions of hectares, including those owned by of poor farmers.”

Experts are now analysing the induced resistance in different sorghum varieties to enable combining more than one defense mechanism and produce even more resistant sorghum varieties to restore production and ensure food security and the livelihoods of farmers.

A research observing the parasite-host plant interaction in the laboratory to determine the mechanism of resistant in the new sorghum mutants at the Joint FAO/IAEA Plant Breeding and Genetics Laboratory at Seibersdorf, Austria. (Photo: A. Ghanim/IAEA)

Phillipe Nikiema, a researcher at Burkina Faso's Institute for the Environment and Agricultural Research points to the impressive difference between wild and newly developed sorghum mutants under artificial infestation with Striga seeds. (Photo: A. Ghanim/IAEA)

Las técnicas nucleares contribuyen al desarrollo de nuevas líneas de sorgo resistentes a la planta parasitaria striga

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