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Fedearroz fortalece su red internacional de capacitación

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La Federación Nacional de Arroceros – FEDEARROZ en su programa de capacitación y con el propósito de mejorar las capacidades de sus investigadores, permite intercambios con entidades de investigación Nacional e Internacional, por medio de sus múltiples alianzas. Teniendo en cuenta la necesidad de encontrar respuestas para generar estrategias a la resistencia de la bacteria conocida como Burkholderia glumae; se estableció contacto con el Dr. Ricardo Oliva, Fitopatólogo del IRRI (por sus siglas en ingles INTERNATIONAL RICE RESEARCH INSTITUTE). Este Instituto es de gran importancia a nivel mundial en la investigación del cultivo del arroz y durante tres meses se inició la investigación en sus instalaciones para cumplir con el objetivo trazado. En este artículo se describe brevemente en que consistió la investigación y algunos otros aspectos relevantes del país.

Filipinas es un país, conformado por 7,107 islas, ubicado en el sureste asiático. El área total es de 300,000 km2 (30,000,000 hectáreas) y tiene una población de 106,7 millones de habitantes, según el censo llevado a cabo en el año 2018.

El arroz es el alimento básico de la dieta alimenticia en ese país, aportando el 41% de la ingestión total de calorías y el 31% de la ingestión total de proteínas. El consumo per cápita es de 115 kg, casi 3 veces más que el de Colombia. A pesar de que en el país siembran 4,7 millones de hectáreas en este cultivo, no es posible abastecer el consumo, lo cual los convierte en grandes importadores. En el año 2019 superó a China en materia de importación, pasando de 800,000 toneladas en el año 2016 a tres millones de toneladas, lo cual representó el 7% del total de las importaciones mundiales.

Entre los más grandes avances en términos de tecnología, se encuentran la siembra de arroz hibrido que se viene fortaleciendo desde el año 2013 y la
puesta en el mercado el pasado 10 de diciembre de 2019 del arroz dorado “Golden Rice”, que se generó con el objetivo de suplir deficiencias de vitamina A y disminuir la ceguera en la población.

Una de las maravillas del mundo son las terrazas de arroz, declaradas por la UNESCO como patrimonio cultural mundial en el año 1995. Tienen más de 2,000 años y fueron construidas en la provincia de Ifugao por los antepasados indígenas de Batad. Están ubicadas a 1,500 metros de altura y abarcan 10,360 km2 de montaña. (Ilustración 1)

Ilustración 1. Terrazas de Arroz en Banawe (Fuente: Johanna Echeverri)


Ilustración 3. Equipo de trabajo de extensión Rural participativo del IRRI en la finca del señor Ramon Calde.


El departamento de Extensión Rural del IRRI en alianza con Phil Rice (Instituto de Investigación en arroz del departamento de agricultura de ese país) y los agricultores crearon una alianza conocida como “Heirloom Rice Project”, (conservación de saberes en el arroz), con el fin de caracterizar el banco de semillas que se encuentra en manos de los agricultores y de esa manera conservar e incrementar el rendimiento de las variedades o líneas existentes, identificando mercados potenciales para el consumo. Durante esta visita fue posible conocer la forma en que manejan sus cultivos y algunos procesos agroindustriales. (Ilustración 3)

Los agricultores en esta región siembran arroz nativo, manteniendo sus semillas de generación en generación, conservando sus tradiciones y
supliendo sus necesidades básicas con este cultivo de pan coger. La mayoría de las veces lo producen completamente orgánico, utilizando recursos de
la finca como materia orgánica, circulando el agua entre terraza y terraza, sembrando Azolla – Anabaena como fijador de Nitrógeno Atmosférico (Ilustración 2) y/o rotando el cultivo con algunas hortalizas, esto para mencionar algunos ejemplos. El resto del país siembra este cereal en grandes superficies, como cultivo agroindustrial.


Ilustración 2. Azolla – Anabaena creciendo en los bordes del cultivo de arroz. Terrazas de Arroz en Baguio.

El IRRI, miembro del CGIAR, es la principal organización de investigación
del mundo dedicada a reducir la pobreza y el hambre a través de la
ciencia del arroz; razón por la cual los investigadores de este preciado cultivo mantenemos nuestros ojos puestos en presencia de este patógeno no es considerado un problema fitosanitario. (Ilustración 5).

Ilustración 5. Equipo de trabajo Laboratorio de
Fitopatología liderado por el Dr. Ricardo Oliva.


los avances científicos de este lugar. Fue fundado en 1960 por Ford y Rockefeller con el apoyo del gobierno de Filipinas, tiene sede en “Los Baños”, y además tiene oficinas en 17 países productores de arroz en Asia y África. (Ilustración 4).

Ilustración 4. IRRI. Los Baños – Filipinas.

En el programa de Fitopatología del IRRI, se desarrollan trabajos de investigación principalmente enfocados en identificar el microbioma completo que se encuentra en las plantas de arroz y en identificar
resistencia varietal a las principales enfermedades. Pyricularia oryzae, Xanthomonas oryzae y oryzicola, Rhizocthonia solani y Pseudomonas fuscovaginae, son eje de Investigación en este departamento del
Instituto.

El Dr. Ricardo Oliva es científico en genética y Biotecnología, lidera el programa de Fitopatología en este lugar y gran parte de su tiempo está
concentrado en determinar la interacción entre la planta y el patógeno. Esta fue la principal razón por la cual, establecimos contacto con él, en el año
2019, proponiéndole un trabajo de investigación enfocado en entender un poco más la interacción entre el hospedero (la planta de arroz) y la bacteria
Burkholderia glumae, a pesar de que en este país la GWAS por sus siglas en inglés, Genome Wide Association Study es un estudio de asociación del
genoma completo y consiste en el análisis de múltiples variaciones genéticas a lo largo de los genomas de diferentes poblaciones. De acuerdo con la frecuencia de las variantes estudiadas (generalmente SNPs) es posible realizar inferencias acerca de la relación entre éstas y diversos
fenotipos de interés. Tomado de: (Berenice Jiménez Marín. (2017). Estudio de asociación del genoma completo (GWAS). 2020, Agosto 3, Conogasi.org Sitio web: http://conogasi.org/ articulos/estudio-de-asociacion-del-genoma-completo-gwas-3/)

En enero del presente año iniciamos el proyecto de investigación, donde se plantearon 3 objetivos. El principal fue Identificar genes de resistencia al daño causado por Burkholderia glumae, en dos paneles de diversidad (3K y 2K), usando un aislamiento patogénico de Filipinas, teniendo GWAS como
herramienta para la evaluación de la interacción entre el genotipo y la respuesta del fenotipo. El segundo objetivo consistió en evaluar la secuencia completa de un aislamiento muy patogénico de esta bacteria con Nanopore (herramienta de tercera generación, que se utiliza en la secuenciación de ADN o ARN).

Para el desarrollo del primer objetivo se sembraron 184 líneas bajo condiciones de invernadero, provenientes de un panel de diversidad del banco de germoplasma del instituto, 21 días después, se inocularon las plantas, con un aislamiento muy patogénico del cepario y se evalúo la reacción a la enfermedad. (Ilustraciones 6,7 y 8)


Ilustración 6. Siembra del panel de diversidad bajo condiciones de invernadero.


Ilustración 7. Aislamiento patógenico Burkholderia glumae BPJ308.


Ilustración 8. Inoculación de Burkholderia glumae bajo condiciones de invernadero IRRI Febrero 2020.

Ilustración 9. Identificación de genes de resistencia
a Burkholderia glumae. Tassel 5. GWAS.

Teniendo como primer insumo la secuencia completa de los genotipos estudiados, se pretende identificar nuevas fuentes de resistencia a
Burkholderia glumae lo cual sería un insumo para los Fitomejoradores de FEDEARROZ en Colombia para complementar su incansable búsqueda por
mantener la resistencia con la que se cuenta hoy día en el campo. (Ilustración 9)
Con el segundo objetivo se obtuvo un entrenamiento para construir librerías de ADN con NANOPORE, ya que esta es una técnica flexible que permite la secuenciación del genoma microbiano rápido,identificando especies bacterianas y/o virales.
Conocer esta técnica nos podría permitir en un futuro cercano, comparar la secuencia de los aislamientos colombianos, con aquellos mundiales reportados por otros investigadores. (Ilustración 10).

*Tomado de: http://www.fedearroz.com.co/revistanew/arroz548.pdf

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