Predecir desde el ADN qué quinua rendirá mejor, la primera prueba en campo de la selección genómica

Qué encontraron

Crear una variedad nueva de quinua por la vía tradicional toma años: sembrar, medir, cruzar y volver a sembrar. La selección genómica propone un atajo: leer el ADN de cada planta candidata y predecir, antes de sembrarla en campo, cómo se comportará. Es lo que ya hacen los programas de trigo, maíz y arroz. Este estudio, liderado desde la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá (KAUST), en Arabia Saudita, es según sus autores la primera evaluación de ese método en quinua.

El equipo secuenció el genoma completo de 610 accesiones de quinua y usó cerca de 1,8 millones de marcadores genéticos. Luego sembró 551 de ellas en seis ensayos, durante tres años, en dos lugares muy distintos: Kununurra, en el trópico seco de Australia, y Faisalabad, en Pakistán. Con esos datos comparó cuatro modelos de predicción, tres estadísticos y uno de aprendizaje automático, LightGBM.

Resultados:

• Ningún modelo ganó. Los cuatro rindieron de forma parecida. El aprendizaje automático no superó a los métodos estadísticos clásicos.
• Funciona bien para el ciclo del cultivo. La precisión fue mayor para rasgos como los días a floración y a cosecha, y para la altura de planta.
• Funciona poco para el rendimiento. Para el rendimiento de grano, la correlación entre lo predicho y lo medido fue de 0,03 a 0,26. Los autores señalan que ese rango es similar al que se reporta en trigo, maíz y arroz.
• El ambiente pesa mucho. En Australia la quinua floreció en unos 46,5 días; en Pakistán, en unos 87,1. En Pakistán, temperaturas de más de 35 °C durante el llenado del grano redujeron el rendimiento y la calidad de la semilla.

Qué significa

Para un programa de mejoramiento, la lectura práctica es que la selección genómica ya sirve para elegir plantas por precocidad y porte, rasgos que se heredan de forma más estable. Para el rendimiento, que depende mucho del ambiente, todavía hace falta más: más ensayos, más años y modelos que incluyan la interacción entre genotipo y ambiente.

Un hallazgo secundario es muy práctico. La diferencia en precisión para los rasgos de semilla entre países se debió, probablemente, a cómo se midieron: en Australia con imágenes automatizadas y en Pakistán a mano. Interpretamos que invertir en medir bien en campo puede mejorar la predicción tanto como un modelo más sofisticado.

Límites

• Solo dos lugares. Con dos localidades y seis combinaciones de lugar y año, los autores no pudieron estimar de forma formal la interacción genotipo por ambiente.
• Ranking, no valores absolutos. El estudio evalúa si el modelo ordena bien a las plantas dentro de un ambiente, no si predice cuánto rendirán en uno nuevo.
• Ensayos sin repeticiones. La mayoría de las parcelas no se repitieron, lo que reduce la precisión de los datos de campo.
• Lejos de los Andes. Ninguno de los ensayos se hizo en zonas altoandinas, donde el fotoperiodo, las heladas y la altitud cambian el comportamiento del cultivo.

Por qué importa en el Perú y la región

La quinua es andina y el propio estudio recuerda que su mejoramiento tradicional se concentra en Ecuador, Bolivia y el Perú. Que la primera evaluación de selección genómica se haga en Australia y Pakistán muestra hacia dónde se mueve la investigación del cultivo. Para el Perú, parte de la zona de origen del cultivo, la oportunidad está en aplicar estas herramientas a su propio germoplasma y en sus propios ambientes.