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Mejoramiento de plantas

El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) lleva a cabo actividades de fitomejoramiento tanto internamente como a través de programas financiados con fondos públicos. El fitomejoramiento en el USDA abarca actividades que llevan a cabo, patrocinan o analizan el desarrollo asistido por humanos de nuevas variedades o poblaciones de plantas.

Investigación en fitomejoramiento

Vídeos de recursos y mejoramiento de plantas del USDA
Programas de fitomejoramiento del USDA
Prioridades del USDA en materia de fitomejoramiento
- En el otoño de 2020 se celebró una reunión de partes interesadas en el mejoramiento de plantas para ayudar a identificar las necesidades de las partes interesadas y centrar las prioridades del USDA en materia de mejoramiento de plantas, y la hoja de ruta 2021-2026 se sintetizó a partir de los aportes de las partes interesadas.
Recursos para socios federales externos
- Este video desarrollado por CropLife y la Asociación Estadounidense de Comercio de Semillas ofrece un recorrido por la historia del fitomejoramiento y sus aplicaciones modernas. Innovación en el fitomejoramiento - YouTube

Promoción de la competencia justa y la innovación en las industrias de semillas y otros insumos agrícolas

“ Más y mejores opciones para los agricultores ” es una respuesta a la Orden Ejecutiva 14036 del Presidente Biden, que ordena a las agencias federales que tomen medidas para mejorar la equidad y la competencia en toda la economía de Estados Unidos. El informe, publicado en marzo de 2023, sintetiza los aportes de los comentarios públicos, las sesiones de escucha y los estudios académicos para hacer recomendaciones y proponer estrategias para garantizar que el sistema de propiedad intelectual, al tiempo que incentiva la innovación, no reduzca innecesariamente la competencia en los mercados de semillas y otros insumos.

Hoja de ruta para el mejoramiento de plantas

El fitomejoramiento es el desarrollo, con la ayuda del hombre, de nuevos materiales vegetales con las características necesarias. El fitomejoramiento desempeña un papel fundamental en la mitigación y la resiliencia al cambio climático a largo plazo, así como en la seguridad nutricional.

Centrarse en los cultivos y mercados que actualmente o pronto tendrán un impacto en los cultivares públicos y/o el germoplasma de premejoramiento público y garantizar los recursos genéticos para cultivos especializados que satisfagan las necesidades económicas, culturales y nutricionales de todos los estadounidenses.
Abordar todo el ciclo de cría de forma integrada, con un esfuerzo y una inversión equilibrados y adecuados en las fases de fenotipado, genotipado y selección.
Desarrollar y modelar métodos nuevos y/o óptimos para la eficacia y eficiencia de los programas de mejoramiento. Las áreas específicas de modelado y desarrollo incluyen:
- Nuevos marcos de modelado in silico para la investigación y la educación en el mejoramiento
- simulaciones para modelar y probar las necesidades de ciclo completo, que incluyen valor agregado y retroalimentación del mercado, para cumplir con los objetivos estratégicos de agricultura climáticamente inteligente, equidad y seguridad nutricional, incluidas las asociaciones con centros climáticos y proyectos de agroecosistemas a largo plazo (Objetivo estratégico 1.1)
- Los programas de mejoramiento modelo cambian en respuesta a retroalimentaciones en diferentes escalas de tiempo, como el cambio climático que genera nuevos entornos y requiere nuevas predicciones, y los cambios en el sistema alimentario que modifican las prioridades durante el ciclo de mejoramiento.
- Desarrollar modelos de programas de mejoramiento que aborden específicamente el mejoramiento en contexto e incorporen, por ejemplo:
  - nuevos objetivos de mejoramiento, como la seguridad nutricional a escala del sistema, el apoyo a las dietas tradicionales y el mejoramiento para mejorar la calidad nutricional (Objetivo estratégico 4 del USDA)
  - Salvaguardia de la salud de las plantas y mejora de la seguridad alimentaria mediante el desarrollo de variedades con mayor resiliencia al estrés y las enfermedades y variedades que promuevan microbiomas saludables (Objetivo estratégico 2 del USDA)
  - Investigación sobre el mejoramiento para aumentar la proteína vegetal y ayudar a satisfacer las demandas mundiales de proteínas
  - Mejoramiento para la optimización de policultivos, incluidas las necesidades climáticamente inteligentes, como cultivos de cobertura y sistemas regenerativos, mediante el desarrollo de nuevos métodos y simulaciones para maximizar el poder predictivo
  - Desarrollar herramientas de apoyo a la toma de decisiones sobre programas de mejoramiento para toda la gama de productores, incluidos los agricultores principiantes y los sistemas agrícolas urbanos.
  - Desarrollar un sistema de apoyo a la toma de decisiones para la obtención de variedades y cultivares que mejoren las redes alimentarias locales y fortalezcan la resiliencia del sistema alimentario y la estabilidad del mercado.
  - Desarrollo de nuevos métodos y validaciones novedosas y escalables para combinar la fenómica (fenotipado de alto rendimiento) con el genotipado de alto rendimiento para identificar asociaciones entre los cambios en el ADN y las diferencias observadas en el fenotipo para predecir en última instancia el genotipo x el entorno x la gestión en entornos futuros
- Modelar, pilotar y planificar la expansión de colaboraciones efectivas a lo largo del ciclo de crianza con comunidades financiadas por programas específicos
- Desarrollar enfoques novedosos para atender los mercados y necesidades emergentes, como la seguridad nutricional, los alimentos tradicionales y los programas de mejoramiento ciudadano, incluidos proyectos que crearán más y mejores oportunidades de mercado que permitan a la agricultura estadounidense acceder y sostener un crecimiento exitoso del mercado en el extranjero (Objetivo estratégico 3 del USDA)
Conectar programas de educación y desarrollo de la fuerza laboral con empresas emergentes y establecidas, con un enfoque en el desarrollo de habilidades humanas y de toma de decisiones y en el modelado de simulación/pronóstico de habilidades futuras de mejoramiento de plantas.
Desarrollar y ampliar nuevos métodos/programas para (i) el desarrollo rápido de programas de educación sobre mejoramiento vegetal específicos y efectivos para todos los públicos, (ii) profesores e investigadores profesionales para permitir cambios en el enfoque para satisfacer las necesidades futuras de mejoramiento vegetal, y (iii) aumentar el acceso a la participación en el programa entre las comunidades marginadas (Objetivo estratégico 5 del USDA)
Desarrollar y desarrollar un énfasis en el mejoramiento de plantas y la integración de la retroalimentación de las partes interesadas para los cultivos deseados por los grupos tribales y las comunidades marginadas para ayudar a cumplir con los temas prioritarios de la administración de Equidad e Inclusión y Seguridad Nutricional.

Este plan proporciona orientación e información para muchos públicos diferentes; por ejemplo, un estudiante que toma una clase de mejoramiento puede aprender sobre el estado actual del mejoramiento de plantas y sus direcciones futuras.

Obtentor público de plantas

Desarrollar e implementar ideas que reflejen las prioridades actuales del USDA
Identificar las deficiencias en los esfuerzos de mejoramiento vegetal y abordarlas mediante nuevas investigaciones y esfuerzos educativos.

Obtentor de plantas de la industria privada

Reclute graduados capacitados que puedan incorporarse fácilmente y agregar valor de inmediato
Germoplasma de premejoramiento para incorporar en programas de mejoramiento (en algunos cultivos)
Identificar nuevos recursos públicos que beneficien su programa de mejoramiento vegetal

Líder del equipo de productos de semillas de la industria privada

Mejorar el análisis de datos de programas públicos de mejoramiento vegetal para examinar opciones de mejoramiento innovadoras para su posible uso en programas de mejoramiento privados
Alinear las prioridades de sus programas de mejoramiento vegetal

Liderazgo de asociaciones profesionales

Explicar cómo se están abordando las prioridades de la sociedad, por ejemplo, el desarrollo de recursos de germoplasma, la genotipificación, la fenotipificación y la modelización.

Miembro de la asociación profesional

Participe en las sesiones orales y de carteles de la conferencia según las áreas temáticas de la hoja de ruta
Poner la investigación en contexto durante las charlas/pósteres
Justificar la importancia de la investigación al solicitar fondos especiales/premios de conferencias

Estudiante de posgrado interesado en la crianza

Determinar posibles proyectos de investigación en función de las necesidades de la industria y el gobierno; áreas de posible financiación y colaboración del USDA (cuáles son las áreas de investigación activas y cuáles son las brechas); utilizar para alinear las propuestas de subvención con las prioridades del USDA
Comprender las oportunidades futuras después de la escuela de posgrado; qué habilidades se deben desarrollar para futuros trabajos, ya sea en el gobierno, la industria o el mundo académico.

Estudiante tomando una clase de crianza

Conozca el estado actual del mejoramiento vegetal y las direcciones futuras.
Desarrollar proyectos o informes de clase.
Conozca las habilidades que serán necesarias cuando el estudiante se gradúe (por ejemplo, habilidades de análisis y modelado de datos, habilidades genéticas)

Científico del ARS

Para escribir un plan de proyecto específico
Para apoyar la construcción de planes de acción de 5 años
Desarrollar ideas para propuestas de subvención.

Científico del Servicio Forestal

Integrar las últimas técnicas utilizadas por los genetistas en otras agencias y en los sectores público y privado.
Desarrollar un marco de respuesta para abordar la reproducción de árboles resistentes
Vincular a los criadores del Servicio Forestal con otros en las Agencias y en los sectores público y privado.

Líder del Programa Nacional del ARS

Para redactar el plan de acción, por ejemplo, para el Programa Nacional 301, que se centra principalmente en el mejoramiento vegetal.
Comunicarse con las partes interesadas y los científicos sobre las prioridades del USDA en materia de mejoramiento vegetal.
Para comunicarse con otros departamentos y agencias y socios internacionales.
Para ayudar en futuras discusiones presupuestarias.

Centros de materiales vegetales del NRCS

Evaluar las posibles brechas en el trabajo de conservación y selección de especies de plantas nativas en el sector privado (compañías de semillas privadas o programas de desarrollo de plantas de semillas locales) para determinar dónde existe la necesidad de trabajo adicional de selección de plantas por parte del NRCS.

Líder del Programa Nacional NIFA

Incluir un enlace a la Hoja de ruta en las oportunidades de financiación para apoyar las prioridades del programa de mejoramiento vegetal
Incorporar en las notas explicativas y justificaciones presupuestarias de las agencias para el Congreso, según sea necesario.
Úselo en presentaciones a las partes interesadas y otros departamentos, agencias y socios internacionales.

Administrador universitario

Información sobre el retorno de la inversión en programas de educación sobre mejoramiento vegetal
Oportunidades de financiación para la investigación en fitomejoramiento
Potencial de colaboración para la formación de estudiantes y la investigación (por ejemplo, con ciencia de datos)
Impacto económico de la investigación y el lanzamiento de cultivares y variedades
Priorización de futuros puestos docentes: fitomejoramiento y disciplinas asociadas

Administrador de extensiones

Retorno de la inversión, eficiencia del programa de mejoramiento vegetal
Nuevas formas de determinar la adecuación entre los productores y los resultados de los programas de mejoramiento vegetal

Agencias asociadas

Mostrar cómo sus inversiones en investigación benefician el desarrollo de las prioridades de investigación agrícola a nivel nacional, a través de inversiones coordinadas que contribuyen a las prioridades nacionales y mundiales.

Liderazgo del USDA

Demostrar coordinación entre las áreas de misión
Ilustrar cómo se están implementando las prioridades del USDA en los programas
Mostrar cómo se aprovechan los recursos asignados para lograr objetivos estratégicos
Úselo para defender prioridades y aumentar la financiación.

Expresiones de gratitud

Esta hoja de ruta para las prioridades de fitomejoramiento del USDA fue desarrollada por el grupo de trabajo de fitomejoramiento del USDA con un amplio aporte de las partes interesadas. Esta hoja de ruta es un documento dinámico y se prevén revisiones; agradeceríamos que las partes interesadas enviaran sus comentarios sobre esta hoja de ruta a PBRoadmapComments@usda.gov . Agradecemos sinceramente a las muchas partes interesadas que aportaron comentarios reflexivos y participaron en las reuniones de las partes interesadas.

Glosario con definiciones de términos de fitomejoramiento

Germoplasma: Base genética de una especie a partir de la cual se desarrollan nuevas poblaciones de plantas. Este sería el material parental de muchas variedades y cultivares potenciales.

Variedad: Grupo aislado de origen natural o grupo seleccionado artificialmente dentro de una especie que posee características únicas. Las variedades se reproducen de forma fiel y producen semillas que, en general, tienen las mismas características que las plantas progenitoras.

En los árboles forestales se pueden identificar, seleccionar o incluso criar muchos tipos de variedades, como por ejemplo:

Área de producción de semillas: recolección de semillas (por ejemplo, polinizaciones cruzadas de muchos árboles de un área determinada (procedencia) o rodalidad).
Mezcla de huerto de semillas amplias, por ejemplo, polinizaciones cruzadas de 50 o más padres seleccionados
- Diversidad muy alta, raza pura, ya que los padres se seleccionan en función de su valor genético aditivo (es decir, valor de reproducción)
Mezcla de huerto de semillas angosto, por ejemplo, polinizaciones cruzadas de 15 a 25 padres seleccionados
- Alta diversidad, raza pura, ya que los padres se seleccionan en función de su valor genético aditivo (es decir, valor de reproducción), aunque es posible cierta endogamia.

Cultivar: Una combinación de “cultivar” y “variedad” es una variedad que ha sido cuidadosamente seleccionada y cultivada por fitomejoradores. Los cultivares a menudo no se reproducen de manera fiel, creando descendencia que no se parece a las plantas progenitoras.

En los árboles forestales, las variedades se propagarían y se utilizarían como familias o clones específicos y no se reproducirían de forma fiel, ya que se basan en un valor genético aditivo y no aditivo o sus polinizadores pueden estar relacionados, lo que causa depresión endogámica. Se pueden identificar, seleccionar o mejorar varios tipos de variedades, como:

Familia OP de un huerto de semillas, por ejemplo, polinizaciones cruzadas recolectadas de uno o de un pequeño número de progenitores maternos en un huerto de semillas
- moderadamente diversa y no es una reproducción verdadera, porque no se seleccionarán polinizadores o estarán relacionados entre sí
Familia CP: por ejemplo, polinizaciones cruzadas controladas entre uno o un pequeño número de pares de padres
- Baja diversidad y no una crianza verdadera, porque el rendimiento se basa en valores genéticos aditivos y no aditivos y los polinizadores no serán seleccionados o estarán relacionados entre sí.
Mezcla clonal, amplia—
- Diversidad moderada, no crianza verdadera, porque el rendimiento se basa en valores genéticos aditivos y no aditivos y los polinizadores no serán seleccionados o estarán relacionados entre sí.
Mezcla clonal, estrecha
- Diversidad moderada a baja, no es una reproducción verdadera, porque el rendimiento se basa en valores genéticos aditivos y no aditivos y los polinizadores no serán seleccionados o estarán estrechamente relacionados entre sí.