ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
Linda McElreath, (301) 504-1658, lmcelreath@ars.usda.gov
December 27, 2001

Increasing wheat yields at the present rates, on the world's richest soil, may not be enough to provide adequate nourishment to people in countries with rapidly growing populations, according to an Agricultural Research Service geneticist in Columbia, Mo.

The world's less productive soils must also produce much higher wheat yields to feed the world population, projected by the United Nations to hit 9 billion people in 2040, according to J. Perry Gustafson at the ARS Plant Genetics Research Unit in Columbia. Increasing dependence will be placed on acidic, high-aluminum soils. Aluminum, found mostly just below the topsoil, impairs plant growth on nearly 2.5 billion of the world's 8 billion acres of cropland, including 86 million U.S. acres.

When soils are acidic, more aluminum is available in the soil and plant growth is restricted. Gustafson wants to help plant breeders develop new wheat varieties with genes enabling plants to yield abundantly on this type of soil. Another way to increase yields, beside breeding, is to add lime to deacidify soils, but hauling lime long distances is expensive.

In researching ways to tap into genetic resources for improving aluminum tolerance, Gustafson and colleagues have identified a major wheat gene for aluminum tolerance, found between two closely situated marker genes. Wheat breeders can now select breeding lines that have these markers in order to breed for aluminum tolerance. This marker- assisted selection may halve the current 10 to 15 years it takes to develop a new variety.

Also, borrowing genes from another cereal, rye, may be wheat's best hope for surviving on acidic, high-aluminum soils. The research on mapping rye genes may help breeders place desirable rye genes into wheat-rye crosses without sacrificing wheat's desirable agronomic and food qualities.
Gustafson has found molecular markers in rye that are closely linked to the aluminum tolerance genes and can help transfer desirable rye genes into wheat.

A more detailed story on the research is in the December issue of Agricultural Research magazine on the web at: http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/dec01/wheat1201.htm

ARS is the U.S. Department of Agriculture's chief scientific research agency.

La tolerancia al aluminio en el trigo

Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en ingles)
Linda McElreath, (301) 504-1658, lmcelreath@ars.usda.gov
27 de diciembre 2001

La aumentación de los producción de trigo a la proporción actual, en el suelo más rico del mundo, podría ser insuficiente para proveer el alimento adecuado a la gente en los países donde la población está creciendo rápidamente, según un genetista del Servicio de Investigación Agrícola
(ARS) en Columbia, Misurí.

Los suelos menos productivos del mundo también tendrán que rendir una producción mucho más alta para poder dar de comer a la población del mundo, que es proyectado por las Naciones Unidas de ser 9 mil millones en 2040, según J. Perry Gustafson en la Unidad de Investigación de la Genética de Planta en Columbia. Eso significa que más dependencia estará puesta en los
suelos ácidos y con niveles altos del aluminio. El aluminio, encontrado primariamente cerca del tope del suelo, inhibe el crecimiento de las plantas en casi 2.5 mil millones de acres entre los 8 mil millones de acres de tierra cultivable del mundo, incluyendo 86 millones de acres en EE.UU.

Cuando los suelos son ácidos, más aluminio está disponible en el suelo y el crecimiento de las plantas está limitado. Gustafson quiere ayudar a los criadores de plantas a desarrollar unas nuevas variedades de trigo con los genes que permiten que las plantas pueden rendir abundantemente en estos tipos de suelo. Otra manera para aumentar la producción, ademas de la
crianza, es tratar el suelo con cal para reducir los niveles de ácido, pero transportando la cal por distancias largas es costoso.

En sus investigaciones sobre las maneras para utilizar los recursos genéticos para mejorar la tolerancia al aluminio, Gustafson y colegas han identificado un gene del trigo importante para esta tolerancia, encontrado entre dos genes marcadores cuales son localizados muy cerca uno a otro.
Los criadores del trigo ahora pueden seleccionar las líneas de crianza que tienen estos marcadores para poder criar los tipos de trigo con la resistencia al aluminio. Esta selección por marcadores podría reducir por mitad los 10-15 años que se necesita ahora para desarrollar una nueva variedad.

También, la introducción de los genes de otro cereal, centeno, podría ser la mejor manera para que el trigo sobreviva en los suelos ácidos y altos en aluminio. La investigación sobre la localización de los genes del centeno podría ayudar a los criadores a usar los genes deseables del centeno en las cruces de trigo y centeno sin sacrificar las cualidades deseables del trigo. Gustafson ha encontrado los marcadores moleculares en el centeno cuales son enlazados bien cercas con los genes de tolerancia y cuales pueden ayudar a transferir los genes deseables del centeno al trigo. Más información aparece en la revista Agricultural Research de diciembre y en
el Internet en: http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/dec01/wheat1201.htm

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de Estados Unidos.

USDA news release
N4070