Recorder-Dec2020 - spanish final

The

Recorder

Diciembre 2020

Volumen XXXVIII, No. 4ISSN 1022-6303

ICAC

Comité Consultivo Internacional del Algodón

• Dr Keshav Raj Kranthi ..................................................................................................................................................... 2

• Dr Fred Bourland ........................................................................................................................................................... 11

• Dr Sukumar Saha .......................................................................................................................................................... 15

• Dr Yusuf Zafar ................................................................................................................................................................ 20

• Dr Ibrokhim Y. Abdurakhmonov ................................................................................................................................... 22

• Dr Mehboob-ur-Rahman ............................................................................................................................................... 25

• Dr Greg Constable ......................................................................................................................................................... 31

• Dr Jack C. McCarty Jr .................................................................................................................................................... 34

• Dr David M Stelly ........................................................................................................................................................... 37

• Dr Baohong Zhang ........................................................................................................................................................ 40

• Dr John Zhihong Yu ....................................................................................................................................................... 42

• Dr K Raja Reddy ............................................................................................................................................................. 44

Visión de algodón 2030

por los ganadores del Premio al Investigador del Año del ICAC

The ICAC Recorder, Diciembre 2020 1

Editorial

The ICAC RECORDER (ISSN 1022-6303) se publica cuatro veces al año por la Secretaría del Comité Consultivo Internacional del Algodón, 1629 K Street,NW, Suite 702, Washington, DC 20006-1636, EE.UU. Editor: Keshav R. Kranthi <[email protected]>. Precio de la suscripción: $220.00 (edición impresa).Copyright © ICAC 2020. Prohibida la reproducción parcial o total sin el consentimiento de la Secretaría.

¿Qué signi ica la “Visión 2030” para el mundo del algodón? Bueno, signi icaría mucho si proviene de los mejores en el negocio de la ciencia, la investigación y el desarrollo del algodón. Esta edición del ICAC RECORDER contiene las “entrevistas de la Visión 2030” de los líderes de la generación actual en la ciencia del algodón. Cada año, el CCIA reconoce a un cientí ico algodonero de-stacado para el Premio al Investigador del Año del CCIA. Trece eminentes cientí icos del algodón han recibido el premio desde 2009. A los ganadores del premio se les hicieron 10 preguntas y sus respuestas están documentadas en esta edición. La idea es proporcionar pistas intelectuales sobre los posibles desa íos actuales y futuros para la generación más joven de cientí icos del algodón. Personalmente, disfruté leyendo las respuestas y aprendí de la sabiduría y el intelecto de los cientí icos destacados, todos los cuales han dedicado casi toda su vida al avance de la ciencia del algodón. Los avances cientí icos están bendecidos con entusiasmos inconmensurables, inconcebibles e inesperados todo el tiempo. La base de las civilizaciones está llena de historias de investigación y desarrollo a lo largo de la historia de la humanidad. La emo-ción es interminable a medida que la historia de la ciencia continúa in luyendo en nuestras vidas de todas las formas posibles. Es casi imposible predecir lo que le deparará el futuro a la ciencia. La visión para 2030 que tenemos hoy se basa en el cono-cimiento que se ha acumulado de la ciencia hasta ahora. Pero curiosamente, como hemos presenciado a lo largo de los años, un solo descubrimiento o invención cientí ica mañana puede cambiar toda la trayectoria de los avances cientí icos en todos sus campos relacionados y, por lo tanto, la trayectoria de nuestra visión. ¿Quién hubiera pensado, hace 70 años, que el desmoro-namiento de la estructura helicoidal del ácido nucleico de doble cadena de un hilo microscópico llamado ADN cambiaría nuestro mundo, especialmente para las tecnologías médicas y agrícolas? ¿Quién hubiera pensado, hace 40 años, que se inventaría una técnica revolucionaria llamada “reacción en cadena de la polimerasa (PCR)” y que cambiaría la forma en que las ciencias biológi-cas llevan a cabo la investigación? ¿Quién hubiera pensado, hace 30 años, que las plantas de algodón que expresan genes bacte-rianos conquistarían el mundo? ¿Quién hubiera pensado hace 20 años que se inventaría una tecnología llamada CRISPR-CAS9 para la edición de genes especí icos de un sitio de una manera absolutamente precisa que abriría una miríada de posibilidades en la medicina y la agricultura? Todas estas tecnologías han in luido drásticamente en la forma en que se ha llevado a cabo la ciencia desde su invento y descu-brimiento. Los enunciados de la visión documentados antes de esos inventos sin duda habrían sido muy diferentes de lo que son hoy. Sin embargo, nuestros pensamientos, puntos de vista e ideas se documentarán ahora con la idea de que pueden ayudar a la próxima generación a construir su ciencia en el edi icio que edi icamos. Por otro lado, quizás no sea así como funciona la ciencia. Nuestra generación de cientí icos puede soñar con llegar a Marte, pero pronto alguien comenzará a soñar con llegar a estrellas distantes. Espero que todos vivamos lo su iciente para dis-frutar de ver a la generación más joven descartar nuestras visiones y reemplazarlas con nuevas ideas radicalmente dif-erentes, excitantes y emocionantes. Ofrezco mis felicitaciones a nuestra generación y mis mejores deseos a la próxima. -Keshav R Kranthi

RESEARCHER OF THE YEAR AWARD

WINNERS2009 2010 2011 2012 2012

2016 2017 2018 2019 2020

2013

2014 2015

Dr KRANTHI Dr BOURLAND Dr SAHA

Dr STELLY Dr ZHANG Dr YUDr RAHMAN Dr CONSTABLE Dr McCARTY

Dr PATERSON Dr ZAFAR Dr ABDURAKHMONOV

Dr REDDY

2 The ICAC Recorder, Diciembre 2020

El Dr. Keshav R Kranthi es jefe de la Sección de Información Técnica del Comité Consultivo Internacional del Algodón (CCIA), Washington DC. Antes de formar parte del CCIA en marzo de 2017, el Dr. Kranthi trabajó

2006, Miembro de la Academia Nacional de Ciencias Agrícolas en 2009, Miembro de la Sociedad India de Mejoramiento del Algodón en 2017 y el Premio de Reconocimiento Fitosanitario en 2016 que otorga la Academia Nacional de Ciencias Agrícolas. El Dr. Kranthi desarrolló y comercializó cuatro kits de detec-ción de Bt. Los kits se hicieron populares con ventas de US$ 1.045.000 durante los primer-os cinco años de comercialización. Desarrolló Estrategias de Manejo de la Resistencia a los Insecticidas para el algodón y facilitó (como líder del equipo de Technology Mini Mission II) su diseminación en 1.500 pueblos en nueve distritos de cultivo de algodón en aproxima-damente 200.000 ha con 80.000 producto-res participantes. El Dr. Kranthi desarrolló estrategias de manejo de la resistencia para retrasar el desarrollo de la resistencia al al-godón Bt en los gusanos de la cápsula y la re-sistencia de los insectos a los insecticidas. Las estrategias de manejo de la resistencia al Bt se desarrollaron sobre la base de un modelo estocástico (Kranthi y Kranthi 2004, Current Science, 87: 1096-1107).

Visión del algodón 2030

Keshav Raj Kranthi, India

Investigador del Año del CCIA 2009

Los tres grandes desafíos para el sector algodonero en la próxima década 1. Bajos rendimientos2. Degradación de la salud del suelo 3. Plagas de insectos y enfermedades

Bajos rendimientosEl rendimiento promedio de algodón durante los últimos 15 años (2004 a 2019) fue de 773 kg de ibra por hectárea (kg/ha) de un promedio de 33 millones de hectáreas. Los datos muestran que los rendimientos mundiales se han estancado en los últimos 15 años con bajos rendimientos en India y África que deprimen las cifras mundiales. Los rendimientos se han estancado en África durante los últimos 40 años y en India du-rante los últimos 15 años. Los rendimientos del algodón tan-to en África como en India han sido menos de la mitad de los rendimientos cosechados en el resto del mundo (rendimien-tos del mundo menos África e India). Por lo tanto, los bajos rendimientos en África e India son grandes desa íos. A nivel mundial, el algodón se cultivó en 34,2 millones de hectáreas (en 2019; de las cuales, África (13,5%) e India (39,1%) juntas ocuparon más de la mitad de la super icie, pero contribuyeron

solo con el 30% (7,9 millones de toneladas) de la producción mundial (26,1 millones de toneladas). El resto del mundo aporta el 70% (18,2 millones de toneladas) de la producción de apenas 47,4% de la super icie mundial con un promedio de 1116 kg/ha.). Históricamente, los rendimientos promedio mundiales (763 kg/ha en 2019) son bajos debido a los meno-resrendimientos en África e India. En 2019/20, al igual que en años anteriores, África tuvo los rendimientos de algodón más bajos (395 kg de ibra/ha) del mundo, seguido de India (456 kg/ha).

Tabla 1: Bajos rendimientos en África e India

Área Producción RendimientoMillones

HectáreasMillones de

ToneladasFibra Kg/Ha

Mundo 34.2 26.1 763India 13.3 6.1 456África 4.6 1.8 395Resto del Mundo 16.3 18.2 1116

como cientí ico del algodón desde 1991 y fue director del Instituto Central de Investigación del Algodón (CICR, por sus siglas en inglés) en Nagpur, India, de 2008 a 2017. El Dr. Kranthi fue premiado con medalla de oro en el PhD del Instituto de Investigación Agrícola de India (IARI, por sus siglas en inglés) en Nueva Delhi. El Dr. Kranthi tiene una patente otorga-da en Sudáfrica, México, China y Uzbekistán y seis solicitudes de patente en India. Inventó kits inmunológicos para detectar el Bt en cul-tivos transgénicos, insectos resistentes a in-secticidas y plaguicidas falsos. Fue pionero en el desarrollo de estrategias nacionales para el manejo de la resistencia a los insecticidas, el manejo del gusano de la cápsula, el manejo de la mosca blanca y la mejora sostenible del rendimiento a través de sistemas de siembra de alta densidad. Ha publicado 54 artículos de investigación revisados por pares y pre-sentado 38 artículos por invitación en 28 países. Ganó dos premios internacionales y 10 premios nacionales en India. Fue el primer ganador del Premio al Investigador del Año del CCIA en 2009. Recibió el Premio ICAR al Líder del Mejor Equipo de Investigación en


Degradación del suelo y salud defi ciente del suelo La degradación de la tierra seguirá siendo un problema mun-dial importante para el siglo XXI debido a su impacto adverso sobre la productividad agronómica y el medioambiente, así como por su efecto sobre la seguridad alimentaria y la calidad de vida (Eswaran et al, 2001). La salud del suelo en la mayoría de las regiones algodoneras del mundo es una preocupación importante para la productiv-idad. Los sistemas de producción de algodón durante varias décadas han estado sujetos a labranza excesiva y aplicaciones de agroquímicos, lo que ha provocado la degradación del suelo y una salud de iciente del suelo. La degradación del suelo es uno de los principales factores de la baja productividad en las tierras áridas de secano, incluidas África y el centro de India. Casi el 75% de la tierra del mundo se ha degradado (Xie et al, 2020); el 65% de las tierras agrícolas en África subsaha-riana (Zingore et al, 2015); más del 40% de la tierra cultiva-ble de China está degradada (Delang, 2018), así como más del 67% de las tierras agrícolas de India están degradadas (Dhruvanarayana y Babu, 1983). En India, la erosión del suelo por el agua es la amenaza más grave, que afecta al 82,57% de la super icie total, seguida de la erosión eólica (12,40%), los suelos ácidos (17,94%) y otros factores (ICAR & NAAS 2010). La degradación del suelo con-duce invariablemente a la erosión de la biodiversidad y a la pérdida de materia orgánica del suelo (MOS), lo que a su vez resulta en una pobre fertilidad y bajos rendimientos ya que la MOS es una rica fuente de nitrógeno mineralizado (N), fósforo (P), azufre (S) y otros nutrientes (Baldo y Broos, 2011). Los cultivos de algodón que crecen en suelos con poca materia orgánica, nutrientes desbalanceados y pobre salud del suelo sufren de ecosistemas de icientes, mala salud, estrés nutricio-nal, estrés hídrico y pestilencia severa, lo cual produce una baja productividad y consecuencias socioeconómicas negativas.

Plagas de insectos y enfermedades India, China, EE.UU., Pakistán y Brasil juntos contribuyen en más del 75% de la producción mundial de algodón cada año. Estos cinco principales países productores de algodón están luchando contra algunas plagas de insectos y enfermedades que han estado ocasionando pérdidas de rendimiento a pesar del uso intensivo de plaguicidas o enfrentan amenazas inmi-nentes de plagas. Al menos cinco plagas de insectos y una enfermedad son cono-cidas por su notoriedad, a saber, el picudo, el gusano de la cáp-sula del algodón, el gusano rosado, la mosca blanca, los trips y el virus de la rizadura de la hoja del algodón. Se sabe que estas plagas de insectos y la enfermedad causan grandes pérdidas económicas en las cosechas y son di íciles de manejar.

Tabla 2. Factores de estrés biótico en los cinco mayores productores de algodónPlagas/Enfermedades

USA Brasil China India Pakistan

Picudo ** *****

Gusanos de la cápsula resistentes al Bt

• Gusano Rosado * ** ***** *****

• Helicoverpa & Heliotis sp.

** * ** *** **

Mosca Blanca * ** ** **** ****

Virus del enrollamiento de la hoja

***** *****

Trips **** ** *** ** *** El número de asteriscos indica la intensidad de la amenaza inminente, como se deduce de los trabajos de investigación.

El picudo es un problema grave en América del Sur, donde el algodón se cultiva principalmente en Brasil y Argentina. El gusano rosado de la cápsula ha desarrolla-do recientemente altos niveles de resistencia al algodón Bt, emergiendo así como una amenaza en India y Pakistán.

Las inminentes amenazas de los gusanos de la cápsula en India, Brasil, Pakistán, Estados Unidos y China mere-cen una seria atención. Por cierto, India, China, Estados Unidos, Brasil y Pakistán son los mayores usuarios de tec-nologías de algodón biotec resistente a insectos y ahora dependen casi por completo de las características biotec en sus variedades de algodón. La dinámica de la produc-tividad y la producción de algodón en el mundo depend-erá de cuán bien estos cinco países principales combaten la amenaza de estos seis factores conocidos de estrés biótico.

Nuevas tecnologías de producción que pueden romper las barreras de rendimiento Varias tecnologías de producción de cultivos contribuyen a altos rendimientos y actualmente se consideran las mejores prácticas en todo el mundo. Algunas de estas tecnologías prob-ablemente no serían tan e icaces para marcar una gran difer-encia en los países desarrollados y tanto como podrían serlo en el aumento de los rendimientos en India y África. Estas tecnologías abarcan: • Reguladores de crecimiento para la retención de las bot-

ones lorales formadas tempranamente• Siembra de alta densidad (para África e India) • Técnicas agrícolas regenerativas para el manejo de la salud

del suelo • Técnicas de ingeniería ecológica para el manejo de los es-

treses biótico y abiótico A continuación, se enumeran algunas de las mejores prácticas.


Retención de las botones fl orales formadas tempranamente. La retención de los botones lorales formados tempranamente es una estrategia sólida para altos rendimientos y el manejo del gusano rosado. ¿Por qué proteger los botones lorales y cápsulas formadas tempranamente? Las cápsulas del primer, segundo y tercer punto de fructi icación de una rama simpodi-al (fructi icación) representan cápsulas de las botones lorales formadas tempranamente. Contribuyen a los altos rendimien-tos más e icientes energéticamente y a una mejor calidad de la ibra en poco tiempo. La caída de las botones lorales y las cápsulas se puede prevenir recti icando las de iciencias de fós-foro y boro; proporcionando agua adecuada; reduciendo los efectos de sombra a través del manejo del follaje; protegiendo contra plagas de insectos y uso de inhibidores de etileno. El ob-jetivo es una retención de cápsulas del 70-80%, especialmente de cápsulas en los nodos de la 1ª y 2ª posición en las ramas simpodiales. Los estudios muestran que estas cápsulas con-tribuyen al 60% y 30% del rendimiento del algodón en rama, respectivamente. Las cápsulas en las ramas simpodiales de la región central contribuyen al menos al 70% del rendimiento del algodón en rama. El manejo apropiado de nutrientes, agua y plagas ayuda a retener las partes fructíferas, especialmente las cápsulas. La retención de las botones lorales y las cápsu-las formadas tempranamente es fundamental para obtener altos rendimientos en la menor duración posible del cultivo. La protección de las botones lorales y las cápsulas formadas tempranamente contra la caída ayuda a mejorar el manejo de plagas de insectos y enfermedades, una mayor e iciencia en el uso de nutrientes, una mejor e iciencia en el uso del agua y un índice de cosecha más alto. Las plantas que sufren de la caída de botones lorales y cápsulas de formación temprana respon-den produciendo un crecimiento vegetativo adicional en un es-fuerzo por compensar las pérdidas de frutos, lo que resulta en un retraso en la fructi icación y la madurez. Esto produce un cultivo de mayor duración que tiene una ventana de loración y fructi icación más prolongada, lo cual lo hace más vulnerable al estrés por sequía, la demanda de nutrientes y las plagas de insectos y enfermedades. Las plantas de algodón tienen una tasa de crecimiento predecible basada principalmente en uni-dades de calor. Los insumos óptimos y la ausencia de estrés permiten un crecimiento apropiado. Monitorear la tasa de crecimiento de las plantas en función de las unidades de calor ayudará a diagnosticar y recti icar los problemas de manera oportuna para garantizar la retención de cápsulas en al menos 50%-60% y obtener altos rendimientos. • En promedio, las plantas de algodón producen de 1 a 1,5

botones lorales por día a partir del día 35 al 40 después de la germinación.

• Es sumamente importante proteger al menos el 70%-80% de las primeras 30 botones lorales formadas por planta (40-70 días después de la germinación) y ser capaz de pro-teger al menos 70%-80% de las primeras 20 cápsulas for-madas por planta (60-90 días después de la germinación).

• La retención entre 12 y 15 cápsulas sanas por planta

conduce a altos rendimientos de 1500 a 2000 kg de ibra por hectárea en una distancia de 90 x 10 cm dentro de 150 a 160 días.

• La retención de las botones lorales/cápsulas formadas tempranamente es la estrategia más e icaz para combatir el gusano rosado de la cápsula en India. Las cápsulas de formación temprana escapan a la infestación del gusano rosado y tienen una mejor calidad de ibra. El gusano ro-sado de la cápsula es una plaga de inal de temporada en India y afecta principalmente a las cápsulas que se forman tardíamente.

¿Cómo retener los botones fl orales formados tempranamente? Monitorear el cultivo para la retención de botones lo-rales y cápsulas durante 50 días a partir del inicio de las botones en un cultivo de 40 días. La caída de las botones podría ocurrir debido a de iciencias de nutrientes, daño por insectos, sequía, anegamiento, condiciones nubla-das o efectos de sombra entre plantas. Si se nota la caí-da de las botones lorales, diagnostique el factor causal e inicie medidas de control inmediatas. La caída de las botones lorales se puede prevenir utilizando cualquiera de las siguientes estrategias: ᵅ Nutrientes como nitrógeno, fósforo y boro ᵅ Reguladores de crecimiento como Cloruro de Mepiquat

o Paclobutrazol para el manejo del follaje para prevenir los efectos de sombreado

ᵅ Inhibidores de etileno como aminoetoxi vinil glicina o 1-metil ciclopreno

ᵅ Hormonas vegetales como el ácido 1-naftalenacético para reducir la caída de las botones lorales

ᵅ Insecticidas ecológicos como Bt, NPV, Piriproxifeno, Buprofezina, Indoxacarb, Clorantraniliprol, etc., para controlar míridos o gusanos de la cápsula

ᵅ Utilizar reguladores de crecimiento (o ácido acéticon-aftaleno) o insecticidas en el control de míridos y/o gu-sanos de la cápsula, para evitar la caída de las botones.

El objetivo es una retención de 70%-80% de las bot-ones/cápsulas. La retención alrededor de 12 a 15 cáp-sulas sanas por planta conduce a altos rendimientos de 1500 a 2000 kg de ibra por hectárea en 90x10 de dis-tancia dentro de 150-160 días.

Siembra de alta densidad. Se obtienen altos rendimientos en todo el mundo tanto en plantas de baja como de alta densidad. Sin embargo, los altos rendimientos se consiguen en menos tiempo y de manera más e iciente a partir de cultivos de mayor densidad en compara-ción con cultivos con poblaciones de plantas de baja densidad. Además, se pueden obtener altos rendimientos con campos de baja densidad sembrados en una distancia de 90x60cm, 90x90cm, etc., pero se necesita más tiempo para proteger y retener un mayor número de botones lorales/cápsulas por planta para altos rendimientos, lo que también hace que las cápsulas formadas tardíamente sean vulnerables al gusano rosado, el estrés hídrico y el estrés nutricional. El algodón en India y África se siembra generalmente en una distancia de


90x60 cm, produciendo una población de campo de 18.518 plantas por hectárea. Para obtener el rendimiento promedio mundial de ibra de 800 kg/ha en esos campos, cada planta debe retener un promedio de 29 cápsulas (1,5 g de ibra por cápsula). El rendimiento promedio de India es de 500 kg/ha, lo cual indica una retención de 18 cápsulas por planta en pro-medio. El rendimiento promedio de África es de 350 kg/ha, que indica una retención promedio de 13 cápsulas por plan-ta. El algodón se siembra a 90x10cm de distancia en Australia, Brasil, China, México, España, Grecia y EE. UU., para obtener una población de campo de 111.111 plantas por hectárea. Para conseguir un rendimiento promedio mundial de ibra de 800 kg/ha en esos campos, cada planta debe retener un promedio de 5 cápsulas/planta (1,5 g de ibra por cápsula). Estos países cosechan de 950 a 2000 kg de ibra por hectárea, lo cual in-dica una retención de seis a 12 cápsulas por planta, respecti-vamente. En promedio, las plantas de algodón producen una yema loral por día a partir de los 35-40 días de edad. Para obtener un rendimiento de 800 kg de ibra por hectárea, es relativamente e iciente y más fácil monitorear y proteger 10 botones lorales formadas tempranamente por planta en una población de plantas de 111.111 plantas/ha, lo que podría re-sultar en la retención inal de casi 5 cápsulas por planta - en comparación con la protección de 60 botones lorales forma-das tempranamente en una población de plantas de 18.518 plantas/ha., que podría producir la retención inal de 29-30 cápsulas por planta. Existen varias ventajas de una plantación de mayor densidad. La siembra densa a 8-10 plantas por hilera de un metro con hileras de 80-100 cm de distancia reduce la carga isiológica en plantas individuales. La siembra densa reduce la duración de la ventana crítica de formación de cápsulas para facilitar el manejo e iciente de agua y nitrógeno. Reduce el número de ramas monopodiales para aumentar el índice de cosecha. La siembra densa también reduce el número de cápsulas de mala calidad en la región terminal superior de la planta y más allá del tercer nodo en las ramas simpodiales más largas.

Manejo de la salud del suelo. La salud del suelo es la clave para lograr una mayor e iciencia en el uso del agua y nutrientes en la agricultura. Los suelos ri-cos en materia orgánica, microbios y organismos del suelo per-miten una mejor retención y translocación del aire, el agua y los nutrientes. Los suelos saludables permiten la absorción de los macro y micronutrientes esenciales para producir un cul-tivo saludable que tiene una mejor capacidad para combatir el estrés biótico y abiótico.Tecnologías como cultivos de cobertura, barbecho mejorado, labranza mínima, estiércol, biofertilizantes y reciclaje de resid-uos de cultivos mejoran la salud del suelo. En las regiones de secano, los métodos de conservación del agua, como la recolec-ción de agua, la siembra en camellones, la cobertura con man-tillo, la labranza de conservación, el enriquecimiento orgánico, el drenaje, el goteo y los aspersores, el drenaje del exceso de agua, los cultivos de cobertura, etc., son muy importantes para conservar y proporcionar la humedad apropiada del suelo al

cultivo, especialmente durante su etapa crítica de formación de cápsulas. Las prácticas agrícolas regenerativas, como la labranza reducida, minimizan la degradación del suelo y au-mentan la e iciencia en el uso del agua y nutrientes. Los cultivos de cobertura de leguminosas se utilizan para el manejo de la humedad del suelo, las malezas y el nitrógeno. La rotación de cultivos y los cultivos intercalados con cultivos de raíces poco profundas o cultivos de leguminosas también ayu-dan a reducir la erosión del suelo. Las tecnologías para mejorar el barbecho con cultivos de leguminosas ayudan muchísimo a mejorar el nitrógeno y la materia orgánica. La cosecha de algodón tiene más hambre y sed durante la for-mación de las cápsulas. Asegúrese de que la planta obtenga del 70% al 80% de su requerimiento de nitrógeno y agua durante la ventana crítica de formación de cápsulas verdes. Si bien las prácticas agrícolas regenerativas se utilizan para mejorar la materia orgánica y la salud del suelo, las prácticas agronómi-cas deben ajustarse para reducir la duración de la ventana crítica de las plantas mediante el desarrollo de sistemas de siembra de alta densidad. Los nutrientes como el potasio, el fósforo, el boro y el zinc desempeñan una función crucial en los rendimientos, al igual que el pH del suelo. En condiciones de secano, las consideraciones clave son el tiempo de siembra, la ventana de monzones, la densidad de siembra y el manejo de nutrientes para garantizar que el desarrollo de las cápsulas verdes obtenga los insumos óptimos para un buen crecimiento y rendimiento. Las tecnologías de precisión para el manejo de nutrientes ayudarán a evitar el exceso de nitrógeno y recti icar las de iciencias de nutrientes.

Ingeniería ecológica para el manejo del estrés biótico y abiótico. El algodón padece de estrés biótico y abiótico. Los factores de estrés biótico incluyen plagas de insectos, enfermedades y malezas. Los factores de estrés abiótico abarcan sequía, anegamiento, salinidad, altas precipitaciones y temperatu-ras extremas. Entre los factores de estrés biótico, las plagas de insectos producen las máximas pérdidas de rendimiento en el algodón. Algunas enfermedades bacterianas, fúngicas y virales también dañan el cultivo y reducen los rendimien-tos, pero en grados variables en diferentes partes del mundo. Generalmente, los productores pre ieren el control químico de plagas de insectos, enfermedades y malezas debido a su rápida acción. Sin embargo, los plaguicidas químicos tienen efectos secundarios negativos sobre la ecología y el medioambiente. La mayoría de los insecticidas provocan el resurgimiento de las plagas, lo que requiere el uso repetido de insecticidas y sus mezclas, que a su vez genera resistencia a los insecticidas en las plagas de insectos objetivo, un control de iciente de las plagas y pérdidas de cosechas. La ingeniería ecológica se basa en el uso de sistemas de cultivo y métodos culturales para la manipulación del hábitat que son desfavorables para las pla-gas, pero mejoran la supervivencia y el crecimiento del control biológico natural. La ingeniería ecológica mejora el rendimien-to de los controles biológicos y reduce la necesidad de insec-ticidas químicos. Varias prácticas ecológicas integradas, como


cultivos de cobertura, cultivos intercalados, cultivos trampa, biofertilizantes, bioplaguicidas, cubierta orgánica, estiércol, aplicación de compost, etc., tienen los efectos menos perturba-dores en el control biológico natural. Estrategias simples como la elección de ‘cultivares resistentes a las plagas chupadoras’, ‘siembra oportuna’, ‘evitar el exceso de fertilizantes nitrogena-dos’, ‘crecimiento de cultivos intercalados que albergan insec-tos bené icos’, ‘uso de bioplaguicidas, control biológico e insec-ticidas selectivos a niveles de umbral económico de las plagas de insectos’ puede ayudar en el manejo efectivo de plagas con una mínima intervención química y con los efectos menos per-turbadores en el ecosistema.

Avances prometedores recientes en la ciencia de la Genómica, la Genética y la Selección Genética de plantasLa ciencia de la secuenciación del genoma del algodón ha avan-zado en gran medida en los últimos ocho años. Los borradores de secuencias de los principales genomas diploides y tetraploi-des han revelado información valiosa sobre la asociación de genes y las características. Los borradores de los genomas de G. raimondii (Wang et al, 2012) y G. arboreum (Li et al, 2014) se informaron en 2012 y 2014, respectivamente; para G. hirsu-tum (Li et al, 2015; Zhang et al, 2015) y G. barbadense (Liu et al, 2015; Yuan et al, 2015) en 2015 y para Gossypium turneri (Udall et al, 2019) y Gossypium australe (Cai et al, 2019) en 2019. Sobre la base de la información disponible, varios grupos de investigación han iniciado estrategias de selección genómi-ca para mejorar el rendimiento de la ibra, las cualidades de la ibra y la resiliencia climática (Yang et al, 2020).

Tabla 3. Secuenciación del genoma del algodónEspecie ReferenciaGossypium raimondii Wang et al, 2012Gossypium arboreum Li et al, 2014Gossypium hirsutum Li et al, 2015; Zhang et al, 2015Gossypium barbadense Liu et al, 2015; Yuan et al, 2015Gossypium turneri Udall et al, 2019Gossypium australe Cai et al, 2019

Contribución de la investigación genómi-ca para mejorar el rendimiento y la calidad de la fi bra La investigación genómica ha permitido la identi icación de genes relacionados con un alto número de cápsulas por plan-ta, altos rendimientos y también genes que están involucrados en el desarrollo de la ibra y pueden desempeñar una función importante en la calidad de la ibra, como la longitud y la resis-tencia. Se utilizaron estudios amplios sobre asociaciones del genoma (GWAS, por sus siglas en inglés) para examinar mil-lones de variantes genéticas para descifrar la genética sobre la calidad y el rendimiento de la ibra. Se encontró que los genes, GhFL1, GhFL2 y GhXIK estaban involucrados en el alargamien-to de las células de la ibra, se demostró que Gh_A07G1769

estaba relacionado con la resistencia de la ibra; se señaló que GhLYI-A02 y GhLYI-D08 aumentan pleiotrópicamente el ren-dimiento de la ibra y el número de cápsulas por planta (Fang et al, 2017). Se han clonado genes como GhACT_LI1 para el de-sarrollo de la ibra (Thyssen et al, 2017), GoPGF para el feno-tipo sin glándulas (Ma et al, 2016), GhLMI1-D1b para la forma de la hoja (Andres et al, 2017), GoSP para la rami icación (Si et al, 2018) y GhLMMD para el daño necrótico de las hojas (Chai et al, 2015). La disponibilidad de los datos de marcadores genéticos y la secuencia del genoma puede mejorar los enfo-ques dirigidos para asignar la acción de los genes a rasgos es-pecí icos de calidad de ibra a nivel molecular para facilitar la selección asistida por marcadores y el mejoramiento genético asistido por marcadores.

¿Cómo puede el algodón combatir el cam-bio climático? El cultivo de algodón es tanto un contribuyente como una vícti-ma del cambio climático. Curiosamente, el cultivo del algodón ofrece soluciones al cambio climático al secuestrar más carbo-no del que emite. Los siguientes párrafos describen tres aspec-tos del algodón relacionados con el cambio climático. • Impacto del cultivo de algodón en el cambio climático• Impacto del cambio climático en el cultivo del algodón• Tecnologías para combatir los efectos del cambio climático

Impacto del cultivo de algodón en el cambio climático. Los factores relacionados con el cultivo de algodón que más impactan el cambio climático son la deforestación, el uso de electricidad y productos de petróleo en el riego, las opera-ciones agrícolas y el transporte y el uso de productos quími-cos, como fertilizantes y plaguicidas, en el cultivo de algodón, la fabricación y el uso de textiles. Los combustibles fósiles y los productos de gas natural, como la electricidad, el petróleo, el poliéster, el nylon, los acrílicos, los tintes químicos, etc., se utilizan en la fabricación y uso de textiles que también con-tribuyen al cambio climático. Sin embargo, muchos estudios señalan que el cultivo de algodón tiene el menor impacto sobre el cambio climático y, en todo caso, ayuda a reducir los niveles de CO2 atmosférico considerablemente mejor que la mayoría de los otros cultivos. Al igual que otros cultivos C3, el algodón no solo contribuye de manera signi icativa al secuestro de al-tos niveles de CO2, sino que también captura CO2 adicional al secuestrarlo en sus ibras. Los estudios muestran que por cada kilogramo de ibra que produce, el cultivo secuestra alrededor de 0,5 kg más de gases de efecto invernadero de los que emite.

Impacto del cambio climático en el algodón.El cambio climático puede tener efectos tanto positivos como negativos en la producción de algodón. Los informes científ-icos han demostrado que los niveles elevados de CO2 atmos-férico mejoran la e iciencia de uso de la radiación, reducen la transpiración de las hojas, aumentan las tasas de fotosíntesis y aumentan las reservas de carbohidratos, mejorando de esta


manera el crecimiento de las plantas y las raíces, así como aumentando el número de cápsulas para producir altos ren-dimientos. Sin embargo, se ha informado que las temperaturas más elevadas ocasionan mayores problemas de plagas de in-sectos, menor e iciencia en el uso del agua, mala polinización, menos desarrollo de semillas, menor número de cápsulas con peso reducido y poca retención de cápsulas, lo que conduce a pérdidas de rendimiento y deterioro de la calidad de la i-bra, además de tener el potencial de prolongar la duración del cultivo. Una temporada de cultivo más larga bajo cambios climáticos inciertos conduciría a mayores complejidades en el manejo de la salud del cultivo, la salud del suelo, el agua, los nutrientes, las malezas, las plagas de insectos y las enfer-medades. Los caprichos climáticos extremos, como las olas de calor, la sequía y las lluvias excesivas, aumentarán los riesgos para los sistemas de producción de algodón. El estrés por calor suele acompañar a la sequía para complicar aún más los ries-gos. Los cambios en los patrones de lluvia, especialmente en el 54% de las regiones de secano, resultarán en un desajuste en-tre la “ventana de requisitos críticos de agua para los cultivos” y el monzón, produciendo estrés y reducción del rendimiento.

Tecnologías para combatir los efectos del cam-bio climático:Las tres estrategias más importantes que podrían reducir el impacto del cambio climático en el cultivo del algodón son las siguientes: 1) Selección genética de cultivares tolerantes al calor: En vista que las altas temperaturas tienen los efectos más perjudiciales sobre la germinación, la maduración de los fru-tos y la retención de las cápsulas, sería prudente concentrar los esfuerzos en desarrollar cultivares tolerantes al calor que puedan producir polen fértil y maduración de frutos bajo tem-peraturas nocturnas más altas de 27o C y retener las cápsulas bajo regímenes de temperatura más elevadas. Si bien el enfoque principal es desarrollar cultivares tolerantes al calor, características adicionales de mejor e iciencia en el uso del agua, alta e iciencia en el uso de nutrientes y el poten-cial para adaptarse y resistir sequías impredecibles, cambi-os de calor, anegamiento, plagas de insectos y enfermedades permitiría una mayor resistencia a los caprichos bióticos y abióticos. Se ha informado que los cultivares con hábitos de crecimiento indeterminados muestran una mejor resistencia a los efectos climáticos. De manera similar, se encontró que los cultivares con una madurez relativamente lenta de los frutos, pero un número inal de frutos más alto, producían rendimientos más altos. 2) Mejoramiento de la salud del suelo: Los suelos sanos no solo proporcionan macro y micronutrien-tes adecuados, sino que también facilitan una mejor utilización de los nutrientes por los cultivos. Los suelos ricos en materia orgánica capturan el agua de lluvia de manera más e iciente y proporcionan humedad al suelo durante un período más lar-go para que el cultivo pueda soportar condiciones de sequía.

Por lo tanto, se deben desarrollar prácticas de producción para mejorar la salud del suelo mediante el uso del reciclaje de residuos de cultivos, abono verde, cultivos de cobertura, bio-fertilizantes, estiércol, compost, biocarbón, urea de liberación lenta, rotación de cultivos, diversi icación de cultivos e inge-niería ecológica para mitigar los efectos del cambio climático en la producción de algodón. 3) Reducción de la dependencia de insumos químicos: Los sistemas convencionales de cultivo de algodón se han con-vertido cada vez más dependientes de insumos químicos para obtener altos rendimientos. Se ha descubierto que el aumento del uso de productos químicos tiene un impacto adverso en la salud del suelo. El contenido de carbono orgánico del suelo se ha ido deteriorando en muchos países, lo que ha provoca-do una baja productividad de los fertilizantes. En tales condi-ciones, se obtienen bajos rendimientos a pesar de un mayor uso de fertilizantes. Reducir la dependencia de la electricidad, los productos derivados del petróleo, los fertilizantes químicos y los plagui-cidas ayuda a reducir la huella de carbono y, por lo tanto, a re-ducir el impacto sobre el cambio climático. Estrategias como la ingeniería ecológica y la agricultura regen-erativa pueden fortalecer la salud del suelo y la biodiversidad que contribuyen a reducir la necesidad del uso de productos químicos en la agricultura. Se ha informado que algunas tec-nologías, como la urea recubierta de almidón o la urea recubi-erta de nim, mejoran la e iciencia del uso del nitrógeno.

Nuevas tecnologías para combatir plagas de insectos, malezas y enfermedades Hasta ahora, la función del algodón transgénico se limitaba a la resistencia al gusano de la cápsula y la tolerancia a los her-bicidas. En un desarrollo reciente, se descubrió que las plantas de algodón transgénico “MON 88702” con el gen Bt Cry51Aa2 incorporado, eran e icaces para combatir los trips (Huseth et al, 2020). Yin et al (2019) expresaron Cas9 y ARNg dobles para atacar simultáneamente a múltiples regiones del virus de la rizadura de la hoja del algodón para demostrar que era posible diseñar plantas con resistencia completa a esta enfermedad. En un informe reciente, Khan et al (2020) demostraron que los sistemas CRISPR CAS9 que utilizan dos ARN guías, uno dirigi-do al gen de la proteína asociada a la replicación (Rep) y el otro dirigido al gen βC1 del satélite Beta, podrían utilizarse como estrategia múltiple para reducir la infectividad del virus de la rizadura de la hoja del algodón.Las plantas de algodón que expresan un gen bacteriano ptxD de fos ito deshidrogenasa mostraron capacidades para utilizar fertilizantes de fos ito que eran tóxicos para la maleza. Por lo tanto, la fertilización selectiva con fos ito permitió el crec-imiento sin obstáculos de las plantas de algodón transgénico mientras eliminaba las malezas (Pandeya et al, 2018). Los au-tores a irman que “el sistema ptxD/fos ito representa una de


las tecnologías más prometedoras de los últimos tiempos con potencial para resolver muchos de los problemas agrícolas y ambientales que enfrentamos actualmente”.

Tecnologías transgénicas del algodón y el camino a seguir Hasta ahora, las tecnologías transgénicas comerciales en el al-godón se han limitado a dos características en todo el mundo: la resistencia a los insectos y la tolerancia a los herbicidas (TH). Las tecnologías de algodón transgénico se comercializaron en 1996 y desde entonces han sido fundamentales para cambiar el escenario de protección de cultivos en los sistemas mundia-les de producción de algodón. Durante los últimos 24 años, la mayoría de los países desarrollados adoptaron el algodón Bt transgénico y el algodón TH para el manejo del gusano de la cápsula y las malezas, respectivamente. El algodón transgéni-co se ha aprobado en 19 países y se cultivó en 24,9 millones de hectáreas en 2018, ocupando el 76,0% de la super icie al-godonera mundial. El algodón transgénico cultivado en India, Estados Unidos, Pakistán, China y Brasil, representa el 94% del total de la super icie mundial de algodón transgénico.Aunque el algodón tolerante a herbicidas se ha desarrollado para la tolerancia contra seis herbicidas: glifosato, glufosinato, dicamba, 2,4-D, isoxa lutol y bromoxinil (no se usa TH), solo cinco de los productos están en uso actualmente. Asimismo, aunque se desarrollaron variedades de algodón transgénico resistente al gusano de la cápsula que incorporaron siete tox-inas Bt - cry1Ac, cry1Ab, cry1C, cry1F, cry2Ab, cry2Ae y vip3a - existen diferentes productos disponibles en varias formas con una sola característica genética o con combinaciones de dos o tres genes. China desarrolló algodón transgénico que expresa la proteína inhibidora de la tripsina de caupí (CpTi) para la resistencia al gusano de la cápsula, que hasta ahora se limita solo a China. En general, una combinación de dos o tres genes Bt ocupa la mayor parte de la super icie cultivada de al-godón en Australia, Brasil, India y Estados Unidos. Ocho países -Argentina, Australia, Brasil, Colombia, México, Paraguay, Sudáfrica y EE. UU.- cultivan algodón Bt y algodón TH. Países en desarrollo como India, Burkina Faso, China, Pakistán, Myanmar y Sudán aprobaron el algodón Bt, pero todavía no han aprobado el algodón TH. Dos fenómenos, a saber, la “resistencia del gusano de la cáp-sula al algodón Bt” y la “resistencia de las malezas a los herbi-cidas”, han surgido recientemente como desa íos y amenazan la e icacia sostenible del algodón transgénico. Se informó que Helicoverpa zea (en EE.UU.) desarrolló resistencia a Cry1Ac y se reportó que el gusano rosado de la cápsula Pectinophora gossypiella desarrolló resistencia a Cry1Ac y Cry2Ab en India. Asimismo, se ha registrado resistencia al glifosato en 13 espe-cies de malezas en EE. UU. y Australia y 8 en Argentina y Brasil. La aparición de nuevas plagas de insectos, el desarrollo de la resistencia de los insectos al algodón Bt y la resistencia de las malezas a los herbicidas han dado lugar a un aumento constan-te del uso de plaguicidas durante la última década en India, Pakistán, China, Brasil y EE. UU. Si bien el desarrollo de var-iedades de algodón transgénico a través de la sobreexpresión

de transgenes insecticidas parece que es mucho más lenta sustancialmente, los nuevos enfoques de ARNi a través del si-lenciamiento de genes y la edición de genes mediante CRISPR CAS9 han comenzado a ganar terreno en los últimos años para combatir las plagas de insectos, las malezas, las enfermedades y el cambio climático.

Función de la robótica, la electrónica y las tecnologías de comunicación para el algodón Estamos presenciando una revolución digital. Las tecnologías digitales, como la inteligencia arti icial (IA) y las plataformas de redes sociales, están revolucionando los canales de comuni-cación. Las nuevas tecnologías, como las aplicaciones móviles interactivas y las películas de realidad virtual, facilitan la toma de decisiones asistida por expertos y el aprendizaje de sum-ersión independiente de la temporada, respectivamente. La robótica y los drones se utilizan actualmente para la reco-pilación de datos, la detección de problemas y la entrega de soluciones. La inteligencia arti icial y las redes neuronales in-formáticas para el reconocimiento de voz, la interacción bidi-reccional y el reconocimiento de imágenes se están explorando cada vez más para su uso en la agricultura para la transferencia de tecnología, la recopilación y análisis de datos y la educación de los productores. La llegada de los teléfonos inteligentes, con instalaciones de descarga de datos de bajo costo, amplias instalaciones de grabación de fotogra ías y videogra ías y tec-nologías de edición digital, ahora permiten al hombre común convertirse en un creador de contenido. La extensión agrícola, que alguna vez se consideró el mayor de todos los desa íos en los sistemas agrícolas de pequeños productores, ya no se con-sidera di ícil. Las nuevas tecnologías permiten la comunicación de información incluso a las zonas más remotas y también a los productores con escasos recursos y menos alfabetizados.

Otras innovaciones novedosas y emocio-nantes y tecnologías revolucionarias Las herramientas de edición genómica y silenciamiento de genes recién descubiertas pueden revolucionar la salud y la agricultura. Durante los últimos 20 años, el algodón biotec re-sistente a los insectos y tolerante a los herbicidas ha brindado bene icios impresionantes a los principales países productores de algodón en todo el mundo. Nuevas y emocionantes herra-mientas de silenciamiento de genes a través del ácido ribonu-cleico de interferencia (ARNi) y la edición del genoma a través de mega-nucleasas (MN), nucleasas con dedos de zinc (ZFN), nucleasas efectoras activadoras de la transcripción (TALENS) y repeticiones palindrómicas agrupadas regularmente intere-spaciadas (CRISPR) - junto con la proteína 9 asociada a CRISPR (CAS-9), han agregado nuevas dimensiones radicales a las per-spectivas de las aplicaciones biotecnológicas en la mejora del algodón. La edición del genoma, el ARNi y la ingeniería genéti-ca se pueden utilizar para desarrollar nuevas variedades para el control sostenible de gusanos de la cápsula, picudos, insec-tos chupadores de savia, enfermedad del virus de la rizadura


que se agregan nuevas características para la e iciencia del uso de nitrógeno, la tolerancia a la sequía, la e iciencia en el uso del agua, la resiliencia climática y las calidades de ibra premium. La pirámide transgénica en un solo locus deseado a través de la tecnología CRISPR-CAS9 desarrollada recientemente medi-ante la integración dirigida al sitio especí ico del locus editado por el genoma, acelerará en gran medida la introgresión de las múltiples características en las variedades nativas del nuevo algodón biotec. Existe la necesidad de utilizar de manera e icaz estas herra-mientas de la próxima generación de biotecnología del al-godón para agregar genes nuevos en un locus preciso del ge-noma o eliminar de manera efectiva genes indeseables. Existen pruebas publicadas que demuestran que los avances recientes tienen el potencial de revolucionar el sector del algodón.

Consejos para jóvenes científi cos algo-doneros: cómo prepararse para los de-safíos de 2030Ver el panorama generalComo cientí icos, todos nos enfocamos en nuestra propia espe-cialización, en la medida en que trabajamos cada vez más para saber más y más sobre cada vez menos. Es muy común que los cientí icos examinen detalles minuciosos y exploren micro temas que podrían conducir a invenciones, descubrimientos o información en sus respectivos campos temáticos. La may-oría de las veces, esto hace que los cientí icos trabajen en silos. Podemos o no tener la capacidad de mirar el panorama general y explorar si nuestra ciencia puede promover un mayor bien social.

Muchos descubrimientos cientí icos brillantes a veces esperan su momento para que sean notados como engranajes clave en la rueda y convertirse en parte del panorama general, como en un rompecabezas, antes de abrirse camino hacia las ciencias y tecnologías aplicadas. Ciertamente nos ayudaría a todos los cientí icos, jóvenes o mayores, a ser conscientes de los desa íos que enfrentan los productores, de los avances cientí icos en nuestras disciplinas relacionadas, por muy remotas que sean, ya que podrían proporcionar la fuerza que impulse las ruedas del desarrollo sostenible agrícola. No hace falta decir que una buena ciencia agrícola debe ser relevante para el productor y hacer su vida mejor y más próspera.

La buena ciencia debe tener sentido para el futuro, ya sea en la forma de sentar las bases de tecnologías y estrategias o in-spirando y fomentando una nueva ciencia que sea útil para las explotaciones, la ecología y el medioambiente. Esto es posible a través de la conciencia de los constantes avances tecnológi-cos, siendo sensibles a los cambios sociales y los problemas ambientales, y no perdiendo de vista el panorama general de la prosperidad agraria sostenible.

Cambio climático, salud del suelo y biodiversidad: Nos guste o no, los efectos del cambio climático parecen más reales ahora que nunca. Si bien las políticas pueden ayudar a reducir y minimizar los factores causales clave del cambio climático, como la deforestación, la quema de combustibles fó-siles, los insumos energéticos y químicos en la producción y el procesamiento del algodón, los cientí icos jóvenes podrían centrarse en desarrollar cultivares de algodón resistentes al clima, tecnologías que reduzcan la dependencia química, me-jorar la biodiversidad en las explotaciones y, por ultimo, reju-venecer la salud del suelo, que muestra un gran potencial para proporcionar resiliencia a los cultivos y mitigar los efectos neg-ativos del cambio climático.

Referencias:Andres, R.J. et al (2017) Modi ications to a LATE MERISTEM

IDENTITY1 gene are responsible for the major leaf shapes of upland cotton (Gossypium hirsutum L.). Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 114, E57–E66

Baldock, J. A., & Broos, K. (2011). Soil organic matter. In P. M. Huang, Y. Li, & M. E. Sumner (Eds.), Handbook of soil sciences: resource management and environmental impacts (2nd ed., pp. 1–52). Boca Raton: CRC Press.

Cai, Y.et al (2019) Genome sequencing of the Australian wild diploid species Gossypium australe highlights disease resistance and delayed gland morphogenesis. Plant Biotechnol. J.Published online

September 3, 2019.https://doi.org/10.1111/pbi.13249Chai, Q. et al (2017) 5-Aminolevulinic acid dehydratase gene dosage

affects programmed cell death and immunity. Plant Physiol. 175, 511–528

Delang, C.O., 2018. The consequences of soil degradation in China: a review. GeoScape, 12(2), pp.92-103.

Devendra Pandeya, Damar L. López-Arredondo, Madhusudhana R. Janga, LeAnne M. Campbell, Priscila Estrella-Hernández, Muthukumar V. Bagavathiannan, Luis Herrera-Estrella, and Keerti S. Rathore (2018) Selective fertilization with phosphite allows unhindered growth of cotton plants expressing the ptxD gene while suppressing weeds PNAS 115 (29) E6946-E6955

Dhruvanarayana, V.V. and Ram Babu, 1983. Estimation of soil erosion in India. J. Irrigation, Drain. Engg. ASCE, 109(4): 419-434.

Eswaran, H., R. Lal and P.F. Reich. 2001. Land degradation: an overview. In: Bridges, E.M., I.D. Hannam, L.R. Oldeman, F.W.T. Pening de Vries, S.J. Scherr, and S. Sompatpanit (eds.). Responses to Land Degradation. Proc. 2nd. International Conference on Land Degradation and Deserti ication, Khon Kaen, Thailand. Oxford Press, New Delhi, India.

ICAR & NAAS. 2010. Degraded and Wastelands of India - Status and Spatial Distribution, by S.M. Virmani, R. Prasad & P.S. Pathak, ed. Indian Council of Agricultural Research and National Academy of Agricultural Sciences, and Indian Council of Agricultural Research, New Delhi. 158 pp.

Khan, S., Mahmood, M. S., Rahman, S. U., RIZVI, F., & AHMAD, A. (2020). Evaluation of the CRISPR/Cas9 system for the development of resistance against Cotton leaf curl virus in model plants. Plant Protect. Sci.

Li, F.et al (2014) Genome sequence of the cultivated cotton Gossypium arboreum. Nat. Genet. 46, 567–572

Li, F.et al(2015) Genome sequence of cultivated upland cotton (Gossypium hirsutum TM-1) provides insights into genome evo-lution.Nat. Biotechnol.33, 524–530

Liu, X.et al(2015) Gossypium barbadense genome sequence provides insight into the evolution of extra-long staple ibre and specialized metabolites. Sci. Rep.5, 14139


Ma, D. et al (2016) Genetic basis for glandular trichome formation in cotton. Nat. Commun. 7, 10456

Paterson, A. H. et al (2012) Repeated polyploidization of Gossypium genomes and the evolution of spinnable cotton ibres. Nature 492, 423–427

Si, Z. et al (2018) Mutation of SELF-PRUNING homologs in cotton promotes short-branching plant architecture. J. Exp. Bot. 69, 2543–2553

Thyssen, G.N. et al (2017) A Gly65Val substitution in an actin, GhACT_LI1, disrupts cell polarity and F-actin organization resulting in dwarf, lintless cotton plants. Plant J. 90, 111–121

Udall, J.A.et al (2019) De novo genome sequence assemblies of Gossypium raimondii and Gossypium turneri. G3 (Bethesda)9, 3079–3085

Wang, K. et al (2012) The draft genome of a diploid cotton Gossypium raimondii. Nat. Genet. 44, 1098–1103

Xie, H., Zhang, Y., Wu, Z. and Lv, T., 2020. A Bibliometric Analysis on Land Degradation: Current Status, Development, and Future Directions. Land, 9(1), p.28.

Yang, Z., Qanmber, G., Wang, Z., Yang, Z., & Li, F. (2020). Gossypium genomics: Trends, scope, and utilization for cotton improvement. Trends in Plant Science, 25(5), 488-500.

Yin, K., Han, T., Xie, K., Zhao, J., Song, J., & Liu, Y. (2019). Engineer complete resistance to Cotton Leaf Curl Multan virus by the CRISPR/Cas9 system in Nicotiana benthamiana. Phytopathology Research, 1(1), 1-9.

Yuan, D.et al(2015) The genome sequence of sea-island cotton (Gossypium barbadense) provides insights into theallopolyploidization and development of superior spinnable i-bres.Sci. Rep.5, 17662

Zhang, T.et al (2015) Sequencing of allotetraploid cotton (Gossypium hirsutum L. acc. TM-1) provides a resource for ibre improvement.Nat. Biotechnol.33, 531–537

Zingore, Shamie; Mutegi, James; Agesa, Beverly; Desta, Lulseged Tamene; Kihara, Job. 2015. Soil degradation in sub-Saharan Africa and crop production options for soil rehabilitation. Better Crops with Plant Food 99 (1): 24-26


El Dr. Fred Bourland se crió en una ex-plotación familiar de algodón en el noreste de Arkansas, donde participó en todos los aspec-tos del cultivo del algodón. Obtuvo su licen-ciatura en agricultura (1970) y su maestría

seleccionar y caracterizar el germoplasma de algodón. El Dr. Bourland ha sido el principal responsable del desarrollo y la liberación de 54 líneas de germoplasma de algodón (34 líneas desde 2004) y un cultivar. Estas lib-eraciones se relatan en 34 artículos de regis-tro en el Crop Science Journal y el Journal of Plant Registrations. El Dr. Bourland fue uno de los cuatro desarrolladores principales de COTMAN, un sistema de gestión desarrollado por un equipo de investigación multidiscipli-nario. Inicialmente, su función principal era el desarrollo de mediciones críticas de plan-tas y la determinación de cómo diferían los cultivares con respecto a estos parámetros. Desde entonces, ha estado involucrado de manera integral en la capacitación de perso-nas en el uso de COTMAN y el desarrollo de materiales de capacitación. El Dr. Bourland recibió el Arkansas Cotton Achievement Award y el Premio John W. White al Equipo de Investigación de la Universidad de Arkansas en 1999, así como el premio Joint Cotton Breeding Committee Genetics Award en 2001 del Consejo Nacional del Algodón.

Visión del Algodón 2030

Dr. Fred Bourland, Universidad de Arkansas, EE. UU.


Los tres grandes desafíos para el sector al-godonero en la próxima década 1. Es probable que la competencia en el mercado de los hila-

dos sintéticos continúe siendo el principal desa ío para el sector algodonero. Los hilados sintéticos contribuyen mucho más a la contaminación del aire y el agua que los de algodón. La comunicación mejorada de estos problemas inherentes de los hilados sintéticos y las ventajas inher-entes del algodón deberían incrementar la demanda de algodón sobre los hilados sintéticos.

2. La obtención de precios competitivos para el algodón seguirá siendo un desa ío clave. Los hilados sintéticos económicos restringen el mercado y el precio del algodón. Los productores de algodón deben producir mayores ren-dimientos con menores costos de producción.

3. Con el uso generalizado de herbicidas especí icos aso-ciados con el algodón transgénico (y otros cultivos), las malezas desarrollan resistencia a los herbicidas, lo que limita las alternativas del control de malezas y con fre-cuencia incrementa el costo de producción.

Nuevas tecnologías de producción que pueden romper las barreras de rendimiento En la mayoría de las áreas, las barreras de rendimiento se pueden romper mediante la corrección de problemas de pla-gas, de iciencias/desequilibrios de nutrientes y de iciencias de agua. Una vez que se satisfacen las necesidades básicas, el monitoreo del rendimiento y las técnicas de la agricultura de precisión brindan oportunidades interesantes para mejorar aún más los rendimientos. El monitoreo del rendimiento puede identi icar super icies problemáticas (y excepcionales) dentro de un campo. Muchos de estos problemas se pueden solucio-nar mediante técnicas de la agricultura de precisión para au-mentar el rendimiento total del campo. Otros problemas, como los del suelo, no se pueden mediar en la práctica, pero se po-drían reducir los insumos de producción en esas super icies para aumentar la rentabilidad del campo. Suponiendo que se satisfagan las necesidades de nutrientes y agua y se controlen las plagas, la principal barrera de rendimien-to asociada con la producción de algodón es el medioambiente.

en la selección genética de plantas de la Universidad de Arkansas. Trabajó en genéti-ca del algodón para su MS y PhD. Obtuvo su doctorado en genética bajo la dirección del Dr. LS Bird de la Universidad Texas A&M en 1978. Fue Profesor Asistente de agronomía en la Universidad Estatal de Mississippi en 1978, donde dirigió un programa de selec-ción genética del algodón y tenía respons-abilidades docentes. Durante su mandato en el estado de Mississippi, el Dr. Bourland fue ascendido a Profesor Adjunto en 1983 y a Profesor titular en 1987. Fue contratado como Profesor de Agronomía en la Universidad de Arkansas en 1988 y continuó su investi-gación y docencia sobre la selección genética de algodón. En 1997, trans irió su programa de selección genética del campus principal al Centro de Investigación y Extensión del Noreste, donde también se desempeña como director del Centro. Ha estado casado duran-te 40 años con su esposa, Kathy, y tienen un hijo, Samuel. El Dr. Bourland ha sido el prin-cipal responsable del desarrollo de técnicas de selección genética, y de varias técnicas de campo y laboratorio que se pueden usar para


En algunas super icies, es probable que los productores se es-tén acercando al rendimiento máximo asociado con la luz y el calor disponibles. En estos casos, las barreras de rendimiento probablemente no se romperán con tecnologías de producción novedosas, pero requerirán el desarrollo de líneas de algodón que puedan utilizar la luz y el calor disponibles de manera más e iciente.

Avances prometedores recientes en la ciencia de la Genómica, la Genética y la Selección Genética de plantas La selección asistida por marcadores (MAS) proporciona un vínculo directo entre los genes y la selección genética de plan-tas y puede mejorar en gran medida la e iciencia de los selec-cionadores. MAS está limitado por el número y la e icacia de los marcadores. Se necesita un mayor conocimiento de la acción genética y los genes asociados con características especí icas para utilizar mejor el MAS. En particular, una mejor compren-sión de las características heredadas cuantitativamente y las interacciones genéticas brindará oportunidades para diseñar algodones superiores. Los datos genómicos obtenidos recientemente sugieren que los algodones cultivados poseen un bajo grado de diversidad genética. La ingeniería del algodón para combinaciones de genes especí icos puede reducir aún más la diversidad genéti-ca de los algodones comerciales, lo que limitará los avances genéticos adicionales y aumentará la vulnerabilidad genética del algodón. Estos mismos datos genómicos podrían usarse para preservar y quizás mejorar la diversidad genética.

Contribución de la investigación genómi-ca para mejorar el rendimiento y la calidad de la fi bra Los genotipos de algodón que poseen características de alta calidad de ibra generalmente rinden menos que aquellos con baja calidad de ibra. Si esta relación negativa no existiera, la selección de mayores rendimientos durante el siglo pasado habría mejorado simultáneamente las características de cal-idad de la ibra. Afortunadamente, esta relación negativa se ha neutralizado en algunos cultivares desarrollados reciente-mente. La investigación genómica puede ayudar a identi icar genes especí icos que pueden estar asociados con la ruptura de relaciones negativas. Entonces, se pueden lograr mejoras tanto en el rendimiento como en la calidad de la ibra. Los rendimientos se pueden mejorar mediante una mejor identi icación de los niveles óptimos de componentes especí i-cos del rendimiento. En su modelo más básico, el rendimiento de la ibra es el producto del peso de la ibra por semilla y el número de semillas por super icie. La energía de la planta re-querida para la producción de una unidad de peso de ibra es menor que la requerida para el mismo peso de semillas. Los genotipos que dan preferencia a producir más ibra por semilla en lugar de más semillas por super icie deberían producir ren-dimientos de ibra más altos y más estables. Sin embargo, no se

puede ignorar la maximización de semillas por super icie. Un equilibrio óptimo de estos dos componentes del rendimiento proporcionará la producción de rendimientos más e icientes. La longitud promedio de la ibra de los cultivares en la Prueba de Variedades de Algodón de Arkansas aumentó de 28 mm (1,11 pulgadas) en 1970 a 31 mm (1,21 pulgadas) en 2019. Este aumento signi icativo en la longitud está teniendo efectos importantes en la hilatura y comercialización del algodón, aun-que la cantidad de cambio es realmente muy pequeña (3 mm o 0,1 pulgadas). Los algodones que producen ibras mucho más largas y inas podrían cambiar profundamente la industria del algodón y la investigación genómica podría hacer que esas me-joras sean posibles.

¿Cómo puede el algodón combatir el cam-bio climático? Hasta cierto punto, el cambio climático simplemente altera los rangos de adaptación de los cultivares de algodón. Dado que el algodón es una planta “amante del calor”, los aumentos de rendimiento (hasta cierto punto) están asociados con el calen-tamiento de las temperaturas. El aumento de dióxido de car-bono liberado al medioambiente está asociado con un mayor rendimiento. Los cultivares criados para una adaptación am-plia pueden tener un mejor rendimiento con los cambios de temperatura. Los cambios climáticos en las cantidades y patrones de lluvia pueden ser más perjudiciales para la producción de algodón que los cambios de temperatura. El algodón es muy tolerante a la sequía, pero funciona mejor con su iciente agua. Es probable que aumente la importancia tanto de la cantidad como de la calidad del agua.

Nuevas tecnologías para combatir plagas de insectos, malezas y enfermedades Los sistemas de cultivos de cobertura recientemente desarrol-lados tienen el potencial de mejorar en gran medida el control de malezas en la producción de algodón. Estos sistemas son particularmente importantes en áreas donde han evolucionado las malezas resistentes a los herbicidas. Estos sistemas no solo proporcionan cobertura del suelo, que reducen la aparición de malezas, sino que también mejoran considerablemente la sa-lud del suelo y la e iciencia del agua. Sin embargo, las plagas de insectos pueden mejorar si el “puente verde”, el tiempo de superposición de cultivos de cobertura en crecimiento activo y plantas de algodón, no se maneja adecuadamente. El desar-rollo de líneas de algodón resistentes (resistencia de la planta hospedero) es el medio más ecológico y rentable para contro-lar las plagas insectos y las enfermedades. Con el tiempo, la industria del algodón ha experimentado múltiples ciclos de selección genética para mejorar la resistencia de la planta hos-pedera. Los esfuerzos de selección genética aumentan cuando surge un problema de plagas, pero a menudo se ignoran cuan-do el problema desaparece. Dado que el descubrimiento y la integración de genes resistentes en líneas adaptadas requieren mucho tiempo, estos esfuerzos se deben buscar continuamente


sin tener en cuenta la gravedad actual de la plaga.

Tecnologías transgénicas del algodón y el camino a seguir Los transgenes para controlar insectos (genes Bt) y los trans-genes que in ieren resistencia a herbicidas especí icos son los únicos transgenes de algodón disponibles actualmente (y en el futuro previsible) en el mercado. El desarrollo de la resistencia a los insectos ha sido una puerta giratoria de los genes Bt, que han proporcionado un buen control de los insectos hasta que el insecto desarrolló resistencia a la toxina Bt especí ica. Este enfoque ha re lejado el enfoque genético vertical clásico de la resistencia de la planta hospedera. Se deben implementar en-foques distintos de apilamiento de genes verticales, antes de que las toxinas Bt se vuelvan ine icaces.Los transgenes tienen el potencial de contribuir a la diver-sidad genética necesaria y tienen efectos importantes en la producción y comercialización del algodón. Sin embargo, el descubrimiento y la integración de nuevos transgenes se ven obstaculizados en gran medida por sus costos asociados de de-sarrollo y liberación.

Función de la robótica, la electrónica y las tecnologías de comunicación para el algodónLa robótica se ha vuelto común en muchas áreas de nuestra vida, pero no se usa comúnmente en la producción de algodón. El control de malezas es una función prometedora para la robótica. Como los robots deambulan constantemente por un campo, pueden detectar y eliminar malezas individuales. Este enfoque para el control de malezas es respetuoso con el me-dioambiente y no fomenta el desarrollo de malezas resistentes a los herbicidas. Las nuevas tecnologías electrónicas y de comunicación brin-dan la oportunidad de aumentar considerablemente la reco-pilación de datos de cultivos de algodón en crecimiento acti-vo. El monitoreo preciso del crecimiento de las plantas y los problemas de plagas a través de medios electrónicos puede convertirse en una herramienta importante para el manejo preciso de los cultivos. Las tecnologías de teledetección y alto rendimiento ofrecen la oportunidad de recopilar datos preci-sos y masivos, lo que proporcionará una mejor comprensión de la variación dentro de un campo y entre líneas de algodón. En la actualidad, la recopilación de parámetros de crecimiento de las plantas, como los nodos sobre la lor blanca, es laboriosa y prácticamente no puede capturar la verdadera variabilidad dentro de un campo. Los datos precisos de crecimiento y mad-urez recopilados por medios remotos o de alto rendimiento permitirán al productor tomar decisiones de manejo informa-das y precisas. Los sistemas de aeronaves no tripuladas (drones) se pueden usar potencialmente para aplicar plaguicidas y/o reguladores del crecimiento de las plantas en ubicaciones “especí icas al sitio” en áreas de campo georreferenciadas. Esta tecnología ya está disponible en algunas producciones de frutas. Las

estaciones de drones se colocan alrededor del huerto y las recomendaciones/coordenadas de tratamiento se envían elec-trónicamente a las estaciones. El dron vuela al área marcada, hace el tratamiento y regresa a su base de carga.

Otras innovaciones novedosas y emocio-nantes y tecnologías revolucionarias La implementación de nuevos conceptos de salud del suelo podría cambiar completamente la forma en que se cultiva el algodón en gran parte del mundo. Los conceptos abarcan el mantenimiento de microbios vivos, lombrices y otros organis-mos bené icos en el suelo. Estos organismos alteran la textura, la química, la capacidad de in iltración y retención del agua y la micro lora del suelo. La labranza mecánica del suelo se min-imiza, pero se requiere una sincronización precisa de los in-sumos (manejo óptimo). Los sistemas de monitoreo basados en plantas, mencionados anteriormente, podrían usarse para establecer sistemas integrados que involucren tanto cultivos de cobertura como algodón para maximizar las ganancias y preservar el medioambiente. El aumento de la e iciencia de la producción, en lugar de sim-plemente incrementar el rendimiento, debería ser un obje-tivo principal de la industria del algodón. La e iciencia de la producción ahora se puede documentar con programas como Field-Print Calculator desarrollado por Field to Market: La Alianza para la Agricultura Sostenible (www. ieldtomarket.org). La calculadora Field-Print muestra a los productores cómo pueden in luir los ajustes en la gestión de su explotación en ocho factores de sostenibilidad. En consecuencia, se enfren-tan al desa ío de producir algodón utilizando una huella más pequeña. Reducir la huella ambiental mejorará la aceptación del algodón como ibra natural que es amigable con el me-dioambiente. Sea cierto o no, la mayoría de las personas cree que el algodón es un gran consumidor de plaguicidas/agua/equipos. Programas como Field-Print Calculator pueden guiar a los productores a emplear prácticas que minimicen su huella y ayuden a cambiar la percepción del público sobre la produc-ción de algodón.

Consejos para jóvenes científi cos algo-doneros: cómo prepararse para los de-safíos de 2030

“No ignore los conceptos básicos. Juegue en equipo. Pase tiempo en su entorno más creativo. Tómese el tiempo para oler las rosas.”

No ignore los conceptos básicos. La consagración de nuevas tecnologías y métodos en ocasiones puede cegarnos a los parámetros básicos de crecimiento y de-sarrollo de las plantas. La mayoría de las técnicas nuevas son herramientas maravillosas, pero no deben ser sustitutas del arduo trabajo y el tiempo necesarios para hacer observaciones cuidadosas. Estas herramientas solo cuanti ican lo que están


programadas para medir y no deben eludir las observaciones de campo. Las observaciones de campo cuidadosas a menudo brindan información para comprender mejor los parámet-ros medidos al relacionarlos con parámetros no medidos. Sintetizar estas observaciones de campo puede ser el cataliza-dor de los avances cientí icos.

Juegue en equipo.La competencia por los fondos, el deseo de reconocimiento profesional y las limitaciones de tiempo en nuestro mundo acelerado a menudo han llevado a los cientí icos a ser más egocéntricos.

Los cientí icos jóvenes deberían explorar activamente las for-mas de cooperar con otros cientí icos, en particular con los de otras disciplinas. Del mismo modo, las instituciones deben fo-mentar y recompensar la investigación cooperativa.

¡Tómese el tiempo para oler las rosas!Nuestra sociedad acelerada e impulsada por la tecnología nos deja poco tiempo para pensar y meditar. Su cerebro funcionará de manera más creativa cuando no esté bombardeado con dis-tracciones. Determine cuál es su entorno más creativo y haga un esfuerzo consciente para pasar tiempo en él.


El Dr. Sukumar Saha tiene treinta y cinco años de experiencia profesional. Trabajó como extensionista agrícola durante ocho años en India antes de emigrar a Estados Unidos. Después de trabajar como profesor asistente de investigación durante cinco años en la Universidad A&M de Alabama, el Dr. Saha asumió la posición actual en el USDA/ARS en 1997. Demostró su excelente presti-gio y recibió un reconocimiento importante

para superar los problemas de introgresión interespecí ica y el descubrimiento de al-gunos genes o características novedosos cuy-os efectos no pudieron detectarse en la línea donante Pima 3-79. El Dr. Saha ayudó a es-tablecer uno de los laboratorios de biología molecular más avanzados de Asia Central y capacitó a jóvenes cientí icos uzbecos. Es uno de los ocho cientí icos fundadores qui-en hace unos ocho años iniciaron la organi-zación Iniciativa Internacional del Genoma del Algodón (ICGI, por sus siglas en inglés) para facilitar el trabajo de investigación co-laborativa sobre la genómica del algodón a nivel mundial. Como presidente del Grupo de Trabajo del Germoplasma de ICGI, el Dr. Saha proporcionó su liderazgo por primera vez para documentar el estado actual de la col-ección mundial de algodón en colaboración con los curadores de los principales países productores de algodón y este informe se ha publicado recientemente en Crop Science como el artículo de portada (2010. 50: 1161-1179). La productividad de la investigación del Dr. Saha está bien documentada en aprox-imadamente 130 publicaciones, incluidos 77 artículos de revistas revisados por pares en muchas publicaciones prominentes, un avi-so de liberación de germoplasma, un libro co-editado, varios artículos y resúmenes adi-cionales en presentaciones en conferencias.


Dr. Sukumar Saha, EE. UU.


Los tres grandes desafíos para el sector algodonero en la próxima década En mi opinión, los tres mayores desa íos que enfrentará el sector algodonero en la próxima década son: 1. Superar un obstáculo importante para mejorar el ren-

dimiento y la calidad de la ibra para competir con la ibra sintética a in de maximizar las ganancias en el mercado textil mundial.

2. La amenaza de la aparición de nuevas plagas y enfer-medades resistentes en muchas zonas algodoneras del mundo.

3. Los efectos del cambio climático debido al calentamien-to global, con sequía, calor, frío y fuertes lluvias impre-decibles, representarán una seria amenaza para la produc-ción de algodón.

La investigación multinacional, interdisciplinaria y colabora-tiva que aproveche las tecnologías de vanguardia será funda-mental para abordar estos desa íos.

Nuevas tecnologías de producción que pueden romper las barreras de rendimiento • Las nuevas tecnologías transgénicas desempeñarán una

función importante para romper la barrera del rendimien-to en la futura producción de algodón. La nueva tecnología de transformación de repeticiones palindrómicas cortas (CRISPR) agrupadas y regularmente interespaciadas en el desarrollo de líneas mejoradas de algodón desempeñará una función importante en la producción algodonera.

• Un método integrado de la ciencia de datos masivos (Big Data) y la tecnología agrícola de precisión desempeñará una función importante en el desarrollo de un sistema de

como una autoridad internacional en la genómica del algodón y los recursos cito-genéticos que los cientí icos están utilizan-do en Estados Unidos y en todo el mundo. En reconocimiento a sus contribuciones al algodón, fue galardonado con el “Premio a la Investigación Sobresaliente 2010 en Genética del Algodón” en las Conferencias Beltwide Cotton que organiza anual-mente el Consejo Nacional del Algodón de América. Más de 5,000 investigadores/productores asisten a estas conferencias. El Dr. Saha contribuyó de manera importante en el desarrollo de marcadores SSR basados en PCR (JSPER y MGHES), un primer paso fundamental para el uso de tecnologías de marcadores basados en PCR en programas de selección genética de algodón. Los mar-cadores MGHES fueron los primeros mar-cadores EST-SSR disponibles públicamente para su uso como una herramienta para el programa de selección asistida por mar-cadores y mapeo molecular en el algodón. Además, hizo una contribución signi icativa en el descubrimiento de marcadores molec-ulares asociados con características impor-tantes del algodón. El Dr. Saha es uno de los dos cientí icos principales que lideran en la liberación de 17 líneas de sustitución cro-mosómica interespecí ica en el algodón. Esta investigación proporcionará una herramienta


manejo agrícola basado en información con un uso e ici-ente de los recursos. Esto ayudará a que los investigadores y los productores puedan descifrar la acción cientí ica para mejorar la productividad.

• Los sistemas tradicionales de manejo agrícola se com-plementarán con tecnologías avanzadas como sistemas de tractores robóticos, teléfonos inteligentes y sistemas de manejo agrícola basados en satélites que utilizan tec-nologías de precisión para mejorar el rendimiento y la cal-idad de la ibra.

Avances prometedores recientes en la ciencia de la Genómica, la Genética y la Selección Genética de Plantas • Tecnologías CRISPR en el desarrollo de líneas de algodón

transgénico: El desarrollo de cultivos genéticamente mod-i icados (GM) con la tecnología transgénica actual es muy costoso y laborioso debido al estricto sistema reglamen-tario para prevenir cualquier daño a los seres humanos, la salud animal y el medioambiente. Recientemente, la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA, por sus siglas en inglés), aprobó algunos cultivos editados por CRISPR sin el requisito de los mismos regla-mentos estrictos de transgénicos porque no contienen ningún ADN extraño, como es el caso de los cultivos trans-génicos tradicionales. El sistema CRISPR-Cas9 es un siste-ma de edición de genes que utiliza nucleasas dirigidas al sitio para centrarse y modi icar el ADN con gran precisión. La tecnología CRISPR se descubrió basándose en el me-canismo inmune adaptativo presente en las bacterias con-tra bacteriófagos y plásmidos exógenos invasores (Wang et al, 2019). Esto se reveló por primera vez en Escherichia coli en 1987 (Ishino et al, 1987), y más tarde fue nombra-do o icialmente por el cientí ico holandés que descubrió los genes relacionados con CRISPR (CAS) (Jansen et al, 2002; Wang et al, 2019). En 2005, tres grupos de inves-tigación diferentes descubrieron simultáneamente que las secuencias cortas especí icas de muchos espaciadores CRISPR eran altamente homólogas, con secuencias que se originaban a partir de ADN adicional cromosómico, lo cual sugiere una asociación entre CRISPR y la inmunidad espe-cí ica. (Pourcel et al, 2005; Bolotin et al, 2005; Mojica et al, 2005). Casi 10 años después, CRISPR-Cas9 se ha con-vertido en una de las herramientas más prometedoras en la investigación transgénica (Shan et al, 2013; Cong et al, 2013; Kaboli et al, 2018). El fragmento CRISPR consta de secuencias repetidas palindrómicas cortas de ADN que es-tán espaciadas regularmente con secuencias extrañas de ADN de bacteriófagos (virus) que han atacado a las bac-terias previamente. La molécula CRISPR también incluye genes asociados con CRISPR o genes Cas. Estas proteínas codi icadas que desenrollan y cortan el ADN se denomi-nan helicasas y nucleasas, respectivamente (Barrangou et al, 2007). Los cientí icos hacen uso del reconocimiento de secuencias de ADN especí icas de los sistemas CRISPR-Cas9 y lo aplican en el proceso de desarrollo de cultivos

mejorados. En lugar del ADN viral como los espaciadores, los cientí icos diseñan sus propias secuencias basándose en su gen especí ico de interés y las aplican en el proceso de desarrollo de cultivos mejorados. Se publicó una reseña breve y sencilla sobre el uso de la tecnología CRISPR para la mejora de los cultivos. Para obtener información más detallada, consulte http://www.isaaa.org/resources/publications/pocketk/54/default.asp. La próxima gen-eración de tecnología sobre el desarrollo de líneas de al-godón transgénicas resistentes al estrés biótico y abióti-co, como la sequía o nuevas enfermedades emergentes o problemas de plagas. Las nuevas tecnologías genómicas complementadas con sistemas avanzados de fenotipado que utilizan tecnología de precisión ayudarán a identi icar algunos de los principales factores asociados con carac-terísticas económicamente importantes a nivel molecular. Es importante mencionar que el rápido cambio en la tec-nología textil, desde la hilatura a rotor de alto rendimiento y posteriormente a la hiladora por chorro de aire, hasta ocho veces más rápida que sus contrapartes anteriores, exige una ibra de alta resistencia para un hilado e iciente. Generalmente, la tasa de producción del hilado por chorro de aire/vórtice es aproximadamente de 3 a 5 veces mayor que el hilado con rotor y de 10 a 20 veces mayor que la del hilado por anillos (https://www.textileschool.com/455/air-jet-spinning/). Las ibras de algodón con cualidades mejoradas, como una mayor resistencia y una ibra más larga, son necesarias para la hilandería de hilazas en tec-nologías más nuevas que reducen el desperdicio del pro-ceso de hilatura. Los fabricantes de textiles utilizan actual-mente máquinas de hilar por chorro de aire que requieren mejores calidades de ibra, por lo que la mejora de la cali-dad de la ibra es uno de los criterios de selección genética más importantes para que la ibra de algodón sea compet-itiva con las ibras sintéticas en el mercado textil mundial. Además, para mejorar la productividad y la calidad de la ibra, el programa de selección genética debe abordar el

problema de una rápida adaptación al cambio climático. Es importante colaborar con otros seleccionadores de dif-erentes regiones climáticas e incorporar germoplasma en los programas de selección genética de otras regiones que experimentan la condición del “clima futuro”. Cabe desta-car que el mejoramiento y la diseminación de germoplas-ma nuevo y mejorado seguirá siendo principalmente una responsabilidad del sector público porque las industrias de semillas comerciales están dedicando sus recursos so-bre todo al desarrollo de líneas transgénicas con nuevos genes. Por lo tanto, es fundamental maximizar los recursos para los programas públicos de selección genética debido a la necesidad de un reemplazo varietal más rápido con-siderando los rápidos cambios ambientales y la aparición de nuevas enfermedades y plagas. Los seleccionadores de algodón tendrán que cambiar los parámetros de selección genética de mejorar solo el rendimiento a mejorar el ren-dimiento y la calidad de la ibra, así como lograr que las plantas sean más resistentes a las amenazas emergentes de nuevas plagas, enfermedades y cambios ambientales.


Contribución de la investigación genómi-ca para mejorar el rendimiento y la calidad de la fi bra La investigación genómica con el uso de nuevas tecnologías de secuenciación de alto rendimiento revelará a nivel molecular muchos genes importantes asociados con un mejor rendimien-to, calidades de ibra y otras características económicamente importantes.

La revolución en la tecnología de secuenciación con nuevos métodos de las tecnologías de secuencia de segunda gener-ación que incluyen el sistema 454, ABI SOLiD Illumina e Ion Torrent y la tercera revolución más reciente en la tecnología de secuenciación de Paci ic Biosciences y Oxford Nanopore Technologies de una sola molécula de ADN sin la necesidad de detenerse entre los pasos de lectura, ya sean enzimáticos o de otro tipo, desempeñarán una función importante en la próxi-ma generación de tecnologías genómicas.

La integración de estas tecnologías de secuenciación avanza-das con un sistema de fenotipado de alto rendimiento para decodi icar el misterio de los factores genéticos asociados con características de importancia económica, tendrá un gran im-pacto en la manipulación genética de las características y la selección asistida por marcadores (MAS) económicamente im-portantes del programa de selección genética de plantas.

¿Cómo puede el algodón combatir el cam-bio climático? Las siguientes estrategias especí icas serán muy críticas para que la agricultura, incluida la producción de algodón, mitigue el problema del calentamiento global: • Desarrollar una estrategia coordinada de colaboración en-

tre los principales cientí icos y legisladores de los países productores de algodón para abordar la grave amenaza de la crisis climática ya que los efectos del cambio climático están interconectados a través de las dimensiones ambi-entales, sociales y económicas que afectan la producción sostenible de algodón a nivel mundial,

• Mejorar la capacidad de investigación en un esfuerzo por comprender los efectos del cambio climático y los sistemas ecológicos de manejo agrícola en la producción futura de algodón, como la agricultura de conservación, el sistema de cultivo sin labranza y la rotación de cultivos según las necesidades locales,

• Desarrollar una gama de opciones para soluciones contra una crisis climática basada en enfoques interdisciplinarios de genética, selección, isiología vegetal, agronomía y mane-jo de cultivos, para maximizar los bene icios del cambio climático, y

• Crear conciencia a nivel social y político para desarrollar con urgencia estrategias inteligentes en relación con el cli-ma para la agricultura.

Nuevas tecnologías para combatir plagas de insectos, malezas y enfermedades • Con la tecnología CRISPR, se pueden desarrollar líneas de

algodón transgénicas resistentes al estrés biótico y abióti-co. La investigación genómica que utiliza tecnologías de secuenciación avanzada abrirá un nuevo paradigma para comprender las características complejas de QTL a nivel molecular y celular y proporcionará herramientas para que MAS mejore el rendimiento, la calidad de la ibra y otras características económicamente importantes. Como se discutió en la sección anterior, las tecnologías fenoméni-cas avanzadas que utilizan computadoras, satélites y siste-mas de aplicaciones basadas en teléfonos inteligentes con la ayuda de técnicas de precisión avanzadas, desem-peñarán una función importante en el manejo agrícola para combatir el cambio climático y los problemas de pla-gas y enfermedades emergentes.

Tecnologías transgénicas del algodón y el camino a seguir La próxima generación de tecnologías del algodón transgéni-co dependerá del uso de tecnología CRISPR avanzada. Esto ahorrará tiempo y costos reglamentarios signi icativos y hará más e iciente el sistema para la característica objetivo. Vea mis comentarios en la sección anterior y consulte el artículo de revisión de Lino et al (2018) para obtener información más detallada con referencia a la tecnología CRISPR.

Función de la robótica, la electrónica y las tecnologías de comunicación para el algodónLos robots tienen un gran potencial en el cultivo de algodón y el manejo de los campos. Pueden reemplazar muchos compo-nentes del manejo agrícola, incluida la siembra y la cosecha, así como parte del trabajo de los tractores grandes convenciona-les. Por ejemplo, los tractores pesados normales hacen que el suelo sea más compacto, lo cual afecta la salud del suelo debi-do a que tiene menos capacidad de absorber y retener el agua y los nutrientes. El uso de robots ligeros puede solucionar al-gunos de estos problemas. La cosecha de algodón depende de la recolección manual de las cápsulas en muchos países en de-sarrollo, como India, Pakistán y Uzbekistán. Existe un gran po-tencial para que los robots de tamaño pequeño con tecnologías automatizadas reemplacen la recolección manual para su uso en operaciones a gran escala, como los sistemas de robots automatizados utilizados en la cosecha de frutas en EE. UU. y algunos otros países. Los robots tienen una gran posibilidad de complementar gran parte del trabajo del manejo agrícola de manera oportuna, ahorrando costos y tiempo. Por ejemplo, un robot puede tomar imágenes con una cámara en una etapa especí ica del campo agrícola y enviar la foto a los producto-res, y estos pueden dar instrucciones a través de un teléfono inteligente usando una aplicación especí ica del robot para la operación de la explotación, usando la tecnología de precisión


como asperjar el campo en un área determinada para evitar la contaminación innecesaria del medioambiente y ahorrar re-cursos. Además, durante la cosecha, otro pequeño robot puede ir al campo para recoger y recolectar cápsulas de algodón con potencial para cosechas múltiples de la misma planta en difer-entes momentos con la posibilidad de mejorar el rendimien-to y la calidad de la ibra. Un informe reciente muestra que FarmLogs, un programa emergente de Silicon Valley (fundado por Jesse Vollmar en agosto de 2012), reemplaza el volumen de papeleo del manejo agrícola con una aplicación sencilla de un teléfono inteligente que permite a los productores analizar la economía de sus tierras y plani icar el futuro. Los usuarios pagan una tarifa mensual mínima (una ex-plotación de menos de 400 acres paga alrededor de $20 men-sual). Esta empresa obtuvo recientemente alrededor de $1 millón en capital inicial para ampliar su personal y desarrol-lar aún más la aplicación para la nueva temporada agrícola. La aplicación mejora el seguimiento de todo lo necesario en el manejo agrícola, desde la labranza hasta la siembra, el riego, la exploración, la aspersión, la cosecha y el muestreo del suelo. El servicio de la aplicación también conecta una explotación en funcionamiento para que el productor esté al tanto de las tareas completadas y pendientes. Los campos se dividen me-diante datos de mapas, lo que permite a los propietarios de ex-plotaciones analizar cada sección de la misma para comparar sus ganancias entre y dentro de los cultivos. Otras empresas emergentes similares están saliendo para ayudar a los produc-tores basándose en un sitio web compatible con dispositivos móviles en lugar de una aplicación. Los nuevos cambios tec-nológicos ayudarán al pequeño productor a cultivar grandes cantidades de cultivos alimentarios y de ibras en el menor ti-empo posible. Los cultivos transgénicos no solo bene iciarán al medioambi-ente debido a un cambio en el uso de herbicidas y la reducción del uso de plaguicidas, sino que también tendrán el potencial de desarrollar líneas tolerantes al estrés biótico y abiótico, así como el enriquecimiento nutricional.

Consejo para jóvenes científi cos algo-doneros: cómo prepararse para los de-safíos de 2030 Estoy profundamente agradecido con Dios todopoderoso por darme la oportunidad como estudiante de posgrado de la Universidad Texas A&M de ponerme en contacto al principio de mi carrera con el Dr. Norman Borlaug, Cientí ico Agrícola Ganador del Premio Noble y Padre de la Revolución Verde. Él me motivó profundamente a desarrollar una carrera como cientí ico agrícola. Les recordó a sus alumnos en casi todas las clases que nosotros, como cientí icos agrícolas, tenemos el deber moral y profesional de luchar contra el hambre. Los fu-turos cientí icos agrícolas se enfrentarán al desa ío singular de producir casi el doble de alimentos y ibras en la próxima dé-cada, para una población mundial en rápido crecimiento bajo la gran amenaza de una crisis climática por el calentamien-to global. La FAO predice que necesitaremos un 70% más de

alimentos y ibra en 2050 que en 2005 para alimentar y vestir a la población en rápido crecimiento (http://investeddevel-opment.com/2013/06/the-impact-of-technology-in-agricul-ture/ veri icado el 19 de junio de 2020). No habrá una solución única para todos, por lo que deben adaptarse a las necesidades y problemas agrícolas locales. Se prevé que el África subsaha-riana y el sur de Asia tengan el mayor crecimiento demográf-ico. Además, es interesante destacar que los porcentajes de personas involucradas en la agricultura en estas regiones son alrededor del 60% y 50%, respectivamente, en comparación con Estados Unidos, donde menos del 2% de la población está empleada en la agricultura. Una fuente reciente de noticias de la FAO indicó que India es el segundo país con la mayor población, alrededor de 1.270 millones de habitantes. La agricultura desempeña la función más importante en la economía india. Es el mayor productor mundial de leche, legumbres y yute, y se ubica como el segun-do mayor productor de arroz, trigo, caña de azúcar, cacahuet-es, hortalizas, frutas y algodón. La agricultura contribuyó con el 23% del PIB de India y empleó al 59% de la fuerza laboral total de India en 2016 (http://www.fao.org/india/fao-in-in-dia/india-at-a-glance/en/ veri icado el 7 de julio de 2020). Recientemente, The Economics Times informó que India ten-drá la población más joven del mundo en 2020, con una edad promedio de 25 años y el 28% de su población tendrá entre 10 y 24 años de edad (https://economictimes.indiatimes.com/news/politics-and-nation/india-has-worlds-largest-youth-population-un-report/articleshow/45190294.cms veri icado el 6 de julio de 2020). La agricultura, incluidos los sectores a ines, es la mayor fuente de empleo en India. Extraña que después de haber alcanzado la su iciencia alimentaria en la producción, India todavía representa un país con aproximada-mente una cuarta parte de la población con hambre en el mun-do y más de 190 millones de habitantes desnutridos debido a la pobreza y el escaso acceso a los alimentos. Las mujeres desempeñan una función importante tanto en las actividades agrícolas como no agrícolas como una extensión de su trabajo doméstico con doble responsabilidad en la so-ciedad. Existe una tendencia reciente en India de aumentar la función de las mujeres en la agricultura, principalmente debido a un incremento en la migración de los hombres de familias de las zonas rurales a las urbanas para explorar mejores fuentes de ingresos y también de crecimiento en la producción de cul-tivos comerciales intensivos en mano de obra (http://www.fao.org/india/fao-in-india/india-at-a-glance/en/ veri icado el 7 de Julio de 2020). Un joven cientí ico de un país en desar-rollo como India se enfrentará a un desa ío abrumador tanto a nivel profesional como personal para resolver problemas en la agricultura. Un país como India, con aproximadamente el 82% de los productores siendo pequeños productores, tendrá que abordar la mejora de la investigación y el manejo en múltiples frentes de la agricultura, como el aumento de los ingresos de los hogares agrícolas, la diversi icación de la producción de cultivos, el empoderamiento de las mujeres, el fortalecimien-to de la diversidad y la productividad agrícolas y el desarrollo de políticas cuidadosas de precios y subsidios para fomentar


la producción y el consumo de cultivos ricos en nutrientes (http://www.fao.org/india/fao-in-india/india-at-a-glance/en/ veri icado el 6 de julio de 2020). Es importante mencio-nar que en las últimas décadas los consumidores han migrado más a las áreas urbanas lejos de los productores en muchos países, incluido Estados Unidos. La mayoría de la población no conoce directamente el efecto del cambio climático en la agri-cultura. Quizás el mayor desa ío al que se enfrenta la agricul-tura es mejorar la percepción del consumidor sobre el efecto impredecible del cambio climático en la agricultura. Será re-sponsabilidad de los futuros cientí icos fortalecer la educación de los consumidores para concienciarlos del efecto del cambio climático debido al calentamiento global en la agricultura. Sin embargo, entre estos enormes desa íos, la próxima generación de jóvenes cientí icos también será testigo de un cambio rev-olucionario en tecnologías como el potencial de los sistemas de manejo agrícola basados en teléfonos inteligentes, los cam-bios revolucionarios en la biotecnología vegetal, la aplicación de herramientas robóticas y de precisión avanzadas en la ag-ricultura, etc. Será muy importante para los jóvenes cientí icos aprender y asociarse con los cambios tecnológicos en sus car-reras. Además, de mi experiencia personal sugiero lo siguiente:• No escuche a los detractores ni crea que hay conocimien-

tos fuera de su alcance.• Respete a los demás. • Trabaje en equipo en todas las disciplinas para resolver un

problema.• Mejore su “inteligencia emocional”: la capacidad de un in-

dividuo para manejar sus propias emociones y las emo-ciones de los demás en situaciones cotidianas.

• Sea honesto y ame su trabajo.• Da lo mejor de ti para lograr tu objetivo sin pensar en el

resultado esperado.• Desarrolle un hábito de autoconciencia en cuanto a cómo

reaccionar ante una situación di ícil con los demás y cam-biar hábitos, aprendiendo de sus errores.

Los jóvenes cientí icos agrícolas estarán al frente de un perío-do emocionante pero desa iante y di ícil donde el futuro de la humanidad dependerá de ellos para mejor porvenir que pro-duzca su icientes alimentos y ibra para alimentar y vestir a la creciente población mundial. Referencias:Barrangou, R., Fremaux, C., Deveau, H., Richards, M., Boyaval, P.,

Moineau, S., Romero, D. A. and Horvath, P. (2007) CRISPR provides acquired resistance against viruses in prokaryotes. Science 315(5819), pp. 1709–1712.

Bolotin, A., Ouinquis, B., Sorokin, A. and Ehrlich, S. D. (2005) Clustered regularly interspaced short palindrome repeats (CRISPRs) have spacers of extrachromosomal origin. Microbiology 151, pp. 2551–2561.

Cong, L., et al (2013) Multiplex genome engineering using CRISPR/Cas systems. Science 339, pp. 819–823.

Ishino, Y., Shinagawa, H., Makino, K., Amemura, M. and Nakata, A. (1987) Nucleotide sequence of the iap gene, responsible for alkaline phosphatase isozyme conversion in Escherichia coli, and identi ication of the gene product. Journal of Bacteriology 169, pp. 5429–5433.

Jansen R, Embden, J.D.A.V., Gaastra, W. and Schouls, L. M. (2002) Identi ication of genes that are associated with DNA repeats in prokaryotes. Molecular Microbiology 43, pp. 1565–1575.

Kaboli, S. and Babazada, H. (2018) H. CRISPR mediated genome engineering and its application in industry. Current Issues in Molecular Biology 26, pp. 81–92.

Lino, C. A., Harper, J. C., Carney, J. P. and Timlin, J. A. (2018) Delivering CRISPR: a review of the challenges and approaches. Drug Delivery 25(1), pp. 1234-1257. DOI: 10.1080/10717544.2018.1474964

Mojica, F.J.M., Díez-Villaseñor, C. S., García-Martínez, J. S. and Soria, E. (2005) Intervening sequences of regularly spaced prokaryotic repeats derive from foreign genetic elements. Journal of Molecular Evolution 60, pp. 174–182.

Pourcel, C., Salvignol, G. and Vergnaud, G. (2005) CRISPR elements in Yersinia pestis acquire new repeats by preferential uptake of bacteriophage DNA and provide additional tools for evolutionary studies. Microbiology 151, pp. 653–663.

Shan, Q., Wang, Y., Li, J., Zhang, Y., Chen, K., Liang, Z., Zhang, K., Liu, J., Xi, J. J., Qiu, J.-L., and Gao, C. (2013) Targeted genome modi ication of crop plants using a CRISPR-Cas system. Nature Biotechnology 31, pp. 686–688.

Wang, T., Zhang, H. and Zhu, H. (2019) CRISPR technology is revolutionizing the improvement of tomato and other fruit crops. Horticulture Research 6 (77), pp. 1-13. https://doi.org/10.1038/s41438-019-0159-x


El Dr. Yusuf Zafar, becario de Cochran del Departamento de Agricultura de EE. UU. (USDA, por sus siglas en inglés) fue pione-ro en el establecimiento de la biotecnología agrícola moderna en Pakistán. El primer cul-tivo transgénico (algodón Bt) lo desarrolló y liberó NIGBE, Faislabad localmente, bajo su liderazgo. Se desempeñó como Ministro Técnico en Viena, Austria. Además, se de-sempeñó en el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) en la División de Cooperación Técnica antes de unirse como presidente al Consejo de Agricultura de

Desafíos y soluciones para 2030 El algodón, el proveedor de la mayor parte de la ibra natu-ral para la comunidad mundial, se enfrenta a graves desa íos. En algunos países líderes, la producción es estática o está dis-minuyendo como en Pakistán, Irán e incluso en algunos países africanos. El mayor desa ío es el suministro más barato, más fuerte y más estable de las ibras sintéticas de alta calidad de-bido a la caída de los precios de los combustibles fósiles. La in-versión mundial en alternativas de energía renovable, el énfa-sis en los vehículos eléctricos/híbridos y el exceso de petróleo, combinado con una menor demanda, resultó en precios históricamente bajos de los productos derivados del petróleo, los cuales son la materia prima de la ibra sintética. Además, los inmensos avances tecnológicos dieron como resultado la disponibilidad de diversos tipos de ibras sintéticas mejoradas, como las nano ibras, con un aumento de los servicios públicos en la industria de la confección. El segundo mayor desa ío se relaciona con el cambio climático. Aunque esto afecta a todos los cultivos, el cultivo de algodón, que es de mayor duración y más propenso a múltiples enfermedades, tiene un mayor ries-go y es más vulnerable a la pérdida total de la cosecha o a una menor productividad. La poca inversión del sector público en I + D por parte de los países en desarrollo ha provocado un rit-mo más lento de desarrollo del algodón SMART. El tercer gran desa ío se relaciona con un mayor riesgo y una menor rent-abilidad de los productores de algodón, especialmente en los países en desarrollo. El costo de los insumos de fertilizantes,

Pakistán (PARC, por sus siglas en inglés) en 2016, un organismo de investigación agrícola de primer nivel de Pakistán. El Dr. Zafar re-cibió el premio al Investigador del Año del CCIA en 2012. El PAEC le otorgó el premio al “Mejor Cientí ico” en 2000. Recibió el premio civil de Pakistán, Tamgha-i-Imtiaz (Medalla de Distinción) en 2004. Además, se desem-peñó como presidente electo de la Asociación de Institutos de Investigación Agrícola de Asia y el Pací ico (APAARI, por sus siglas en inglés) en Tailandia de 2016 a 2018.

plaguicidas y maquinaria está aumentando, mientras que la productividad se encuentra en general en una trayectoria de-scendente. La genética estática o de iciente de la semilla, las tareas que requieren mucha mano de obra para el manejo del cultivo y la volatilidad en el precio del algodón en rama han ocasionado una reducción de la super icie dedicada al algodón. En Pakistán, hubo una disminución del 35% en la super icie cultivada con algodón en 2019 y la producción es un 45% menor que en 2014. Esto es alarmante a pesar del hecho de que se exporta >60% para obtener divisas. La principal razón en los países en desarrollo es la escasa inversión del sector pú-blico que hizo del algodón un cultivo menos atractivo. El algodón transgénico surgió como una herramienta promet-edora y, en cierta medida, se promovió como una panacea a inales de la década de 1990. La adopción fue rápida e India y

Brasil se bene iciaron de inmediato. Sin embargo, el éxito duró poco. La tecnología no solo fue muy controvertida, sino que re-quirió una inversión inicial exorbitante para cumplir con los patrones de bioseguridad cada vez más elevados que mantu-vieron la liberación de nuevos productos limitada o retrasada durante un período muy largo por los procesos de aprobación débiles o inexistentes. A esto se sumó un mayor costo del pro-ducto (semilla transgénica) e incluso barreras (como las pat-entes) para la adopción de nuevas tecnologías. El avance en las tecnologías de edición de genes (GE), especialmente el siste-ma CRIPSR, despertó una nueva esperanza que se promocio-na como relativamente segura porque no se siembra material


Yusuf Zafar, Pakistán



recurso mundial de germoplasma de algodón, conocimientos y tecnologías que abarcan aspectos de la producción. El CCIA puede dirigirse a donantes internacionales para establecer un Centro Internacional del Algodón. Sueño con tener un centro internacional algodonero como lo tienen otros cultivos. La consolidación mundial de recursos, riqueza y conocimientos no solo podría preservar el germoplasma de algodón exis-tente, sino también tener un alcance y una distribución justos y sin restricciones de ese material para la comunidad mundi-al. Los paneles regionales entre países, especialmente BRIC, OAU u OIC, podrían tomar la iniciativa de establecer un centro de este tipo durante la próxima década. Lamentablemente, la mayoría de las tecnologías avanzadas para cultivar y cosechar el algodón siguen estando limitadas a unos cuantos países desarrollados. Estos desarrollos, como la primera revolución verde, pasaron por alto el continente africano. Los productores africanos de escasos recursos necesitan acceso a todas las tec-nologías modernas para poder ganarse una vida mejor, no solo lo su iciente para sobrevivir en la pobreza. Ésta es el área que se debe considerar con especial atención. La próxima década debería traer un cambio apreciable al iniciar el programa “Look Africa” o uno similar. Como existen pocas posibilidades de que se produzca más que un aumento gradual de la super icie ded-icada al algodón, la mejor estrategia disponible es mejorar la productividad en África y algunos países asiáticos emergentes como Vietnam, Tailandia, Myanmar e Irán. Además, existe una necesidad imperiosa de ampliar y fortalecer los donantes in-ternacionales y/o los programas nacionales como la Iniciativa del Mejor Algodón y el Comercio Justo. En conclusión, está jus-ti icado reconocer que el algodón está bajo una gran amena-za de las ibras sintéticas competidoras, por no mencionar la carga adicional del cambio climático. Estos extraordinarios desa íos solo pueden superarse mediante nuestros ingentes esfuerzos. Establecer un Centro Internacional del Algodón, como los centros CGIAR, es la necesidad del momento y de-bería establecerse durante la próxima década. Se espera que las variedades mejoradas de algodón desarrolladas mediante la edición de genes estén disponibles gratuitamente para los productores de escasos recursos. Como cientí ico del algodón, sueño con ver duplicar, y hasta triplicar, la productividad del algodón en África. Las asociaciones algodoneras, así como las naciones productoras y consumidoras, se deben esforzar para que esto suceda durante la próxima década.

exógeno en el genoma hospedero. En EE. UU. y algunos otros países, los productos basados en la tecnología de edición de genes (GE) se liberan sin someterse a un proceso reglamenta-rio de bioseguridad di ícil y engorroso. Sin embargo, la Unión Europea (UE) sigue insistiendo en su proceso reglamentario habitual. Esto eclipsó la tecnología más reciente durante su fase inicial. Huelga decir, que un mayor perfeccionamiento y adopción de las tecnologías de edición de genes por la may-oría de los países productores de algodón permitirá la entrega de una gran cantidad de variedades de algodón con las carac-terísticas deseadas. La innovadora tecnología de edición de genes ha brindado nuevas esperanzas y, si se sigue al ritmo actual, de initivamente traerá un cambio de paradigma en la transformación de las características vitales de la planta de al-godón. El algodón por edición genética hecha a la medida lle-gará a los productores de algodón en la próxima década. Hasta ahora, la investigación genómica ha sido muy impresionante, pero la selección molecular asistida sigue siendo compleja y los seleccionadores aún tienen que adoptarla como una ruti-na. Las características que están buscando los seleccionadores para mejorar el algodón (especialmente la calidad de la ibra) son realmente complejas. La nueva tendencia de resolver los datos masivos (Big Data) y la bioinformática es la nueva es-peranza. La aplicación de estas nuevas herramientas para resolver características complejas está destinada a ser prom-etedora durante la próxima década. La velocidad supersónica de los avances en las TIC tendrá un impacto muy positivo en la resolución de los acertijos de las características complejas. Esto, a su vez, permitirá que la ciencia tome decisiones sólidas y basadas en el conocimiento que mejoren la producción de algodón. Se vislumbra el uso de drones para diversos procesos de manejo de cultivos, incluido el algodón. Esto será una rutina en la próxima década.Todos los cultivos importantes, como trigo, maíz, arroz, legum-bres, papa, verduras e incluso banana, cuentan con centros internacionales dedicados (CGIAR, por sus siglas en inglés) con enormes tesoros de diversos germoplasmas y un esfuerzo global para mejorar todos los aspectos de ese cultivo en par-ticular. Estos centros multilaterales reunieron experiencia in-ternacional y contribuyeron a la producción de excedentes ali-mentarios en muchas partes del mundo. Sin embargo, no existe tal centro internacional para el algodón, lo que nos niega un


importantes de genes del algodón. En 2010, el Dr. Abdurakhmonov recibió el premio del gobierno “Signo of Uzbekistán”, el premio de la Academia Mundial de Ciencias (TWAS) en 2010 y el premio al Investigador del año del algodón del CCIA en 2013 por su destaca-da contribución a la genómica y la biotec-nología del algodón. Fue elegido miembro en Ciencias Agrícolas de la Academia Mundial de Ciencias (TWAS) (2014) y copresidente/presidente del grupo de trabajo “Genómica Comparativa y Bioinformática” (2015) de la Iniciativa Internacional del Genoma del Algodón (ICGI). Fue elegido (2017) como miembro y vicepresidente de la Academia de Ciencias de Uzbekistán. Fue designa-do (2017) como Ministro de Desarrollo Innovador de Uzbekistán.


Dr. Ibrokhim Y. Abdurakhmonov, Uzbekistán


Ciencia de algodón en Uzbekistán y el res-to del mundo Uzbekistán es el país productor de algodón más septentrional. Es el sexto mayor productor y fue el segundo mayor exporta-dor de algodón del mundo con una producción anual de 0,85-1,0 millones de toneladas de ibra valorada en alrededor de US$0,9 a $ 1,2 mil millones. El algodón se cultiva en aproxima-damente el 30% de las tierras disponibles para el cultivo en el país. El rendimiento de algodón de Uzbekistán estuvo cerca del promedio mundial de 752 kg/ha en 2010/11 y se estimó en 804 kg/ha en 2012/13 y 812 kg/ha en 2013/14. Los principales desa íos para el cultivo de algodón en Uzbekistán son los patógenos y plagas del algodón común-mente observados, así como los principales factores del estrés ambiental como la salinidad, la sequía, el calor, etc., que tienen un gran impacto en las características de calidad y rendimiento de los cultivares de algodón. En consecuencia, los principales objetivos de los programas de selección genética de algodón de Uzbekistán son mejorar la calidad de la ibra de algodón, el rendimiento de la ibra, la productividad agronómica, la madu-rez y la resistencia a diversas enfermedades, plagas y estreses abióticos. Debido a la importancia de la producción de algodón para el país y la experiencia histórica en el cultivo y producción de

algodón adquirida durante el siglo pasado, Uzbekistán ha pri-orizado y promovido programas de selección genética, lo que ha llevado a una colección de uno de los recursos de germo-plasma de algodón más ricos del mundo. Las colecciones de germoplasma de algodón han sido desarrolladas y mantenidas por varias de las principales instituciones de investigación del algodón en Uzbekistán, las cuales conservan más de 25.000 accesiones importantes de germoplasma de algodón de espe-cies de Gossypium; cepas, cultivares y líneas de reproducción silvestres, primitivas y pre-domesticadas; mutantes; cepas genéticas y citogenéticas; y varios tipos dentro y entre híbridos del acervo genético del algodón. Existen más de 5.000 nuevos recursos de germoplasma que se desarrollaron durante la última década con esfuerzos co-laborativos en la caracterización genética molecular de los recursos de germoplasma de algodón y el establecimiento de métodos modernos de selección asistida por marcadores (MAS) y programas genéticamente modi icados (GM). Los pro-gramas modernos de genómica y bioinformática del algodón, en combinación con los esfuerzos convencionales de selección genética del algodón, mejorarán aún más la caracterización y utilización, así como la documentación y sistematización e ici-entes de los recursos de germoplasma de Uzbekistán. A nivel mundial, la investigación del algodón ha sido testigo de muchos avances progresivos durante el último medio siglo

El Dr. Abdurakhmonov, profesor de Biología Molecular del Algodón, es actualmente el Ministro de Desarrollo Innovador del Gobierno de Uzbekistán. Es un biotecnólo-go de renombre mundial y actualmente se desempeña como director del Centro de Genómica y Bioinformática de la Academia de Ciencias de Uzbekistán, Ministerio de Agricultura y Recursos Hídricos, Taskent. El Dr. Abdurakhmonov ha recibido numero-sos premios y distinciones del Gobierno de Uzbekistán y de organizaciones internacio-nales. Es miembro del Comité Ejecutivo de la Asociación Internacional de Investigadores del Algodón (ICRA, por sus siglas en inglés) y está en los consejos editoriales de muchas revistas. Es un líder en el campo de la clon-ación y caracterización de varias familias


para abordar los desa íos y limitaciones mencionados ante-riormente, y los investigadores del algodón en todo el mundo han iniciado y realizado proyectos de investigación en gran medida coordinados en casi todos los aspectos de la ciencia del algodón. Estos esfuerzos han acelerado considerablemente la investigación sobre el algodón en todo el mundo y han ayuda-do a abordar los problemas clave de la producción y el cultivo del algodón.Durante la última década, la comunidad de la investigación algodonera de Uzbekistán, orientándose a los desarrollos mundiales de la ciencia del algodón, actualizó continuamente sus principales tendencias de investigación e implementó con éxito una agenda de investigación innovadora que dio como resultado una serie de innovaciones clave que ahora se están aplicando a la producción de algodón en el país. Algunos de los mejores ejemplos de estos avances progresivos en la investigación del algodón incluyen el gran progreso en el desarrollo de germoplasma de algodón, la aplicación de mar-cadores moleculares y las caracterizaciones de novo del gen/ARN pequeño/microARN en el desarrollo de la biotecnología y la selección genética molecular del algodón en Uzbekistán. Por ejemplo, los cientí icos lograron caracterizar los recursos de germoplasma de algodón utilizando estrategias tradiciona-les de mapeo de asociación basadas en los loci de rasgos cuan-titativos (QTL) y el desequilibrio de ligamiento (LD) moderno. Como resultado, la investigación de la selección genética del algodón se ha enriquecido con técnicas de selección molecular y enfoques de “selección por diseño”, como la selección mod-erna asistida por marcadores y la selección genómica. Esto no solo ha acelerado el desarrollo de cultivares de algodón de cal-idad superior con menores costos y menos tiempo, sino que también ayudó a ampliar la base genética “convencionalmente estrecha” de los nuevos cultivares mediante la introducción de diversidades genéticas “aún no explotadas” de los recursos de germoplasma de algodón. El desarrollo de la ingeniería genética del algodón (GE) y la investigación de la embriogénesis somática han revoluciona-do aún más la ciencia del algodón en Uzbekistán, lo que ha dado como resultado el desarrollo y la comercialización de las propias variedades de algodón “biotec” basadas en ARNi de Uzbekistán con madurez temprana, mayor rendimiento y car-acterísticas superiores de calidad de la ibra. Los logros mun-diales en la investigación de la ingeniería genética (GE) con en-foques transgénicos, cisgénicos e intergénicos, además de su integración con métodos de selección genética tradicionales y modernos, como el retrocruzamiento, el apilamiento de genes y la selección genética adelantada, tienen un gran potencial para aumentar los rendimientos y la calidad del algodón, que sin duda marcó el comienzo de una nueva era para la investi-gación y producción de algodón en Uzbekistán. Debido a una mejor comprensión de los genomas del algodón y las irmas genéticas, los investigadores del algodón han descu-bierto los genes clave que gobiernan muchas de las principales características de calidad de la ibra de algodón. La mejora de las características clave de la calidad de la ibra es la máxima

prioridad de la biotecnología del algodón en Uzbekistán y en muchas otras partes del mundo. Estos avances innovadores en la investigación del algodón han brindado oportunidades únicas para mejorar los parámetros de calidad de la ibra; las características de calidad del aceite y la semilla; la fertilidad y embriogénesis del algodón; y la resis-tencia a plagas, enfermedades virales, bacterianas y fúngicas; así como el estrés abiótico, mediante la aplicación de novedo-sas herramientas de edición transgenómica (por ejemplo, an-tisentido y ARNi) y genómica (por ejemplo, CRISPR/Cas) en el algodón. Los avances en la investigación del algodón en los últimos 10 años en Uzbekistán incluyen también el desarrollo de la investigación y los recursos bioinformáticos del algodón para analizar y utilizar un gran volumen de datos “gossypómi-cos” en la era de la genómica y la posgenómica vegetal. Estos logros han acelerado en gran medida los programas ac-tuales de investigación sobre el algodón en Uzbekistán. Sin duda, fomentarán la explotación de irmas genéticas que sub-rayan las características clave del algodón, ayudando a superar la correlación negativa existente y reducir los obstáculos de di-versidad a través del uso “especializado” e introducción de las irmas genéticas de efectos complejos.

Sin embargo, a medida que avancemos hacia 2030, la comu-nidad de la investigación algodonera de Uzbekistán tiene la intención de desarrollar innovaciones perfeccionadas para la selección genética y el cultivo de algodón con la integración del conocimiento obtenido de las ciencias ‘-ómicas’, la biología del sistema y la genómica química, así como de la traducción del concepto de “agricultura personalizada”, el cual también debería ser bene icioso para la producción de algodón en todo el mundo. Trabajamos para entender la isiología del cultivo del algodón en una visión holística desde la germinación de la semilla hasta las etapas de maduración en virtud de diferentes temperatu-ras, agua, luz y aplicaciones de nutrientes, así como también en el caso de escenarios de cambio climático global. La investigación clave entre ahora y 2030 en Uzbekistán se centrará en el cultivo del algodón y las prácticas de manejo, así como en el uso de la nueva generación de agroquímicos y biofertilizantes y sus herramientas de evaluación, incluida la labranza de conservación moderna, los cultivos de cobertura de invierno y los métodos de aplicación de nutrientes en si-tios especí icos y las tecnologías de teledetección. La inves-tigación sobre programas integrados de manejo de plagas y enfermedades y el desarrollo de la ciencia de las semillas de algodón serán de gran importancia en el movimiento hacia la sostenibilidad. Las tareas prioritarias en la agenda de investigación a corto y mediano plazo hacia 2030 en virtud de los escenarios actuales y proyectados de cambio climático global serán las siguientes: • Elaboración de inventarios, uni icación y digitalización de

cepas microbianas y colecciones de germoplasma vegetal existentes en el país, incluido el algodón,

ᵅ Promover el uso de recursos de germoplasma en la


investigación y selección genética con el objetivo de estudiar:

ᵅ genotipos o genes que condicionan una mayor tasa de fotosíntesis, absorción de CO2 y resistencia al calor,

ᵅ genes o microbiota que ayudan a mejorar el desarrollo de las raíces de las plantas y la acumulación de carbo-nos especí icos resistentes a la descomposición (como las suberinas), y

• genotipos e icientes aptos para la agricultura. • La realización de investigaciones biológicas sobre la ab-

sorción de nitratos y la e iciencia en el uso del agua en el entorno del calentamiento global y la revisión de las pro-porciones actuales de fertilización de ‘nitrógeno, fósforo y potasio’ (NPK) para el cultivo de algodón y la corrección de la isiología vegetal basada en NPK en virtud del calen-tamiento global, serán las direcciones clave de la investi-gación para abordar la disminución actual del rendimiento en la producción de algodón de Uzbekistán.

• Otra área prioritaria es mejorar la fertilidad del suelo en las explotaciones de algodón donde el carbono y otros nu-trientes se han agotado después de décadas de agricultura moderna intensiva.

El Ministerio de Desarrollo Innovador de la República de Uzbekistán, la organización gubernamental representativa del país para el desarrollo cientí ico y de innovaciones, está adoptando varias pasos y medidas prácticas para abordar y desarrollar las actividades de investigación. Estos incluyen, pero no se limitan a: • Elaboración y aprobación de dos documentos legislativos:

los decretos del presidente de Uzbekistán sobre el desar-rollo de ciencias biológicas y químicas (https://regulation.gov.uz/uz/document/14140), y biotecnología (https://regulation.gov.uz/uz/document/15603) en Uzbekistán. Estos dos documentos consideran todos los aspectos de las reformas cientí icas y de infraestructura, incluida la adición de más recursos inancieros, así como la creación de plataformas modernas para la investigación y comer-cialización de sus resultados. Nuestro objetivo era crear un

centro nacional de recolección de microbios y un centro nacional de germoplasma de algodón que uni iquen todas las colecciones de algodón existentes en el país. Se están realizando esfuerzos para establecer un nuevo instituto de investigación cientí ica de semillas de plantas en Taskent y centros de “clínicas de suelos” en todas las regiones que estén equipados con laboratorios de pruebas móviles.

• Establecer un nuevo sistema de convocatorias de becas de investigación (https://mininnovation.uz/uz/compe-titions) y el anuncio mensual de convocatorias de becas temáticas para las tendencias prioritarias mencionadas anteriormente que han ayudado a quintuplicar los fon-dos de investigación en esas tendencias en comparación con los últimos tres años (https://mininnovation.uz/up-loads/mininno/tanlov/tur_19/Bilogiya%20fanlari%20bo’yicha%20NEW.pdf).

• Comercializar los resultados cientí icos de las instituciones de investigación mediante el establecimiento de pequeñas compañías de inversión y empresas emergentes (start-ups). Debido a la evolución del grupo de prácticas de culti-vo de algodón durante los últimos tres años, el Ministerio inició los nuevos mecanismos de inanciación 50:50 para proyectos de investigación en los que el 50% de los fondos proviene de grupos de empresas privadas. Además, con el in de atraer más inanciación para estas prioridades, los

funcionarios del Ministerio están trabajando en estrecha colaboración con el Banco Mundial para iniciar un proyec-to de ‘comercialización de la ciencia’ que incorporará pa-sos clave en el desarrollo cientí ico de Uzbekistán, inclu-ida la ciencia del algodón (https://www.uzdaily.uz/en/post/52112).

En resumen, el desarrollo de la ciencia del algodón sigue sien-do el enfoque clave de Uzbekistán, y su agenda de desarrollo y tendencias prioritarias a medida que avancemos hacia 2030 se enfocan en los problemas actuales del cultivo del algodón. Se espera que algunos de los descubrimientos cientí icos en Uzbekistán sean útiles para la producción mundial de algodón.


experiencia en la investigación del geno-ma del algodón como socio activo en varios proyectos internacionales de secuenciación de megagenomas, y estudia el alcance de la diversidad genética entre varias especies de algodón y la utilización de marcadores de ADN para el algodón. La información genera-da se ha publicado extensamente en diversas revistas como autor remitente o como coau-tor. Tiene casi un total de 100 publicaciones, incluidos 17 capítulos en libros extranjeros. Además, editó un libro sobre el algodón. Su factor de impacto total supera los 200 con más de 5.000 citas (citas de Google). Supervisó >30 estudiantes de doctorado/MPhil y >25 investigadores (nacionales); la mayoría de ellos estableció la instalación genómica en sus institutos an itriones. En 2016, sirvió dos veces de “Experto” de la FAO/OIEA Viena para capacitar a cientí icos (>30) de 18 países (en su mayoría en de-sarrollo) en el uso de técnicas genómicas de próxima generación para el desarrollo de cul-tivares mejorados. Mediante el uso de varias herramientas genómicas, el Dr. Rahman ha

desarrollado nueve variedades de algodón como seleccionador principal. Todas estas actividades de I + D fueron apoyadas por la obtención de 20 proyectos (18 como IP y dos más como Co-IP) de varias agencias de inanciación nacionales e internacionales.

Las Agencias Internacionales y Nacionales valoraron y reconocieron todos estos es-fuerzos, incluido el gobierno de Pakistán, otorgándole varios reconocimientos entre los que se incluyen el Premio al Cientí ico Destacado 2009: Biotecnología (1er pues-to), Premio al Cientí ico Investigador LCCI-2010, Premio de la Academia de Ciencias del Tercer Mundo en Ciencia y Tecnología aplicadas a la Agricultura (menores de 40 años en Agricultura) —2011, Premio Presidencial al Orgullo del Desempeño — 2012 e Investigador del Año del CCIA en 2014. El Dr. Rahman ha sido orador invitado y asistió a muchas conferencias internacio-nales en Austria, Brasil, China, India, Italia, Japón, Corea del Sur, Emiratos Árabes Unidos y Estados Unidos.


Dr. Mehboob-ur-Rahman, Pakistán


El año pasado se presenciaron dos hitos notables para el algodón. Fue la primera especie de planta que se cultivó en la luna. En el frente genómico, se construyeron conjuntos de genomas contagiosos de alta calidad de algodones cultivados tetraploides. Esta información genética allanó el camino para dilucidar la evolución, adaptación y rediseño de los circuitos genéticos de la i-bra de alta calidad. Estos descubrimientos genéticos, junto con el progreso paralelo realizado en la ciencia “ómica”, pueden ser fundamentales para superar los desa íos que deprimen la producción de algodón en varias regiones productoras de algodón.

varias regiones productoras de algodón. El potencial de que las plagas menores se conviertan en plagas impor-tantes también podría ser un desa ío futuro; por ejemp-lo, la infestación de cochinillas y chinches de algodón en Pakistán parece preocupante. Este escenario también po-dría aparecer en otros países.

2. Cambio climático (exceso de calor) Como muchos otros cultivos, el algodón se ha visto afec-tado negativamente por el calentamiento global y su im-pacto se ha manifestado en forma de altas temperaturas, precipitaciones anormales, adversidades climáticas im-predecibles, etc. Se ha informado que la temperatura se-guirá aumentando en el siglo XXI. Las altas temperaturas retardan el crecimiento del algodón que puede provocar el desprendimiento de pequeños cuerpos fructíferos (yemas lorales) y la reducción del tamaño de la cápsula; juntos,

estos factores disminuyen la producción de ibra. Además, las altas temperaturas podrían hacer ine icaces los plagui-cidas. Este fenómeno puede ser más perjudicial para las

El Dr. Mehboob-ur-Rahman ha estado tra-bajando como Líder de Grupo y Cientí ico Adjunto en Jefe de Genómica Vegetal y Selección Genética Molecular (PGMB), División de Biotecnología Agrícola, Instituto Nacional de Biotecnología e Ingeniería Genética, Faisalabad, Pakistán. Tiene

Los tres grandes desafíos para el sector algodonero en la próxima década 1. Plagas de insectos y enfermedades

Un cultivo de algodón que está protegido de la infestación de plagas de insectos y enfermedades produce altos ren-dimientos. La protección contra las plagas de insectos (particularmente las plagas masticadoras) logradas me-diante la incorporación de genes Cry se ha debilitado y actualmente requiere insecticidas químicos suplementa-rios para lograr el control para el manejo del gusano de la cápsula, particularmente el gusano rosado. Asimismo, la evolución de nuevas cepas de enfermedades (especial-mente la enfermedad de la rizadura de la hoja del algodón y la roya bacteriana) sigue siendo una amenaza potencial para la producción de algodón. La rizadura de la hoja de algodón puede extenderse a otros países donde prevalece la mosca blanca. Si estos dos factores no se abordan ade-cuadamente, me temo que podrían eliminar el algodón de


regiones que cultivan algodón donde la temperatura a menudo supera los 40°C.

3. Competencia con otros cultivos, así como con las ibras sintéticas En el escenario actual, la super icie dedicada al algodón puede disminuir por el bajo precio de la ibra en el mer-cado internacional y, en segundo lugar, por la disponibili-dad de las ibras sintéticas a precios muy bajos. Las ibras sintéticas pueden seguir planteando un gran desa ío para el algodón debido a que sus precios pueden reducirse aún más por el bajo precio del petróleo, a medida que los costos de producción del algodón continúan subiendo a lo largo de los años. En última instancia, los productores podrían pasar a cultivar otros cultivos para aumentar su rentabilidad. Por ejemplo, en Pakistán, la super icie dedi-cada al algodón se ha reducido signi icativamente en casi un 30% en los últimos años. Los factores principales in-cluyen el alto costo de producción y los niveles más altos de infestación del gusano rosado.

Nuevas tecnologías de producción que pueden romper las barreras de rendimiento Las pérdidas de rendimiento durante la cosecha y la contam-inación del algodón siguen siendo las áreas donde más se necesitan recolectores mecánicos so isticados. En el futuro, el problema de la contaminación será más grave en los países que cultivan variedades de algodón que contienen tricomas que ha-cen que las hojas se enreden con las ibras cosechadas. Deben adoptarse las mejores prácticas agronómicas que puedan con-servar el agua en el futuro. Por ejemplo, el uso de mantillo y el riego por goteo en el cultivo del algodón ayudan a reducir la cantidad de agua de riego y reduce la necesidad de herbicidas. Las mejores prácticas de manejo, incluido el uso inteligente de fertilizantes, la selección de variedades que soporten una alta densidad de población y la aplicación de micronutrientes (es-pecialmente en los países en desarrollo) también serán útiles para lograr un alto rendimiento de algodón.

Avances prometedores recientes en la ciencia de la Genómica, la Genética y la Selección Genética de plantas Se han logrado los hitos de descifrar las secuencias del geno-ma de todas las especies de algodón cultivadas, así como los posibles progenitores, seguido de la construcción de conjun-tos genómicos contiguos de alta calidad. Todos estos esfuerzos permitieron dilucidar la evolución y adaptación y rediseñar los circuitos genéticos de la ibra de alta calidad de estos poliploi-des. El profesor Andrew H Paterson y sus colegas en 2006 ini-ciaron la travesía de concebir el concepto de secuenciación de G. raimondii (una de las especies del progenitor). Como resul-tado, en 2012 aparecieron dos artículos sobre la secuenciación del genoma D mediante dos estudios independientes seguidos de la secuenciación de G. arboreum. A partir de entonces, dos

trabajos sobre la secuenciación del genoma de G. hirsutum (conocido por su alto rendimiento) se publicaron de forma independiente por dos grupos de investigación diferentes de China en 2015, mientras que dos grupos diferentes lo public-aron para el G. barbadense (conocido por su ibra de alta cal-idad) en 2015. Sin embargo, los ensamblajes genómicos pre-vios de algodones tetraploides no eran contiguos, por lo que hubo mucha información inaccesible para los investigadores. El profesor Zhang y sus colegas lograron esta gigantesca tar-ea para dos especies de algodón cultivadas en 2019 al generar una gran cantidad de lecturas de secuencia (800 Gb, >330x), su icientes para diferenciar los errores de la secuencia real. Además, construyeron un mapa genético ultradenso colocan-do 6,1 millones de SNP. Por lo tanto, varios acertijos tan esper-ados se podrían resolver, como la dinámica evolutiva del geno-ma del algodón, la dinámica funcional de los genes después del peinado en un núcleo y la obtención de una visión genómica de las características que desempeñaron un papel gigantesco de adopción de ambas especies de algodón en varios entornos, así como los cultivos. La producción de pelusa/ ibra de calidad junto con una alta productividad ha seguido siendo el enfoque central de los pro-gramas de selección genética del algodón; sin embargo, las car-acterísticas son di íciles de reunir en un cultivar debido a la compleja genética de ELS. Más del 50% de los genes (~45.000) contribuyen a dar forma al fenotipo de la ibra en el algodón tetraploide. Zhang y sus colaboradores también demostraron en 2019 que el transportador de sacarosa (GbTST1), el anti-portador de Na+/H+ (GbNHX1), el transportador de malato activado por aluminio (GbALMT) y la invertasa vacuolar local-izada en vacuolas son responsables de la ibra larga (ELS) en G. barbadense. En segundo lugar, la expansión preferencial de algunas familias de genes, como la familia GTPasa del factor de ribosilación de ADP (ARF), también desempeña una función en conferir ibra larga pero fuerte en el algodón ELS. Esta infor-mación se puede utilizar para iniciar programas de selección genética especí icos para mejorar las características de alta calidad en el algodón. Asimismo, en el frente de selección genética, una importante transferencia de germoplasma de EE. UU. a Pakistán (patroci-nada por el Departamento de Agricultura de EE. UU. (USDA, por sus siglas en inglés) a través del proyecto de mejora de la productividad del algodón, ID-1198) ha resultado en la identi-icación de varias accesiones de algodón que con ieren resis-

tencia a la enfermedad de la rizadura de la hoja del algodón. Entre estas, Mac-07 se ha utilizado ampliamente en el desar-rollo de cultivares de algodón con mejor tolerancia a la enfer-medad. De manera similar, se inició otra actividad conjunta (a través de un proyecto entre Pakistán y China titulado ``mina-do de genes para alto rendimiento, super ibra y tolerancia al calor, PSF/NSFC-AGR/P-NIBGE (12)’’) para evaluar el germo-plasma contra el calor y estudiar las características de la ibra en varios entornos. A través de este proyecto, se identi icaron genotipos de algodón tolerantes al calor y se secuenciaron más de 500 genotipos. Es de esperar que este proyecto produzca hallazgos importantes que puedan ser fundamentales para


comprender los circuitos genéticos de tolerancia al calor junto con alto rendimiento.

Contribución de la investigación genómi-ca para mejorar el rendimiento y la calidad de la fi bra Las variedades de algodón con una genética excepcional, junto con la aplicación de las mejores prácticas de manejo, pueden garantizar una cosecha de mayor rendimiento con una mejor calidad de la ibra. Las variedades de algodón han alcanzado el máximo potencial de rendimiento. Se espera que el incremen-to futuro del rendimiento con una mejor calidad de la ibra se derive del cultivo de las variedades de algodón resistentes. Por lo tanto, la función de la genética de una variedad de algodón será más importante, particularmente para ayudar a las comu-nidades de escasos recursos que cultivan algodón. Se están utilizando varios ensayos genómicos que incluyen enfoques transgénicos y marcadores de ADN para mejorar el rendimiento y la calidad de la ibra. Los marcadores de ADN pueden desplegarse en poblaciones interespecí icas e in-traespecí icas para seleccionar plantas que contienen los loci deseables. Para desarrollar esas poblaciones, un cultivar élite adaptado de algodón se puede cruzar con variedades obsole-tas, accesiones e incluso especies silvestres. Por ejemplo, se introdujeron varios QTL para rasgos de alta calidad de ibra desde G barbadense (ELS) hasta G hirsutum. Asimismo, la re-sistencia a la enfermedad de la rizadura de la hoja del algodón también se ha transferido en parte a G hirsutum del G arbo-reum. Un programa exitoso de selección genética por intro-gresión se basa en la disponibilidad de marcadores de ADN que pueden ayudar a reducir el número de ciclos de selección y evitar el arrastre de genes no deseados. Dado que ambas es-pecies han sido secuenciadas, y el número de loci importantes involucrados en conferir una característica de alta calidad de ibra se puede marcar fácilmente diseñando nuevos marca-

dores, los nuevos enfoques pueden revivir el trabajo de selec-ción genética por introgresión. Además, se puede lograr una alta producción de ibra al mejo-rar la proporción de ibra a semilla más allá del 50%. Existen variaciones genéticas naturales para esta característica en algunas accesiones de G. hirsutum. Algunos genotipos super-an el 50% de producción de desmotado. En la mayoría de los países, la recuperación de la ibra de algodón oscila entre el 30% y el 45%. Esta característica es muy compleja, pero se puede adaptar mediante marcadores de ADN; de lo contrario, es di ícil de mejorar mediante el uso de enfoques de selección genética convencionales. Otra opción podría ser la explotación del vigor híbrido. Por ejemplo, el vigor híbrido en el maíz resultó en un aumento múl-tiple de la producción de maíz en todo el mundo. El desarrollo de híbridos de algodón que muestren un incremento del 30% en la producción de ibras sobre la variedad de algodón están-dar puede convencer a los productores de cultivar algodón híbrido. Esta tarea es di ícil pero alcanzable mediante la ex-ploración de los mejores combinadores. Además, la selección

genética de algodón híbrido se ve perjudicada debido a la falta de disponibilidad de procedimientos con iables genéticos y/o mecánicos para la emasculación. Se han identi icado varios genes que codi ican la esterilidad y restauran la fertilidad; sin embargo, la mayoría de ellos son sensibles a la temperatura. Trabajar entendiendo la genética del vigor híbrido puede ser una opción útil que ayudará a seleccionar genes importantes para modi icar su expresión, por lo que se puede corregir el vigor híbrido. La ciencia genómica depende en gran medida de la disponibili-dad de recursos genéticos seguida de la asociación de la diver-sidad fenotípica con la diversidad de secuencias. Actualmente, es posible la nueva secuenciación extensa que se requerirá, y muchos grupos lo están haciendo. Ayudará a explorar los mecanismos genéticos de una característica en particular. Una vez que se identi ican los genes ligados a las característi-cas, se pueden usar para una expresión más alta mediante la adopción de enfoques transgénicos o se pueden mutar direct-amente para alterar su expresión usando enfoques dirigidos como ARNi y CRISPR.

¿Cómo puede el algodón combatir el cam-bio climático? El cambio climático está impulsado en gran medida por el au-mento de las temperaturas que hace al algodón vulnerable a varios otros tipos de estrés, como la sequía, el anegamiento debido a las lluvias excesivas, etc. Estos factores también in-ter ieren con las prácticas de manejo, incluida la e icacia de los plaguicidas, etc. Una de las mejores estrategias para combatir el aumento del calor es desarrollar variedades de algodón que puedan tolerar una temperatura diurna de 50°C y una tem-peratura nocturna de 30°C. En este sentido, una característica como la retención de cápsulas a alta temperatura se considera el criterio de selección más apropiado. Sin embargo, estas var-iedades suelen requerir una gran cantidad de insumos. Cuando los insumos son escasos, estas variedades no muestran su po-tencial de rendimiento. Por lo tanto, la selección de variedades que puedan crecer indeterminadamente, incluso sacri icando algunas cápsulas en las primeras ramas simpodiales, sería la característica deseable al encontrar recursos hídricos escasos y altas temperaturas. En segundo lugar, la selección genética de hojas de tamaño pequeño a mediano permitiría que la luz solar llegara a las hojas inferiores y las cápsulas abiertas, con lo cual se evita la pudrición de la cápsula durante la temporada de lluvias. Un follaje de estas variedades de algodón también facilita la aplicación uniforme de plaguicidas incluso en las ho-jas inferiores de las plantas. Se pueden utilizar los recursos genéticos, en particular las var-iedades locales que se han desarrollado en regiones de bajos insumos. El despliegue de los procedimientos de selección basados en la genómica sería la mejor opción para transfer-ir genes a variedades domesticadas de alto rendimiento. Para esto, se requeriría una selección exhaustiva de germoplasma para identi icar genotipos que exhiban características como resistencia a diversas plagas de insectos y enfermedades,


mejor economía de nutrientes, senescencia tardía de las ho-jas y consistencia de los rendimientos en todos los entornos. El germoplasma originado en diferentes regiones de cultivo de algodón se puede analizar en países que se enfrentan al impacto del cambio climático. La segregación de poblaciones también puede evaluarse mediante la colaboración conjunta. Posteriormente, las líneas candidatas recientemente desarrol-ladas se pueden probar en diferentes entornos para estudiar su adaptabilidad. Este enfoque es sencillo y no requiere recur-sos importantes. Por lo tanto, el intercambio de germoplasma de algodón seguirá siendo la herramienta más valiosa para el desarrollo del algodón en todo el mundo. Los marcadores de ADN también pueden ser muy útiles en este esfuerzo porque la característica no es tan compleja como la tolerancia a la sequía. Las introgresiones genéticas de G. hirsutum al genoma de G. barbadense y viceversa encaminaron la rápida evolución de ambas especies que les ayuda a adaptarse a nuevos entor-nos. Esta información sugiere que los programas de selección genética por introgresión deben continuar para ampliar la adaptabilidad de los cultivares recientemente desarrollados, en especial en entornos cambiantes. La desventaja de la selec-ción genética por introgresión se puede mejorar mediante la implementación de marcadores de ADN que ayuden a moni-torear la introgresión de los loci genéticos provenientes de las especies silvestres de algodón. Reducirá el número de ciclos de selección genética al evitar el arrastre de ligamientos de genes no deseados. Otra opción es desplegar genes de otros organismos, incluidas plantas lejanas que crecen en condiciones climáticas adversas. Se están realizando esfuerzos, como la introducción de genes tolerantes a la sequía, incluido TsVP, y el gen que codi ica H+-PPase derivado de Thellungiella halophile en el algodón, lo que dio como resultado un mejor crecimiento de brotes y raíces en comparación con sus tipos silvestres. Asimismo, ScALDH21 tomado de Syntrichia carninervis exhibió mayor altura de planta, cápsulas más grandes y mayor rendimiento de ibra de algodón. La introducción de un solo gen para las característi-cas complejas en el algodón no tendrá éxito hasta que se com-prenda todo el mecanismo genético de la tolerancia al calor.

Nuevas tecnologías para combatir plagas de insectos, malezas y enfermedades La resistencia a las plagas de insectos en el genoma del al-godón se ha desarrollado mediante el uso de genes (genes cry) derivados de una bacteria del suelo y se ha demostrado su éxi-to en todo el mundo. Actualmente, la resistencia conferida por estos genes ha sido destruida por insectos en diferentes partes del mundo. Además, la posibilidad de que las plagas menores se conviertan en plagas importantes es otra amenaza para la sostenibilidad del algodón. Por ejemplo, antes del cultivo del algodón Bt en Pakistán, las cochinillas harinosas y las chinch-es de algodón pasaban desapercibidas en el algodón porque estaban controladas indirectamente por la aplicación de insec-ticidas utilizados para matar las plagas de lepidópteros. Ahora se espera que los productores controlen estas plagas que aca-ban de aparecer recientemente. Este escenario podría surgir

en otros países productores de algodón. Mejorar la genética del algodón mediante la adición de una variedad de genes nue-vos derivados de otras fuentes exóticas bajo los promotores especí icos de tejido sería muy útil para combatir las plagas de insectos de manera más e icaz. Por ejemplo, los esfuerzos para identi icar nuevos genes de otras fuentes, como el gen hvt derivado de una araña, se probaron en algodón para estudiar su respuesta a las plagas de insectos masticadores y produje-ron resultados alentadores. De manera similar, recientemente se han caracterizado varios otros genes que codi ican itohor-monas (como los jasmonatos, que pueden ayudar a la defensa contra la herbivoría por insectos), que tienen el potencial de combatir los gusanos de la cápsula en el futuro. Además, los genes y/o sus factores de transcripción (DREB, ERF, ZIP, WRKY, etc.) derivados de otras fuentes vegetales, incluidas las especies silvestres, pueden caracterizarse por su introducción en el algodón. Vale la pena mencionar que la proteína expresada por los genes cry no interactuó con las vías complejas involucradas en la conformación del fenotipo, ya que eran nuevas; sin embargo, los genes de una planta pueden interactuar con otras proteínas hospederas, lo que podría cam-biar la expresión del transgén. Deben emprenderse nuevos horizontes para controlar las poblaciones de insectos, como la producción de moléculas intactas de ARN de proteínas esen-ciales en los plástidos. Se requieren nuevos genes que con i-eran resistencia a los herbicidas (distintos de EPSPS) para su-primir la aparición de malezas tolerantes a los herbicidas en el algodón. Sin embargo, los genes de origen de la planta tendrían muchas posibilidades de ser aceptados por el usuario inal. La identi icación de nuevos genes marcadores (distintos del gen antibiótico convencional) sería otro paso hacia el aumento de la aceptabilidad de los cultivos transgénicos en todo el mundo. Se pueden aplicar otros enfoques, incluida la piramidación de la protección Bt y el ARNi contra Helicoverpa armigera, una de las plagas del algodón más destructivas del mundo, para con-struir un puente contra las nuevas cepas de plagas de insectos lepidópteros y también para retrasar considerablemente la evolución de la resistencia. Otra amenaza en el subcontinente indio es la infestación de la mosca blanca, la plaga de insectos más invasiva (Bemisia taba-ci), la cual también es el vector de los virus que causan la enfer-medad de la rizadura de la hoja de algodón. El ARNi también se puede utilizar para diseñar resistencia al CLCuD dirigiéndose a genes importantes de la mosca blanca. Se pueden atacar varios genes de patógenos usando ARNi, como se demostró anterior-mente al dirigirse a los genes del virus (REP, CP, V2, etc.) para reducir el título del virus en las células de algodón infectadas y también para controlar las poblaciones de la mosca blanca us-ando genes sexuales letales. Estas nuevas estrategias pueden complementar la resistencia de la planta hospedera para am-ortiguar los genomas virales que evolucionan rápidamente. Asimismo, la marchitez por verticilosis, llamada “cáncer del al-godón”, es perjudicial para el algodón en China. Se desplegaron ARNi y el silenciamiento génico inducido por virus (VIGS) para demostrar la e icacia de los genes 14-3-3c/d, NINJA y CYP82D para controlar esta enfermedad.


Tecnologías transgénicas del algodón y el camino a seguir Hasta ahora, se usaban promotores constitutivos para expre-sar transgenes en el algodón que hacen que el transgén se ex-prese en todas las partes de la planta, incluida la semilla en de-sarrollo. Este tipo de expresión genética inició un debate sobre cuestiones de aceptabilidad de los productos de algodón trans-génico en varios mercados internacionales. El uso de promo-tores alternativos que solo pueden expresarse en los órganos requeridos (parte verde) puede ayudar a resolver este prob-lema. En este sentido, el promotor PNZIP especí ico del tejido verde se apiló con el gen Cry9C. Se detectó una expresión rel-ativamente 100 veces menor de la proteína Cry en las partes de fructi icación, incluida la semilla en desarrollo. Por lo tanto, se puede garantizar el uso seguro de la torta de semillas de algodón en el futuro. Por lo tanto, se sugiere el uso de algunos promotores alternativos (especí icos de tejido) para abordar las inquietudes del usuario inal. Además, la identi icación de nuevos genes marcadores (por ejemplo, genes que con ieren proteínas luorescentes) en lugar de utilizar genes marcadores convencionales (por ejemplo, un gen resistente a los antibióti-cos) sería útil para que los alimentos transgénicos sean más seguros. Estos genes deben probarse durante un período pro-longado exponiéndolos a múltiples organismos modelo que convencerán su seguridad a los usuarios inales. Asimismo, deben realizarse esfuerzos para introducir nuevos genes y sus factores de transcripción que se derivan particularmente de especies silvestres, incluido el algodón. Estos transgenes ten-drían una alta probabilidad de aceptación por parte del usu-ario inal. El aceite de la semilla de algodón para consumo humano se ex-trae en varios países productores de algodón, incluidos India, Pakistán, China y EE. UU. La calidad del aceite no es tan bue-na como la de otros aceites comestibles debido a la presencia de antinutrientes como el gosipol, un compuesto terpenoide natural que se encuentra en las glándulas pigmentarias. Estas glándulas están presentes en casi todas las partes superiores de la planta de algodón. Las glándulas de gosipol proporcio-nan una defensa contra plagas y enfermedades. Sin embargo, son tóxicas para los animales y los seres humanos. Se hicieron esfuerzos para eliminar los gosipoles de la semilla mientras se retiene el gosipol en todos los demás tejidos vegetales para protegerlos de las plagas de insectos. Además de las características antes mencionadas, también se ha demostrado que las estrategias transgénicas que incluyen ARNi y la expresión mejorada de transgenes introducen varios rasgos agronómicos importantes en el algodón cultivado, como el desarrollo de la ibra de algodón y las respuestas al estrés. Sin embargo, estos estudios se han realizado en gran medida en condiciones controladas. Su e icacia aplicada en condiciones naturales de campo aún necesita evaluación. Actualmente, una tecnología de edición del genoma recientemente descubierta llamada CRISPR-Cas ha demostrado el potencial para editar genes y mejorar y/o silenciar sus funciones. Por ejemplo, se puede producir semilla de algodón sin gosipol mediante el

silenciamiento de los genes que con ieren gosipoles a la semi-lla. Una de las principales ventajas de este ensayo es que se puede caracterizar la función del gen y se pueden desarrollar nuevos cultivares sin introducir genes extraños; por lo tanto, la tecnología puede ser aceptable para los países que tienen puntos de vista escépticos sobre la tecnología genéticamente modi icada. Se sugiere que si todas las herramientas, incluidos los ensayos genéticos convencionales y no convencionales y la aplicación de las mejores prácticas de manejo, pudieran aplicarse juntas, ayudaría a desarrollar variedades de algodón resistentes que allanarán el camino para lograr la sostenibilidad en la produc-ción de algodón.

Función de la robótica, la electrónica y las tecnologías de comunicación para el algodón Creo verdaderamente que las tecnologías robóticas que pueden recolectar datos y asperjar plantas de algodón en la menor cantidad de tiempo contribuirán a dilucidar los mecanismos genéticos de varias características. La enorme cantidad de datos se puede analizar muy rápidamente mediante ensayos bioinformáticos. La comunicación e icaz entre la comunidad cientí ica y los productores garantizará el lujo e iciente de conocimientos relacionados con los nuevos descubrimientos e invenciones. La función de las tecnologías de la comunicación será más útil para los extensionistas y los productores.

Otras innovaciones novedosas y emocio-nantes y tecnologías revolucionarias Hay tres genomas en una célula vegetal; sin embargo, la histo-ria de éxito de la transformación genética provino de la trans-formación del genoma nuclear. La inserción de genes extraños es aleatoria. En segundo lugar, la expresión del gen introducido en un genoma nuclear podría ser baja o completamente silen-ciada; la inserción del transgén en el cloroplasto es especí ica del sitio y también resulta en una expresión muy alta (>70% del total de proteínas solubles). El genoma del cloroplasto no viaja a través del polen, especialmente en los cultivos de cam-po, por lo que el transgén puede estar contenido. Hasta ahora, la transformación del cloroplasto era ine icaz para los protoco-los laboriosos y largos basados en cultivos de tejidos para re-cuperar plantas transplastómicas. Cualquier esfuerzo exitoso conducirá a la sobreexpresión de los transgenes, por lo que se puede lograr una mejor protección contra las plagas de insec-tos y la recolección de altos rendimientos de algodón con una calidad mejorada. En el futuro, los esfuerzos hacia los estudios pangenómicos del género Gossypium ayudarán a dilucidar los circuitos genéticos de importantes características complejas del algodón. Esto conducirá al inicio de la selección genética dirigida al algodón. Por tanto, la genética deseada de una planta de algodón se puede diseñar en una computadora. Para lograrlo, es nece-saria la colaboración entre los expertos en algodón, incluidos


biólogos moleculares, especialistas en bioinformática, selec-cionadores, agrónomos, isiólogos y extensionistas, para que el cultivo del algodón sea más competitivo y rentable.Se están utilizando dispositivos de automatización como ro-bots para recopilar datos de campo de cada planta de algodón, algo que antes no era posible. Estas tecnologías facilitarán la caracterización de varios cientos de accesiones en un exper-imento y las manos limitadas pueden hacerlo en el menor ti-empo posible.Anteriormente, el énfasis de la ciencia era explorar las partes superiores de la planta de algodón. Se requiere una desviación de ese enfoque para estudiar las características de las raíces que ayudarán a identi icar genes que con ieren una alta bio-masa de raíces. Estos estudios también ayudarían a estudiar la interacción de los microbios con las raíces, lo que puede con-ducir a disminuir la dependencia de los fertilizantes químicos. En resumen, la adopción de prácticas de manejo de alta tec-nología, la utilización en la selección genética de recursos genéticos sin explotar, el cultivo de variedades de algodón con una genética excelente, el monitoreo del riesgo y la e icacia de

los transgenes en el ecosistema, así como la búsqueda continua de nuevos recursos genéticos, contribuirían a lograr la producción de algodón sostenible.

Consejos para los científi cos jóvenes del algodón. Cómo prepararse para los de-safíos de 2030 A la mayoría de los estudiantes les gusta trabajar en laborato-rios para desentrañar los diversos mecanismos de las plantas de algodón como parte de sus estudios de doctorado, o comen-zaron sus carreras como investigadores o profesores universi-tarios. Sin embargo, una vez que se genera y publica la infor-mación, muy pocos cientí icos traducen ese conocimiento de laboratorio en el estudio del impacto sobre el algodón en el campo, y luego a los productores, ya sea en forma de semillas mejoradas o recomendaciones para cultivar mejor algodón. El mensaje clave es: Desarrolle sus proyectos (preferiblemente colaborativos) con el objetivo de resolver las necesidades reales de la comunidad algodonera en lugar de perseguir una ciencia sin objetivo.


gobierno de Australia a la Innovación Rural en 2005; Medalla del Presidente de CSIRO en 2003; Medalla Centenario por servi-cios a la producción y el procesamiento de plantas en 2001; e Investigador del Año de la Asociación Australiana de Investigación de Productores de Algodón en 1984. En 2001, el Dr. Constable fue elegido miem-bro de la Academia Australiana de Ciencias Tecnológicas e Ingeniería por su investi-gación sobre el algodón.


Dr. Greg Constable, Australia.

Investigador del Algodón del Año del CCIA 2015

Los tres grandes desafíos para el sector algodonero en la próxima década 1. La competencia con las ibras sintéticas es un desa ío para

el algodón en términos de precio, demanda, reputación y comercialización. Es necesaria la promoción continua de las ventajas del algodón, especialmente entre las pobla-ciones urbanas. Además, es importante seguir mejorando gradualmente la calidad de la ibra para atraer compra-dores en la industria de la hilatura.

2. La disponibilidad de agua (y tierra) son cuestiones críticas en muchos sistemas de producción de algodón por la se-quía y/o la competencia con las necesidades urbanas. Esto es particularmente di ícil debido al rápido aumento de la población urbana y el descenso de la población rural en muchos países. Los datos del Banco Mundial muestran que las áreas productoras de algodón en India, África francó ila y China tienen más de un 40% de población rural; Estados Unidos tiene el 18% y Australia, Brasil y Argentina tienen el 14% o menos. La mecanización es una gran diferencia entre estos grupos. La alta e iciencia en el uso del agua es un objetivo importante de la agronomía de cultivos.

3. Protección de cultivos contra enfermedades, malezas y plagas de insectos. El Manejo Integrado de Enfermedades (MIE) tiene como objetivo utilizar varios métodos, uno de

los cuales es la selección genética de cultivares que con-ieren resistencia. La rotación de cultivos también puede

reducir la incidencia de las enfermedades. El Manejo Integrado de Malezas (MIM) se basa en un sistema en el cual las malezas se controlan mediante una variedad de métodos, en lugar de depender únicamente de herbicidas. Existen muchos casos de uso continuo del mismo herbici-da que hacen que la maleza desarrolle resistencia. La rot-ación de cultivos también es un componente importante del manejo de malezas. El Manejo Integrado de Plagas (MIP requiere además una variedad de medidas de control y como el algodón es atractivo para muchas plagas de in-sectos, la entomología del algodón es fuerte en la literatura sobre algodón. Las características transgénicas de insec-tos y malezas han requerido un apilamiento de hasta tres genes diferentes para que las características de insectos y malezas combatan la resistencia (se explica más adelante).

Siempre hay desa íos para las industrias agrícolas y el algodón ha tenido su participación durante muchos años, con temas como la mano de obra, los requisitos de agua y el uso/contam-inación de los plaguicidas. Un desa ío general es elevar los ren-dimientos en algunos de los sistemas de producción de bajo rendimiento. En todo el mundo existe una gama muy amplia, de 350 a 2500 kg de ibra/ha, en los rendimientos comercia-les. El África francó ila es un ejemplo de bajo rendimiento y si la solución fuera fácil, a estas alturas ya se habrían producido

El Dr. Constable es ex investigador cientí i-co principal de CSIRO Food and Agriculture, Australia. Fue director en CSIRO, Australia. Se le considera líder en la investigación del algodón en Australia y el mundo. En 2003, la in luyente revista de negocios australi-ana Bulletin, nombró al Dr. Constable como “el cientí ico más inteligente de Australia”. Algunos de los otros premios del Dr. Constable incluyen: Medalla del Presidente de CSIRO en 2011; Premio a la Investigación Excepcional en Fisiología del Algodón en las Conferencias de Algodón de Beltwide de EE. UU. en 2008; Premio ATSE Clunies Ross en 2006; Investigador del año de la Asociación Australiana de Investigación de Productores de Algodón 2006; Premio del


mejoras. Se requiere un esfuerzo concertado que debe involu-crar asuntos socioeconómicos, así como el desarrollo de siste-mas de cultivo económicamente productivos.

Nuevas tecnologías de producción que pueden romper las barreras de rendimiento Hemos estimado que el rendimiento teórico del algodón es de alrededor de 5050 kg de ibra/ha (Constable y Bange, 2015). Es poco probable que esa cifra se logre a gran escala en la práctica comercial porque es raro tener condiciones perfectas durante toda la temporada. Sin embargo, los extremos de los rendimientos comerciales en todo el mundo son considerable-mente diferentes: desde <400 kg de ibra/ha hasta > 2500 kg de ibra/ha. Las limitaciones a la producción también varían. Liu et al (2013) publicaron datos de un estudio de 30 años que comparaba nuevos cultivares australianos criados localmente con patrones más antiguos. Los datos involucraron múltiples sitios cada temporada, que cubren una variedad de entornos. se encontró que existe una fuerte interacción entre Genotipo (G), Ambiente (A) y Manejo (M). La ganancia del rendimiento para los nuevos cultivares de 1995 a 2009 fue de 18,3 kg de ibra/ha/año. Los cultivares recientes también han aumenta-

do la estabilidad en todos los ambientes. El aumento general de rendimiento se atribuyó a la genética (G) (48%), el manejo (M) (28%) y GxM (24%). La magnitud de GxM di irió entre los ambientes de producción (GxAxM). La lección de este estudio fue que el manejo moderno era necesario para lograr el mejor rendimiento de los nuevos cultivares. La interacción y la composición entre estreses es importante para determinar el rendimiento: el estrés ocasional durante la temporada puede reducir el rendimiento más de lo esperado. Por ejemplo, un día de estrés hídrico puede reducir los ren-dimientos hasta en 15 kg/ha. Con tres estreses en un día en dif-erentes momentos de la temporada, la pérdida de rendimiento es de 65 kg/ha, mucho más de 3x15 kg/ ha. Por tanto, en siste-mas de secano con escasas precipitaciones, el rendimiento puede ser muy bajo. El concepto del Manejo Integrado de Cultivos (MIC) destaca la necesidad de asegurar que se cubran todos los aspectos nece-sarios. Los sistemas MIP, MIE e MIM se han tratado anterior-mente, pero otros dos elementos importantes de la producción son el Manejo Integrado del Suelo (MIS) y el Manejo Integrado de la Calidad (IQM). El MIS garantiza que la salud del suelo y las prácticas de preparación del suelo y el semillero, las tasas y la aplicación de fertilizantes se aborden meses antes de sembrar la cosecha de algodón. El barbecho, la rotación de cultivos y la labranza adecuada son elementos esenciales del MIS. El MIC se centra en asegurar la entrega de la mejor calidad de ibra. Esto incluirá el momento de la defoliación (si es necesario) y la co-secha para garantizar una ibra limpia y madura durante todo el proceso de desmotado (el productor y el desmotador deben comprender las limitaciones del otro). El MIC no es necesari-amente novedoso, pero la integración de las prácticas es vital.

Avances prometedores de la ciencia de Selección Genética de Plantas, la Genética, la Genómica y los Transgénicos Un desarrollo reciente es la producción de genomas de ref-erencia de algodón de alta calidad (para G hirsutum y G bar-badense). Esto ha abierto muchas opciones nuevas para la genética, la genómica funcional y la identi icación de genes mutantes en el algodón. En su mayoría, esto aún se usa estrict-amente para aplicaciones académicas, pero un posible punto de in lexión es la rápida reducción en el costo de secuencia-ción del genoma; existen nuevos protocolos que podrían redu-cir el precio de la secuenciación a 100 dólares. Esto permitiría secuenciar plantas individuales en un programa de selección genética, por ejemplo, y la capacidad de aplicar la selección genómica a problemas reales de selección genética. Aún no se ha demostrado si será mejor que la selección fenotípica tradi-cional, pero debe usarse para agregar valor. El desarrollo de la automatización y los robots para muestrear el ADN de miles de semillas individuales acelera la genotipi icación.

El algodón transgénico con resistencia a insectos y herbicidas se ha utilizado comercialmente durante 25 años. El valor del algodón Bt, por ejemplo, depende de la gravedad de las pla-gas de lepidópteros. En Australia, una vez que estuvieron di-sponibles dos y tres apilamientos de genes Bt, hubo un buen control de Helicoverpa sp., la plaga más dañina.

El número de aspersiones de insecticidas se redujo en un 90%. Se había establecido un protocolo de MIR muy agresivo cuan-do se lanzó por primera vez en 1996. Las características resis-tentes a herbicidas tienen menos valor en Australia, por lo que ha disminuido el uso de herbicidas residuales que proporcio-na importantes bene icios ambientales. Otros objetivos dese-ables, como la tolerancia al estrés, la mejora del rendimiento y otros, tienden a no haber funcionado porque las interacciones entre los genes y las vías no se comprenden bien para diseñar-los. Muchas características posibles tienen patentes en manos de grandes empresas.

¿Cómo puede el algodón combatir el cam-bio climático? El cambio climático (especialmente el calentamiento) y la vari-abilidad climática (especialmente las lluvias) son los princi-pales problemas mundiales que deben abordar los producto-res de algodón. Las opciones de manejo son: • evitar el problema cambiando el tiempo de siembra o

mudándose a otro lugar• tolerar las condiciones mediante la selección genética para

la tolerancia al calor y la e iciencia en el uso de agua/toler-ancia al estrés hídrico, o

• aplicar sistemas mejorados de agronomía. Deben cesar los sistemas antieconómicos. El público en gener-al espera sistemas de producción con emisiones reducidas de gases de efecto invernadero.


Función de la electrónica, las tecnologías de comunicación, los modelos y las aplicaciones Con Internet y los dispositivos portátiles, es posible tener apli-caciones integrales para muchos aspectos relacionados con el manejo de los cultivos de algodón. Es posible identi icar con precisión las malezas, las plagas y las enfermedades y los pronósticos meteorológicos. Se pueden utilizar modelos para optimizar la programación del riego, los requisitos de fertili-zantes y el rendimiento.

Consejos para jóvenes científi cos algo-doneros: cómo prepararse para los de-safíos de 2030 Investigar diferentes aspectos de la producción de algodón; la selección genética y el procesamiento son muy interesantes y

grati icantes. Los cientí icos jóvenes necesitan aprender, y tal vez especializarse, pero es fundamental que comprendan el sistema en un nivel por encima y por debajo del área elegida de especialización.

Un seleccionador, por ejemplo, debe tener conocimiento de las herramientas moleculares y genómicas y también del siste-ma objetivo de producción de agronomía. Esto asegura una valoración de las brechas de investigación y la colaboración con otros cientí icos en todo el espectro de la investigación.

Referencias:Liu et al (2013) Field Crop Res. 148, 49-60.vvConstable and Bange (2015) Field Crop Res. 186, 98-106.


- Recursos Fitogenéticos, Crop Science Society of America en 2000; Agrónomo del Año - Capítulo de Mississippi, Sociedad Americana de Agronomía en 1997; Premio de Investigación en Genética del Algodón - Consejo Nacional del Algodón de América en 1990 y Hombres Jóvenes Destacados de América en 1979.


Dr. Jack C. McCarty Jr., EE. UU.


Los tres grandes desafíos para el sector algodonero en la próxima década 1. Probablemente, el mayor desa ío es que la industria del al-

godón siga siendo una empresa rentable, particularmente a nivel de explotación. Esto requerirá una cuidadosa plan-i icación y manejo del costo de los insumos, muchos de los cuales son dictados por los proveedores. Todos los costos de los insumos, como equipos, semillas, fertilizantes, riego, plaguicidas, tierras, mano de obra y otros, deben evaluarse, y será necesario obtener e iciencias en todas las áreas. Las nuevas tecnologías, como la siembra de precisión, los siste-mas mejorados de riego, la fertilización sitio especí ica y el manejo de plagas, deberían mejorar las e iciencias; sin embargo, probablemente tendrán un costo. Para compen-sar esos costos, se deberán incrementar los rendimientos, así como el precio de la semilla y la ibra. Es necesario que crezca la demanda de semillas con características de valor agregado y la ibra por parte de la industria textil. Se debe educar a los consumidores sobre los bene icios de utilizar textiles y productos de algodon de semillas que se produ-cen de un recurso renovable sostenible. El tema principal para la industria del algodón durante el próximo decenio será la capacidad de todos los sectores para seguir siendo rentables.

2. La capacidad de la producción de algodón para adaptarse

a un entorno cambiante presentará desa íos. Actualmente, el algodón se cultiva en una amplia gama de climas en todo el mundo; sin embargo, parece haber mayores extremos en los patrones climáticos. Muchas partes del mundo se en-frentan a la escasez de agua, no solo para la producción de cultivos sino para el consumo humano. Los esfuerzos de investigación se deben incrementar y expandir para abordar este desa ío en las décadas venideras y futuras.

3. La protección de los recursos de nuestro suelo para las gen-eraciones futuras es un desa ío continuo. Se debe abordar el agotamiento de los nutrientes del suelo sin fertilización suplementaria, la erosión hídrica y eólica, la compactación debido al uso de equipo pesado, la reducción de la materia orgánica del suelo, la acumulación de sales y el deterioro general de la salud del suelo. Se deben incrementar los es-fuerzos de investigación y educación para mantener y me-jorar este recurso vital para la futura producción agrícola sostenible.

Nuevas tecnologías de producción que pueden romper las barreras de rendimiento Las barreras de rendimiento se romperán mediante la adop-ción de varias tecnologías nuevas, cada una de las cuales gen-era un pequeño aumento incremental en el rendimiento. Las

El Dr. McCarty trabaja para el Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de EE. UU. Actualmente, es pro-fesor adjunto en la Universidad Estatal de Mississippi, Mississippi, EE. UU. Ha publicado 163 manuscritos revisados por pares y 102 artículos no revisados por pares. La inves-tigación innovadora del Dr. McCarty desar-rolló más de 500 líneas de germoplasma. Fue galardonado como Investigador Cientí ico Senior del Año, Departamento de Agricultura de EE. UU. en 2014; Premio al Logro de los Antiguos Alumnos, Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida, Universidad Estatal de Mississippi en 2012; Artículo Excepcional


tecnologías como la siembra de precisión, el manejo de la fer-tilización sitio especí ica, el control de malezas, nematodos e insectos deberían mejorar la producción de cultivos. Las nuevas tecnologías para detectar el estrés hídrico, junto con el uso de sistemas de riego de precisión, deberían mejorar la e iciencia de la planta y la producción general. El desarrollo de tecnologías para detectar la calidad de las semillas con una alta germinación y un rápido crecimiento ayudará a establecer una base óptima y saludable para mejores rendimientos.

Avances prometedores recientes en la ciencia de la Genómica, la Genética y la Selección Genética de plantas Desde un punto de vista de selección genética, la asociación de los QTL con características importantes y el desarrollo de marcadores moleculares han reducido en gran medida el ti-empo para desarrollar germoplasma y cultivares élite. El uso de la selección asistida por marcadores se expandirá en gran medida durante la próxima década a medida que las etiquetas moleculares se asocian con características cada vez más útiles. La tecnología de edición de genes se extenderá a medida que identi icamos las funciones de los genes.

Contribución de la investigación genómi-ca para mejorar el rendimiento y la calidad de la fi bra El rendimiento y la calidad de la ibra están controlados por múltiples genes; por lo tanto, muchos QTL estarán involucra-dos en la mejora de estas características. La Genómica ayudará a identi icar posibles puntos calientes donde se encuentran los genes. Con el desarrollo de un nuevo software informático a través de la contribución de la inteligencia arti icial (IA), las in-vestigaciones podrán analizar los genomas y los datos genómi-cos de forma más rápida y e iciente. Esto permitirá la mejora especí ica de importantes características de rendimiento y calidad.

¿Cómo puede el algodón combatir el cam-bio climático? Una cantidad considerable de diversidad genética está pre-sente en la multitud de cultivares que crecen en climas más cálidos en todo el mundo. Además, las colecciones de germo-plasma albergan miles de accesiones que contienen una am-plia gama de diversidad de características que permitirán la adaptación del algodón.

Los investigadores deben identi icar las características que brindan plasticidad al estrés por calor, frío y sequía. Es nece-sario identi icar o desarrollar una e iciencia fotosintética me-jorada en condiciones de crecimiento adversas. Se necesitarán programas sólidos de selección genética para abordar este desa ío. Un enfoque alternativo a considerar puede ser el de-sarrollo de cultivares de temporada corta que tengan menos exposición a un ambiente hostil.

Nuevas tecnologías para combatir plagas de insectos, malezas y enfermedades El uso de drones y otras tecnologías de teledetección para la detección temprana y precisa de problemas de plagas y estrés de las plantas con la ayuda de la IA será útil para consultores y productores; el uso de tecnologías de aspersión de precisión cuando y donde sea necesario; el uso de robots para contro-lar o eliminar del campo las malezas problemáticas o resis-tentes; el desarrollo de tecnologías que activarían los genes de defensa de las plantas cuando son atacadas por insectos y enfermedades.

Tecnologías transgénicas del algodón y el camino a seguir Las tecnologías transgénicas actuales han proporcionado un bene icio a los productores de algodón en el control de insec-tos y malezas. Su uso ha reducido la cantidad de plaguicidas que se utilizan para el control de insectos, lo que ha bene i-ciado al medioambiente. Los métodos mejorados de regener-ación de plantas y la colocación precisa del gen extraño en el genoma de la planta bene iciarían a esta tecnología. Incluso después de 25 años de uso, muchos consumidores siguen preocupados por la seguridad de esta tecnología. El desarrollo de nuevas tecnologías que proporcionen una contención e icaz de los transgenes debería ayudar a aliviar los temores de los consumidores. Se necesitará investigación y educación contin-uas para que las tecnologías transgénicas sigan siendo parte de las opciones necesarias disponibles para que los producto-res de algodón controlen insectos, enfermedades, nematodos y malezas.

Función de la Robótica, la Electrónica y las Tecnologías de Comunicación para el Algodón Los robots se han utilizado en la industria textil en el procesa-miento de ibras en bruto en productos textiles durante varios años. Su uso aumentará y se expandirá a las desmotadoras de algodón y las instalaciones de manejo de semillas. La electróni-ca está presente en todos los sectores de la industria del al-godón, desde sensores hasta monitores, códigos de barras para la conservación de identidades, desde el procesamiento hasta la comercialización, hasta el consumidor. Las comunicaciones por teléfono celular e Internet seguirán desempeñando una función fundamental en la producción y la comercialización del algodón. El uso de teléfonos celulares para transferir fo-togra ías digitales desde el campo de algodón por parte de pro-ductores y consultores ha mejorado en gran medida el tiempo de diagnóstico de problemas de insectos, malezas y enferme-dades por parte de especialistas ubicados a cientos de millas del campo. El rápido aumento de la información disponible instantáneamente en los dispositivos portátiles continuará ex-pandiéndose durante la próxima década. El desa ío será cómo manejar, analizar y utilizar esta información en bene icio de todos los sectores de la industria del algodón.


Cualquier otra innovación nove-dosa y emocionante y tecnologías revolucionariasCon la rápida expansión de las tecnologías electrónicas en to-das las facetas de nuestro mundo cotidiano, podemos esperar el desarrollo y despliegue de tecnologías aún no imaginadas que afectarán al algodón en las próximas décadas.

Consejos para jóvenes científi cos algo-doneros – cómo prepararse para los de-safíos de 2030Una buena educación proporcionará la base que será vital para el éxito. La sobrecarga de información continuará y los

cientí icos deben permanecer enfocados en identi icar prob-lemas y desarrollar soluciones para todos los sectores de la industria del algodón.

Los cientí icos jóvenes deben buscar mentores y desarrollar relaciones que puedan brindarles orientación que les ayude a desarrollar su carrera.

Su colaboración con otros investigadores del algodón aumen-tará la e iciencia en la resolución de problemas que requieren un enfoque multidisciplinario.

Las nuevas tecnologías seguirán evolucionando a un ritmo rápido y los cientí icos jóvenes deberán desarrollar estrategias para evaluar sus bene icios e impacto económico. La capacidad de ser un comunicador e icaz (oral y escrito) será de suma im-portancia para el desarrollo y el éxito profesional.


Genética del Departamento de Agricultura de EE. UU. y miembro del Comité Organizador Internacional de la Conferencia Mundial so-bre la Investigación Algodonera-6 (WCRC-6) y el Comité de Cultivos GM de la Academia Nacional de Ciencias. Ha recibido dos vec-es el premio a la Investigación Genética del Algodón y recientemente se convirtió en miembro de la Crop Science Society of America. Recibió el Premio a la Biotecnología del Algodón 2018 en la Conferencia sobre Genoma Animal y Vegetal celebrada en San Diego, California. El Dr. Stelly es miembro de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia y recibió el Premio a la Trayectoria (Lifetime Achievement Award) de la Universidad de Ciencias Agrícolas en Dharwad, India.


Dr. David M Stelly, EE. UU.


Los tres grandes retos para el sector algo-donero en la próxima década Elevar las preferencias por los productos textiles ricos en al-godón que bene ician al consumidor y a la sociedad, incluidos:

Algodón frente a alternativas a base de petróleo y otras sintéticas

ᵅ Comodidad; ‘respirabilidad’; mejor higiene ᵅ Renovable a diferencia de las ibras basadas en com-

bustibles fósiles; el algodón captura en lugar de liber-ar carbono

ᵅ Ayuda a millones de productores en lugar de a ejecuti-vos de unas cuantas empresas de productos químicos.

ᵅ Reduce la contaminación del océano y el agua dulce por ibras textiles sintéticas prácticamente no degradables

ᵅ Mejoras de sostenibilidad 1. Rendimiento económico para los productores

ᵅ Opciones rentables de semillas ᵅ Diferencial maximizado entre los insumos de costos y

los ingresos de los productos, con opciones para dif-erentes niveles de inversión en producción y super-visión detallada

ᵅ Con iabilidad del rendimiento, la calidad ( ibra y se-milla) y la capacidad de comercializar productos

1. Las mejoras hereditarias se encuentran entre los medi-os más rentables de la mejora de los cultivos ya que son fáciles de distribuir ampliamente y se acumulan en gran medida a lo largo del tiempo. Entre las áreas de enfoque que aparentemente conducen a nuevos bene icios:

ᵅ Mejora el sistema radicular (necesita un enfoque importante)

ᵅ Soluciones genéticas que permiten a los productores utilizar menos protectores químicos y más seguros contra plagas, patógenos y malezas

ᵅ Longitud, características de calidad y uniformidad de la ibra

ᵅ Factores de calidad de semillas y aceites como semi-llas oleaginosas y alimentos para animales, así como posibles alimentos para humanos

Tecnologías de producción para romper las barreras de rendimiento

ᵅ Adaptar, adoptar y utilizar con destreza los sistemas integrados de vigilancia terrestre, satelital y UAS (sistema aéreo no tripulado) para ayudar en las de-cisiones guiadas por GPS relacionadas con la produc-ción (riego; plagas; patógenos; malezas; etapas de cre-cimiento; variabilidad/modi icación del campo)

ᵅ Sistemas de robot GPS con alimentación solar para zo-nas de producción limitadas a los trabajadores, para

El Dr. Stelly es profesor del Departamento de Ciencias del Suelo y los Cultivos en la Universidad de Texas A&M y Texas A&M AgriLife Research. El Dr. Stelly es un genetis-ta y seleccionador de algodón de renombre mundial. Tiene más de 40 años de experi-encia en la selección genética con cultivos diploides y poliploides como papa, tomate, soya, maíz, coníferas, sorgo y algodón. Su investigación también incluye introgresión de germoplasma, biología reproductiva y ci-tología, citogenética, genética y genómica. El Dr. Stelly se desempeñó como presidente de la Iniciativa Internacional del Genoma del Algodón, es ex presidente de la Asociación Nacional de Seleccionadores Vegetales (NAPB), revisor externo del programa de me-jora de Recursos Fitogenéticos, Genómica y


ayudar con el monitoreo de campo y el deshierbe, especialmente en las etapas iniciales de crecimiento. Esto podría ser más importante aún si los problemas de salud o de otro tipo limitan gravemente la dis-ponibilidad de los trabajadores migrantes, o a medida que las malezas se adaptan a los herbicidas.

ᵅ Teléfonos inteligentes para brindar información y consultas pertinentes sobre producción y comercial-ización a pequeños productores remotos en países con una infraestructura educativa de iciente o desigual

Avances prometedores recientes en la ciencia de la genómica, genética y selec-ción genética de plantas

ᵅ Aumento rápido de los recursos genómicos públicos (tipos y volúmenes de datos y herramientas)

ᵅ Las ‘Herramientas’ para utilizar recursos continuarán evolucionando rápidamente

ᵅ El costo del uso de herramientas genómicas seguirá disminuyendo, pero parece probable que se vea com-pensado con creces durante un tiempo por una re-cesión económica mundial debido a la COVID-19

ᵅ Selección del genoma ᵅ Mayor reconocimiento, nuevas herramientas y méto-

dos para utilizar la epigenética ᵅ Progreso en la manipulación de la recombinación

homóloga ᵅ Ingeniería (Epi)Genética — transformación y edición ᵅ ¿Funciones de dispensomas en las enfermedades fún-

gicas? ¿Podría esto conducir a un mejor control sobre ciertos patógenos? ¿O nuevos hongos como agentes de control de plagas?

Contribución de la investigación genómi-ca para la mejora del rendimiento y la cali-dad de la fi bra Siento que se necesita mucha investigación exploratoria en esta área.

ᵅ ¿Podemos lograr enfoques cientí icamente diseñados para la mejora de la ibra mediante una mejor de in-ición de la ampli icación genética diferencial, las mod-i icaciones epigenéticas, la transcripción, el procesa-miento del ARN y la traducción en células de ibras?

ᵅ ¿Pueden ser útiles los enfoques cisgénicos y a ines de reemplazo o aumento de genes?

ᵅ ¿Hasta qué punto las alteraciones epigenéticas hered-ables afectan las características clave?

ᵅ ¿Podemos caracterizar y comprender la importan-cia relativa de los factores de transcripción en la variación de las características económicas y sus interrelaciones?

¿Cómo puede el algodón combatir el cam-bio climático?

ᵅ Cambiar las zonas y temporadas de producción o vari-ar las super icies y el tiempo de siembra

ᵅ Mejorar genéticamente la resiliencia ᵅ Mejorar las prácticas de producción pertinentes

Nuevas tecnologías para combatir plagas de insectos, malezas y enfermedades

ᵅ Impulsores genéticos ᵅ Feromonas confusas ᵅ Alteración de olores característicos del algodón

Tecnologías transgénicas del algodón y el camino a seguir

ᵅ Los investigadores públicos deben ayudar a la socie-dad proporcionando características que contribuyan al rendimiento económico y la sostenibilidad

ᵅ Necesita más métodos y “herramientas” que no ten-gan la protección IP

ᵅ Seguir mejorando la velocidad de transformación y edición

Función de la robótica, electrónica y las tecnologías de comunicación para el algodón

ᵅ Decisiones de producción mediante el uso de plata-formas de detección integradas (vigilancia terrestre, satelital y UAS integrado)

ᵅ Métodos mejorados para caracterizar los sistemas ra-diculares y sus efectos genéticos, así como el uso de sistemas modelo para acelerar el conocimiento y las mejoras del sistema radicular del algodón, incluidos los sistemas escalables de monitoreo del crecimiento de las raíces, la genómica; los métodos del radar de penetración terrestre.

Otras innovaciones novedosas y emocio-nantes y tecnologías revolucionarias

ᵅ Epigenética — Necesitamos explorar a cabalidad los grados en que la epigenética afecta las características de importancia y cómo podríamos aprovechar ese control para mejorar el algodón

ᵅ Edición génica (secuencia de ADN y estado epigenético)

ᵅ Posiblemente sistemas de impulso genético - si son e icaces y seguros de implementar para controlar pla-gas graves que se reproducen sexualmente


Consejos para jóvenes científi cos algo-doneros: cómo prepararse para los de-safíos del 2030

ᵅ Manténgase alerta y con una amplia visión de la cien-cia. Cambiará mucho en 10 años, probablemente in-cluyendo una o varias innovaciones cientí icas y tec-nológicas fundamentales que pueden afectar su traba-jo.

ᵅ Promover la cooperación cientí ica internacional para mejorar el algodón a nivel mundial, fortalecer sus car-acterísticas de sostenibilidad y reforzar su competi-tividad de referencia en el mercado.

ᵅ Usar nuevas tecnologías para mejorar la comuni-cación, interacción y cooperación con otros. Estas le ayudarán a generar nuevas ideas.


desempeñó como editor asociado o editor invitado de siete revistas, incluidas Scienti ic Reports y Plant Biotechnology Journal. Ha revisado propuestas para más de 40 agen-tes de inanciación, incluidos NSF, US DoE, US USDA y NSFC. El Dr. Zhang fue elegido miembro de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS) en 2018. Ganó el premio al Investigador del Año del CCIA 2018 y al año siguiente ganó el pre-mio al Profesor Distinguido THCAS y el pre-mio al Investigador Académico Altamente Citado. Recientemente, ganó el premio a la Trayectoria de Investigación, el máximo hon-or para los profesores de ECU. Además, ha ga-nado el premio de Biotecnología del Algodón.


Dr. Baohong Zhang, EE. UU.


Los tres grandes desafíos para el sector algodonero en la próxima década Existen muchos desa íos para el sector algodonero en la próx-ima década, pero pienso que los tres más grandes serán: 1. Cómo producir su iciente ibra para satisfacer la demanda

de consumo ᵅ El consumo mundial de algodón aumentará luida-

mente, pero el incremento de la producción de al-godón es mucho más lento y podría incluso disminuir a medida que más productores se cambien a otros cultivos.

ᵅ Las plagas y enfermedades pueden ser un gran prob-lema que tendrá que enfrentar el algodón. Aunque el algodón transgénico Bt ha resuelto muchos prob-lemas en el control de ciertas plagas, esas plagas po-drían generar resistencia al algodón Bt y otras plagas podrían convertirse en la plaga dominante en el cam-po del algodón. Los patógenos pueden producir nue-vas enfermedades en el campo del algodón

ᵅ El algodón se enfrentará a una presión más competiti-va de materiales nuevos y viejos, incluido el poliéster.

2. Nuevas tecnologías de producción que pueden romper las barreras de rendimientoLas tecnologías transgénicas y de edición del genoma se

convertirán en herramientas importantes en la selección genética precisa de algodón para aumentar el rendimien-to, la calidad y la resistencia del algodón a varios estreses ambientales, incluidas las plagas y patógenos emergentes. La aplicación de la inteligencia arti icial (IA) en la produc-ción de algodón y el mercado también puede romper las barreras de rendimiento del algodón.

3. Avances prometedores recientes en la ciencia de la Genómica, la Genética y la Selección Genética de plantasLos proyectos de investigación de secuenciación del ge-noma del algodón recientemente completados y en curso abren una nueva era para el estudio de la función genética, así como la selección genética precisa del algodón. En los próximos 10 años, la mayoría de los estudios genéticos en el algodón cambiarán al funcionamiento génico para me-jorar nuestro conocimiento de la selección genética preci-sa en el algodón.

Contribución de la investigación genómi-ca para mejorar el rendimiento y la calidad de la fi bra En los próximos 10 años, la selección genética tradicional del algodón se integrará con la selección molecular moderna, in-cluida la selección genética transgénica y basada en la edición del genoma. La investigación genómica contribuirá mucho más

El Dr. Baohong Zhang trabaja actualmente como profesor distinguido en la Universidad del Este de Carolina (ECU, EE. UU.). El Dr. Zhang se graduó de la Universidad Agrícola de China. Después de recibir su licenciatu-ra, trabajó con la biotecnología del algodón en la Academia China de Ciencias Agrícolas y recibió su doctorado de la Universidad Texas Tech en 2006. El Dr. Zhang es autor de más de 200 publicaciones con más de 13.000 citas; muchas de ellas se enumeran como artículos altamente citados por la Web of Sciences (su índice h es 53). El Dr. Zhang revisaba manuscritos de muchas revistas internacionales frecuentemente, incluidas Nature y Nature Biotechnology. Además, se


que nunca a la mejora del algodón. A medida que se secuen-cian más genomas de algodón, se identi ican y caracterizan los genes y su participación en las redes de genes que controlan el rendimiento y la calidad del algodón, así como las respuestas al estrés biótico y abiótico.

Estos genes y/o redes de genes pronto se convertirán en ob-jetivos de la edición transgénica y genómica para la selección genética de nuevos cultivares de algodón para mejorar el ren-dimiento y la calidad de la ibra.

¿Cómo puede el algodón combatir el cam-bio climático? El cambio climático es un problema mundial que amenaza a todas las especies de plantas y a toda nuestra sociedad. Para enfrentar el cambio climático, la selección genética del al-godón puede desempeñar funciones más importantes, inclui-dos los nuevos cultivares de algodón con tolerancia a las altas temperaturas (para el verano), las bajas temperaturas (para la siembra temprana) y la sequía (para el ahorro de agua).

Nuevas tecnologías para combatir plagas de insectos, malezas y enfermedades La edición transgénica y genómica desempeñarán una función muy importante en la selección genética de nuevos cultivares de algodón que puedan combatir plagas, malezas y enferme-dades. Se utilizará la tecnología de inteligencia arti icial (IA) para monitorear y manejar plagas, malezas y enfermedades.

Tecnologías transgénicas de algodón y el camino a seguir Las tecnologías transgénicas del algodón, incluidas las tec-nologías avanzadas de edición del genoma, desempeñarán una función cada vez más importante en la selección genética del algodón, incluida la mejora de la calidad de la ibra del algodón y la lucha contra el estrés ambiental.Sin embargo, existen algunos problemas que deben abordarse:• Una nueva estrategia es necesaria para obtener plantas

transgénicas y de edición genómica que proporcionen

una gama más amplia de genotipos de algodón; esto se puede lograr mejorando los métodos de transformación actuales o desarrollando enfoques completamente nuevos para obtener plantas transgénicas.

• Nuevos genes para el rendimiento, la calidad y la toleran-cia del algodón; esto se podría descubrir en el propio ge-noma del algodón (especie silvestre) o en otros recursos.

• Diversidad de transgenes, que podría ser una esfera de interés para los cientí icos. Con la rápida adopción del al-godón transgénico, se podría disminuir la diversidad de cultivares de algodón, lo cual generaría nuevos riesgos para los sistemas de producción de algodón.

Función de la robótica, la electrónica y las tecnologías de comunicación para el algodónEs cierto que las tecnologías robóticas, electrónicas y de comu-nicaciones tendrán más aplicaciones en la producción, recolec-ción, manejo y comercialización del algodón.

Otras innovaciones novedosas y emocio-nantes y tecnologías revolucionarias La inteligencia arti icial (IA) y la agricultura digital desem-peñarán una función más importante en la producción y los mercados del algodón.

Consejo para jóvenes científi cos algo-doneros: Cómo prepararse para los de-safíos de 2030 Los próximos 10 años serán una década prometedora y desa-iante para los cientí icos del algodón con tecnologías en rápi-

do desarrollo, por lo que los jóvenes cientí icos algodoneros tienen que adaptarse rápidamente -y hasta desarrollar sus propias tecnologías para uso en la investigación y el desarrol-lo del algodón. Durante los próximos 10 años, la colaboración interdisciplinaria e internacional es de vital importancia, por lo que los cientí icos jóvenes deben dominar el conocimiento y los principios de su propio campo, pero también de los cam-pos estrechamente relacionados, especialmente aquellos que se encuentran en países diferentes.


paradigma en la genómica del algodón que revoluciona el mejoramiento genético de las plantas de algodón a través de una mejor ex-plotación de la variación genética que de otro modo estaría enterrada en el germoplasma de Gossypium. Su descubrimiento de islas ricas en genes y funciones subgenómicas en el algodón americano (upland) proporciona información crítica para aplicaciones genéti-cas. Su desarrollo de nuevos conceptos y metodologías para estandarizar la caracter-ización del germoplasma de Gossypium hace posible que los investigadores del algodón de todo el mundo colaboren, se relacionen y utilicen datos de la diversidad genética entre las colecciones de germoplasma de algodón.

El Dr. Yu se desempeñó como presidente de la Iniciativa Internacional del Genoma del Algodón (ICGI) en 2005 y 2015. Ha recibido varios premios nacionales e internacionales y publicado más de 100 artículos revisados por pares, con más de 9.000 citas. El Dr. Yu también ha dado más de 60 presentaciones a la comunidad cientí ica mundial.


Dr. John Zhihong Yu, EE. UU.


Los tres grandes desafíos para el sector al-godonero en la próxima década El sector algodonero mundial enfrentará muchos desa íos en la próxima década. Entre los más importantes se encuentran el cambio climático, las barreras comerciales y el poliéster (un producto de petróleo no renovable). Los desa íos adicionales para el sector del algodón incluyen la recurrencia de una pan-demia emergente o un desastre natural y la falta actual de un instituto internacional de investigación del algodón como los establecidos para los cultivos alimentarios.

Nuevas tecnologías de producción que pueden romper las barreras de rendimientoEl rendimiento del algodón se ha estancado, pero sus barre-ras potenciales pueden romperse mediante la ampliación de la base genética de los cultivares con alelos favorables y la ex-plotación de la heterosis en el algodón híbrido deseable. El li-bre intercambio y utilización del germoplasma de algodón es esencial para que los genetistas de algodón amplíen la base

genética de los algodones cultivados. El sistema ideal de mane-jo del cultivo debe diseñarse y aplicarse en cada entorno de producción.

Avances recientes prometedores en la ciencia de la Genómica, Genética y Selección Genética de plantas Desde que se secuenció una especie diploide silvestre, Gossypium raimondii, por primera vez en 2012, se han se-cuenciado más de una docena de especies de Gossypium, in-cluidas todas las especies de algodón cultivadas y todas las especies de algodón tetraploide. Estos avances proporcionan conocimientos fundamentales y recursos genómicos para la selección molecular del algodón. La selección molecular puede empoderar a los productores de algodón con un medio e ici-ente para mejorar el rendimiento y la calidad de la ibra, - pero solo si se desarrolla una asociación precisa entre marcadores y características. Actualmente, la comunidad mundial de investi-gación del algodón está en condiciones de iniciar una era pos-terior a la genómica en la cual esos avances pronto volverán a centrar la atención en las características funcionales de la

El Dr. John Zhihong Yu es un genetista in-vestigador del Departamento de Agricultura -Servicio de Investigación Agrícola de EE. UU. (USDA-ARS) en College Station, Texas. Ha es-tado trabajando con el USDA-ARS desde 1995

y obtuvo su doctorado en genómica vegetal y genética molecular en la Universidad de Cornell. Ha demostrado una excelente dedi-cación, con 36 años de experiencia profesion-al, y recibió un reconocimiento importante como autoridad internacional en genómica del algodón para el desarrollo de recursos genéticos que cientí icos de todo el mundo están utilizando actualmente. Hizo impor-tantes contribuciones a la genómica y el ger-moplasma de algodón, incluido el mapeo y secuenciación del genoma, la caracterización de los acervos de genes y la identi icación de los QTL para la selección genética molecu-lar. El Dr. Yu desarrolló los primeros mapas integrados genéticos, ísicos y de transcrip-ción del mundo de cromosomas de algodón tetraploide cultivado con clones grandes de ADN de inserción, marcadores moleculares y genes EST; y mapas genéticos de algodón de alta densidad de marcadores portátiles SSR y SNP. El Dr. Yu dirigió los esfuerzos internacionales para desarrollar y liberar secuencias genómicas para G. arboreum, G. raimondii y G. hirsutum, entre otras especies de algodón. La investigación abre un nuevo


planta de algodón.

Contribución de la investigación genómi-ca para mejorar el rendimiento y la calidad de la fi bra El algodón está compuesto por muchas especies genética-mente complejas y experimentalmente di íciles de abordar. En la especie tetraploide más cultivada, Gossypium hirsutum, aproximadamente la mitad de los 77.000 genes que codi ican proteínas contribuyen directa o indirectamente al desarrollo y el crecimiento de la ibra de algodón americano (upland). A menudo, estos genes se organizan como grupos o islas en el genoma del algodón y funcionan a través de redes o vías géni-cas en el inicio, alargamiento y biosíntesis de la pared celular secundaria de la ibra de algodón. Se desarrollan muchos mar-cadores de ADN asociados con el rendimiento de la ibra y las características de calidad y se están utilizando para guiar los esfuerzos de selección genética del algodón para mejorar el rendimiento y la calidad de la ibra.

¿Cómo puede el algodón combatir el cam-bio climático? El cambio climático ocasiona un profundo estrés ambiental a una planta de algodón en desarrollo. Además de implementar las mejores prácticas de manejo para el cultivo de algodón, es esencial la selección genética para un algodón más tolerante al estrés abiótico.

En el género Gossypium, muchas especies silvestres probable-mente contienen elementos genéticos no descubiertos para la tolerancia a la sequía, el calor y otros estreses ambientales. La explotación del germoplasma de Gossypium en busca de ele-mentos genéticos deseables es necesaria para desarrollar cul-tivares de algodón que puedan adaptarse y funcionar bien en entornos indeseables debido al cambio climático.

Nuevas tecnologías para combatir plagas de insectos, malezas y enfermedades Para minimizar la cantidad de aspersión química que de otro modo contaminaría el medioambiente y aumentaría los costos de producción, se puede lograr la identi icación e incorporación de genes de resistencia en cultivares de algodón élite mediante la selección transgénica o la selección asistida por marcadores.

Si bien la estrategia transgénica generalmente se aprovecha de los genes principales, se está diseñando un enfoque asistido por marcadores para una variedad de resistencia monogénica a poligénica. Los avances en la genómica del algodón brindan la oportunidad de incorporar esa nueva resistencia a las plagas de insectos, malezas y enfermedades.

Tecnologías transgénicas del algodón y el camino a seguir Las tecnologías transgénicas del algodón son herramientas poderosas para la mejora del algodón. Se han logrado avanc-es, desde la incorporación de genes únicos a genes múltiples en genomas que posteriormente se retrocruzan en un cultivo de algodón élite. Los futuros avances transgénicos pueden ser posibles con el conocimiento y las herramientas genómicas del algodón, si la ubicación ísica y la función especí ica de los transgenes del algodón se pueden determinar con precisión.

Función de la robótica, la electrónica y las tecnologías de comunicación para el algodónEn la próxima década, aumentará el uso de la robótica para fenotipar características en el campo algodonero, así como el uso de computadoras portátiles electrónicas para registrar y monitorear la producción de algodón. Las tecnologías de co-municación y bases de datos contemporáneas hacen que el intercambio de información sea más rápido y e iciente, lo que se traducirá en una mayor productividad del algodón. Los pro-ductores de algodón tendrán más apoyo a medida que esté di-sponible en línea.

Otras innovaciones novedosas y emocio-nantes y tecnologías revolucionarias Actualmente, la tecnología de edición de genes es la nueva innovación más emocionante que tiene el potencial de crear una variación genética deseable para mejorar el algodón. Esta tecnología se está aplicando en el algodón y las secuencias genómicas, incluidas las anotaciones de genes, se liberan al público. La eliminación (knocking out) o edición de genes en la misma especie no se considera transgénica, lo que simpli ica la mejora y producción de cultivares modi icados de algodón.

Consejo para jóvenes científi cos algo-doneros: cómo prepararse para los de-safíos de 2030En la historia de la humanidad, los desa íos a menudo resul-tan ser un bene icio encubierto. Siempre que un problema desa iante se identi ique claramente y se comprenda bien, los cientí icos deberían poder desarrollar una tecnología de van-guardia para abordarlo. Muchos grandes desa íos en la próxi-ma década requerirán una investigación colaborativa a través de múltiples disciplinas. Debemos visualizar todo el panorama mientras buscamos las soluciones a nuestros problemas. La persistencia en la investigación, la colaboración y la coordi-nación prevalecerá a medida que el sector del algodón se en-frente a nuevos desa íos y oportunidades durante la próxima década.


de varios alimentos destacados, ibra y pas-tizales nativos y cultivos forrajeros de impor-tancia mundial, algodón, soya, arroz, maíz, sorgo, pimientos, batata, pasto varilla, pasto Bahía; teledetección y isiología del estrés; y aplicaciones de modelos de cultivos. Además de sus obligaciones de investigación, desar-rolló un curso inal a nivel de posgrado, “ i-siología vegetal ambiental”, que interconecta la investigación, la enseñanza y el aprendiza-je basado en el trabajo de investigación que realizó utilizando instalaciones de última generación con cámaras de crecimiento de plantas iluminadas por el sol en el estado de Mississippi. El Dr. Reddy ha recibido varios reconocimientos y premios: Miembro de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia, el premio de la Sociedad de Ciencias de los Cultivos de America y de la Sociedad Americana de Agronomía; el pre-mio Ralph E. Powe, el más alto honor de investigación en la Universidad Estatal de Mississippi; y el Premio a la Investigación Destacada en Fisiología del Algodón, presen-tado por el Consejo Nacional del Algodón de América.


Raja Reddy, EE. UU.

Investigador del año del CCIA 2020

¿Cómo puede el algodón combatir el cam-bio climático? Como el algodón se cultiva en una amplia gama de condiciones climáticas, los desa íos y las estrategias son diferentes depen-diendo de las condiciones climáticas. Los cambios proyectados en el clima, incluido el dióxido de carbono, in luyen profun-damente en el rendimiento y la calidad de la ibra que es el sustento de los productores de algodón. La revisión reciente de Bange et al. (2016) proporcionó un excelente resumen que describe muchos de esos desa íos y oportunidades en un clima cambiante que enfrenta la producción de algodón. En climas templados, son típicas las temperaturas frías al comienzo de la temporada y a veces el anegamiento y, por lo tanto, es necesario desarrollar cultivares tolerantes al frío y al anegamiento, centrándonos en el vigor de temporada tempra-na La evaluación sistemática del germoplasma para determinar el vigor de temporada temprana a través de varias plataformas fenotípicas bene iciará a la industria. La sequía de temporada temprana y otros tipos de estrés también son comunes en los

climas tropicales y subtropicales. Por otro lado, un aumento a escala regional de la nubosidad estacional y el calentamiento de las temperaturas es una amenaza silenciosa no observada para la calidad de los cultivos, incluido el algodón. Las estrate-gias de selección genética del algodón deben enfocarse en me-jorar las características asociadas con la tolerancia al estrés múltiple. Una simple característica amigable para el genetista y un sistema numérico de puntuación de cultivo especí ico al estrés ayudarían a los genetistas o productores de algodón a seleccionar cultivares tolerantes a múltiples estreses abióticos con capacidades de alto rendimiento en el área especializada.El algodón se cultiva en una amplia gama de entornos y, a menudo, sujeto a altas temperaturas y/o poca precipitación durante los períodos de loración y llenado de cápsulas. Estos eventos de estrés extremo incontrolable están producien-do menores rendimientos y ibra de mala calidad. El uso de sistemas de manejo basados en sensores, como los sistemas de riego e icientes, aliviará la sequía y las condiciones de alta temperatura donde el riego esté disponible hasta cierto punto. Por lo tanto, se necesitará desarrollar cultivares tolerantes a la sequía y al calor para combatir de manera sostenible estas tensiones que limitan el rendimiento. Sin embargo, no existe

Mississippi. Es un investigador consumado en el ámbito de las ciencias agrícolas, un mae-stro respetado y un mentor para muchos, así como un líder entre sus compañeros. El Dr. Reddy ha capacitado a más de 35 cientí icos visitantes y 15 de posgrado y 30 estudiantes (15 de doctorado, 11 de maestría, 5 de pre-grado y otros como miembros del comité) de todo el mundo en múltiples áreas, como isiología del estrés de cultivos, cambio

climático, modelado de cultivo, teledetección y seguridad alimentaria mundial. Tiene un historial de publicaciones muy impresion-ante con un alto índice de citas de 11.160. Los intereses de investigación del Dr. Reddy incluyen el impacto del cambio climático antropogénico, la teledetección y las aplica-ciones de modelado de cultivos en el manejo de recursos agrícolas a través del lente de la isiología vegetal ambiental. Tiene más de 32

años de experiencia en investigación en el es-tado de Mississippi y es responsable de y se le atribuyen muchos descubrimientos críti-cos en múltiples facetas de la agricultura. Su investigación abarca el impacto del cambio climático en el algodón y en la isiología de otros cultivos, el crecimiento y el desarrollo

El Dr. K. Raja Reddy es profesor de inves-tigación en el Departamento de Ciencias de Plantas y Suelos de la Universidad Estatal de


una manera fácil de evaluar la tolerancia al estrés entre los cul-tivares de algodón, ya que las etapas de crecimiento afectan las características del nivel del follaje de manera diferente. Por otra parte, la mayoría de las técnicas de fenotipado basadas en la morfo isiología tienen una débil correlación con la toler-ancia reproductiva o el potencial de rendimiento debido a la naturaleza indeterminada del algodón. Medir las característi-cas de la capacidad de germinación del polen es informativo pero tedioso y de bajo rendimiento. Por lo tanto, la integración de tecnologías automatizadas de aprendizaje automático para contar y estimar la viabilidad del polen puede acelerar la selec-ción genética continua de la tolerancia al estrés reproductivo. Otra solución para abordar la tolerancia al estrés reproductivo sería desarrollar biomarcadores como metabolitos o marca-dores hormonales para superar las limitaciones de fenotipado de los estudios genómicos. Se requiere un trabajo en equipo multidisciplinario para desarrollar cultivares de algodón listos para la sequía y tolerantes al calor. Otro aspecto es aumentar las e iciencias del uso de la luz y la carboxilación e incremen-tar el potencial de fotosíntesis. Las estrategias para desarrollar estos cultivares afectarán positivamente la producción de al-godón, especialmente en una región de clima húmedo donde posiblemente la cobertura alta se combina con temperaturas nocturnas más cálidas. Además, el desarrollo de índices de teledetección amigables para el genetista como sustitutos de las temperaturas del follaje y las lores, la composición del pigmento, el contenido de agua y la cobertura del suelo son los requisitos previos para la mejora del algodón en entornos estresantes. Además, los modelos de simulación mecánica que simulan el rendimiento del algodón en rama y la calidad de la ibra ayudarán a muchas decisiones de política en un clima cambi-ante (Reddy et al., 1997; Thorp et al., 2014). Como señalaron Bange et al. (2016), se necesitan enfoques multifacéticos basa-dos en sistemas para ayudar en las políticas y adaptar la pro-ducción de algodón en un clima cambiante. Más importante aún, somos responsables de educar al público en general so-bre el cambio climático y sus implicaciones en los servicios de alimentos, ibras y ecosistemas. Esto conducirá a cambiar las percepciones a nivel de la sociedad dando lugar a políticas in-novadoras y transformadoras.

Innovaciones novedosas emocionantes y tecnologías revolucionarias El desarrollo de aplicaciones basadas en teléfonos inteligen-tes que integren información basada en sensores y GIS en una capacidad de simulación predictiva serán tecnologías revo-lucionarias para los sistemas de producción ricos en recur-sos. Además, las tecnologías transformadoras de fenotipado ayudarán a desarrollar cultivos de algodón resistentes al cli-ma. La creación de una red global de fenotipado y el desarrollo de una biblioteca fenotípica ambiental especí ica contribuirá a optimizar las estrategias de fenotipado del algodón. El de-spliegue de herramientas de recopilación y procesamiento de datos fenotípicos rápidas y automatizadas contribuirán a de-sarrollar donantes tolerantes al estrés múltiple. La creación

de centros transdisciplinarios de excelencia que combinen las tecnologías anteriores y emergentes transformará la industria del algodón en los próximos años. Para obtener un bene icio inmediato, los países con escasos recursos deberían adoptar los sistemas de manejo de los países ricos en recursos que han demostrado elevar los rendimientos. La investigación en bi-ología de sistemas colaborativos públicos y privados ayuda a desarrollar algodón resistente al clima.

Consejos a jóvenes científi cos algodoner-os – Cómo prepararse para los desafíos de 2030Los primeros desa íos que enfrenté durante mi carrera pueden diferir de los desa íos que enfrentan los jóvenes cientí icos en el entorno actual. Sin embargo, esas lecciones aprendidas e implementadas pueden proporcionar conocimientos para los aspirantes a jóvenes cientí icos. Soy un aprendiz y un estudi-ante de toda la vida y un investigador muy práctico. Durante mis estudios de posgrado, tomé isiología vegetal y botánica aplicada como mis áreas temáticas de dominio. Mi trabajo de posgrado se centró en el control de especies de arbustos semiáridos menos productivos a través de medios herbici-das y se practica ampliamente hoy en día para controlar las malezas nativas y reemplazarlas con especies más productivas adaptadas a esa parte del mundo. Posteriormente trabajé en el Departamento de Biología de la Universidad S.V., Tirupati, India, donde mis colegas y yo recopilamos plantas comestibles medicinales y silvestres aprendiendo de la botánica sistemáti-ca. Documentamos el uso de aproximadamente 216 formu-laciones de productos vegetales con ines medicinales en la región. Su uso se había transmitido de generación en gener-ación mediante la comunicación oral. Por lo tanto, no había un registro escrito o solo una documentación limitada de las plan-tas utilizadas con ines medicinales, y nuestro trabajo llenó ese vacío. Luego, surgió la oportunidad de mejorar mis oportunidades profesionales para estudiar en el extranjero, y me uní a la Unidad de Investigación de Simulación de Cultivos del Departamento de Agricultura-Servicios de Investigación Agrícola de EE. UU. (USDA-ARS, por sus siglas en inglés) y a la Universidad Estatal de Mississippi, Mississippi, EE. UU. Antes de ese momento, ni siquiera conocía los modelos de simulación de cultivos y nun-ca aprendí ni trabajé con computadoras. Tuve que aprender los sistemas agrícolas y el algodón por primera vez rápid-amente. Asistí a todas las conferencias de Beltwide Cotton y aprendí mucho sobre la investigación del algodón y, lo que es más importante, sobre la gente y su contribución a la ciencia del algodón. Eso me ayudó en gran medida a poner en marcha mi carrera en isiología del algodón. Aprendí también a leer el código FORTRON, la lógica detrás del modelado, y a com-prender el sistema de toda la planta. Aunque mi experiencia en botánica sistemática me ayudó a comprender la lógica orien-tada a objetos en las metodologías de modelado de simulación de cultivos, lamenté mi opción a la trayectoria matemática a una edad muy temprana. Sin embargo, me di cuenta de que la lógica y la comprensión básica del crecimiento del algodón en


las condiciones de estrés abiótico y el modelado de los pro-cesos del algodón no necesitan algoritmos complejos. Fui afortunado de trabajar con un equipo de cientí icos y mod-eladores, y ese trabajo en equipo dio sus frutos para moldear mi carrera en la ciencia, el modelado y la agricultura del al-godón. Además, tuve la suerte de trabajar con la instalación de cámaras de crecimiento de plantas iluminadas por el sol de última generación conocida como el sistema de suelo-plan-ta-atmósfera- investigación (Spar, https://www.spar.msstate.edu/). Esta es la instalación de ensueño de un biólogo que me mantiene diseñando nuevos experimentos para probar mu-chas hipótesis que no son fáciles de probar en otras instala-ciones en los campos de isiología del estrés de los cultivos. Nuestro laboratorio generó la base de datos funcional cuan-titativa más completa para el crecimiento y el desarrollo del algodón y otros cultivos como condiciones afectadas de estrés ambiental desde la calidad de la semilla hasta la ibra en el mundo. Ese trabajo mejoró el GOSSYM/COMAX y otros mod-elos de algodón (Reddy et al., 1997; Thorp et al., 2014) para aplicaciones de campo y decisiones políticas. Quiero señalar que solo tenía una regla y un medidor pequeño para la super-icie foliar en el laboratorio, y usamos esas herramientas para

actualizar las subrutinas nuevas y existentes en el modelo. Las lecciones que aprendí trabajando con el algodón son que aho-ra podría desarrollar una base de datos similar para cualquier cultivo dado en menos de los cinco años que necesité durante 15 años aproximadamente en el algodón. La inanciación fue fundamental para ampliar mis programas de investigación y enseñanza. Extender nuestro programa a un nuevo campo, extenderlo a las áreas de cambio climático es muy lógico, pero abarcar nuevas áreas requería colaboración y aprender nuevos dominios como la teledetección, el fenoti-pado, la genómica y las áreas moleculares. Algunas otras cosas que mejoraron mi carrera y mi programa fueron la adopción de la diversidad y la inclusión en la contratación de doctores de posgrado (>15), cientí icos visitantes (>35) y estudiantes (>30 estudiantes) de todo el mundo. Trajeron cultura e ideas para mejorar mi programa y, por lo tanto, no necesito tomarme un año sabático para aprender cosas nuevas. Asesorar a los es-tudiantes y hacerles comprender la ética del trabajo, la partic-ipación en conferencias, competir por varias categorías para la presentación y otros premios, y la creación de redes son las bases para una carrera exitosa. Además, he enfatizado la importancia del servicio comunitario y el compromiso para el desarrollo del liderazgo y les solicito que sean parte de mis proyectos de servicio comunitario y más. Por último, aprendí que contar nuestras historias cientí icas a través de publicaciones en revistas y libros de ciencia no es su iciente para llegar al público en general. Durante mi carrera, tuve la oportunidad de trabajar con excelentes escritores que presentaron nuestro trabajo de investigación muchas veces en la Universidad Estatal de Mississippi, Mississippi State, MS, EE. UU. (https://www.mafes.msstate.edu/discovers/article.as-p?id=13), la Sociedad de Ciencias de Cultivo de América a través de CSS News o noticias cientí icas (https://www.agronomy.org/news/science-news/preparing-plants-our-future-climate/) o

mediante la información de las capacidades de nuestras insta-laciones y ciencia a los visitantes y administradores una y otra vez. Estas historias cobraron más importancia e impulso de lo que podía comunicar en un artículo de revista, llegando a mil-lones de personas en la web y a diferentes audiencias. Espero que el viaje de mi vida inspire a otros jóvenes cientí i-cos algodoneros a emular algunas de las actividades profesio-nales probadas y exitosas durante mi travesía del hijo de un granjero en el estado de Andhra Pradesh, en el sur de India, hasta el premio al Investigador Algodonero del Año del CCIA otorgado por pares. Por supuesto, mi mantra detrás de mi his-toria de éxito es una familia sana y solidaria. Referencias:Bange, M. P., Baker, J. T., Bauer, P. J., Broughton, J. J., Constable, G. A.,

Luo, Q., Oosterhuis, D. M., Osanai, Y., Payton, P., Tissue, D. T., Reddy, K. R., Singh, B. 2016. Climate Change and Cotton Production in Modern Farming Systems, ICAC Reviews 6, pp. Pp. 71. CABI.

Reddy, K. R., H. F. Hodges, and J. M. McKinion. 1997. Crop modeling and applications: a cotton example. Advances in Agronomy, 106: 225-290.

Reddy, K. R., H. F. Hodges, and J. M. McKinion. 1997. A comparison of scenarios for the effect of global climate change on cotton growth and yield. Australian Journal of Plant Physiology 24: 707-713.

Thorp, K.R., S. Ale, M.P. Bange, E.M. Barnes, G. Hoogenboom, R.J. Lascano, A.C. McCarthy, S. Nair, J.O. Paz, N. Rajan, K.R. Reddy, G.W. Wall, and J.W. White. 2014. Development and application of pro-cess-based simulation models for cotton production: A review of past, present, and future directions. Journal of Cotton Science 18:1-34.

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