Dentro de los principales temas están: mejoramiento genético, biotecnología y germoplasma, las nuevas técnicas de mejoramiento, malezas, enfermedades de la soja y plagas asociadas, fisiología y manejo agronómico, nutrición en forrajes y en los alimentos de la soja, comercio internacional y aspectos legales, tecnologías de producción de semillas, recursos educativos para el liderazgo en la producción de alimentos, sustentabilidad y recursos naturales, y cambio climático CC y el riesgo agroclimático en la producción, entre otros.

A propósito de este último tema, nos interesa tratar en este artículo, cuáles son los principales objetivos en el mejoramiento y la biotecnología de la soja, para enfrentar al CC, afirmando que el sector agrícola es el único que puede ayudar simultáneamente con la mitigación y la adaptación, lo que lo convierte en una parte considerable de la solución al CC, como ya lo han demostrado los países de América Latina y el Caribe, pioneros en la adopción generalizada de la agricultura sin labranza y la ganadería sostenible (IICA).

Esta información en el caso de la soja, principal cultivo en Sudamérica, puede ser aprovechada dentro de los argumentos sobre los esfuerzos que se realizan en la región y en el mundo, en oportunidad de la realización de la comúnmente denominada COP 30, The 2025 United Nations Climate Change Conference, or Conference of the Parties, la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, a ser celebrada en Belice el mes próximo.

La revista Nature, estima que, a mediados de siglo, los dramáticos efectos del cambio climático a nivel mundial podrán causar daños valorados en US$38 Millones por año, lo que subraya la magnitud del problema y la urgencia de encontrar soluciones efectivas y justas desde el punto de vista económico.

Adrien Bilal, reconocido economista de Harvard (mayo, 2024) ve como probable un aumento de temperatura de 3°C hasta final de siglo, que provocará una caída superior al 50% en producción, capital y consumo para 2100. Incluso si el calentamiento global hasta el 2030, se mantiene ligeramente por encima de 1.5°C, un objetivo mundial que parece inalcanzable, las pérdidas del PBI serían alrededor del 15%.

Apoyar prácticas agrícolas basadas en cultivos tolerantes y resilientes es alentar la adopción de los mismos dentro de prácticas y tecnologías inteligentes que aumenten la productividad, y mejoren la adaptabilidad de las actividades agropecuarias a los desafíos que nos impone el cambio climático.

Los efectos del CC que impactan en la agricultura y la seguridad alimentaria son derivados del aumento de los varios gases de efecto invernadero son: el incremento de la temperatura, aumento e intensidad de las lluvias, lluvias erráticas, inundaciones, incremento de las sequias, desertificación, aumento del CO2, salinización, afectando el rendimiento, la dinámica de las plagas y enfermedades y la calidad de los productos.

Es fundamental destacar que la base del agro sistema en el cual los cultivares van a integrarse son los sistemas de producción de menor impacto ambiental, que tienen como pilares a la siembra directa, la intensificación, la diversificación, el manejo de nutrientes e integrado de las plagas y enfermedades (Aapresid).

En el tratamiento del tema podemos diferenciar los efectos del CC en provocar stress abiótico y stress biótico. En el biótico se consideran la tolerancia a la sequía, a las altas temperaturas, las sales, el frio y las heladas y la salinización. En el abiótico se incluyen varios aspectos entre los cuales podemos destacar: aparición de nuevas enfermedades, mayor incidencia de enfermedades, ciclo de vida alterados, nuevas interacciones entre plantas y patógenos, cambios en la rusticidad de las mismas, cambios en el contenido de nutrientes que pueden alterar la resistencia de las plantas. el manejo de enfermedades y la selección de cultivos, lo que afecta la seguridad alimentaria, teniendo en cuenta que los patógenos se adaptan a las condiciones cambiantes.

Para enfrentar estas situaciones, las estrategias adaptativas de las plantas son el almacenaje del agua en el parénquima, eficiente cierre estomático, morfologías defensivas, ceras en cutículas, paredes celulares adaptadas, deshidratación y rehidratación, estructura radicular plástica entre otras.

Las respuestas fisiológicas y bioquímicas frente al stress son: detoxificación de ROS especies reactivas de oxígeno, proteínas de choque térmico, regulación genética y transducción de señales, osmoprotectivos, reguladores epigénicos, transporte de iones, y las interacciones planta microorganismos.

Existen muchos trabajos científicos sobre los efectos del principal cambio que genera el CC como es el incremento de la temperatura, con gran variación en las estimaciones, ya que se asumen diferentes escenarios. De acuerdo a los multimodos de estimaciones hecho por Burke y Emerick, para la soja sin considerar la “fertilización” de CO2 y los esfuerzos en el mejoramiento, concluye que para cada grado de temperatura Celsius, los rindes de la soja se reducirían un 3,1%, en el maíz 7,4% y el trigo 6%. En función de diferentes escenarios de emisiones sobre la concentración de los gases de efecto invernadero, para el ano 2100, con una suba de 4 grados, el trabajo estima el doble de pérdida de rendimiento.

Los mejoradores para desarrollar cultivos resilientes, utilizan las herramientas modernas del llamado “mejoramiento molecular”. Estas les permiten identificar y manipular secuencias especificas del ADN en base a la ciencia genómica, estructural y funcional, la transformación genética (OGM’s), la selección asistida por marcadores moleculares, la selección genómica y las nuevas técnicas de mejoramiento (NBT’s) entre las cuales se destaca la edición génica.

Seguidamente vamos a dar ejemplos de acuerdo a los objetivos para desarrollar cultivares de soja con características especiales.

Generalmente, la tolerancia al calor se caracteriza por un menor efecto sobre procesos esenciales como la fotosíntesis , y por aumentos consistentes de las transcripciones involucradas en la biosíntesis de componentes protectores.

La mayoría de los mecanismos de tolerancia son bioquímicos, moleculares y fisiológicos e involucran proteínas de estrés, antioxidantes, transportadores de iones, osmoprotectores, control transcripcional y cascadas de señalización.

La razón es que la supervivencia de la planta depende de la detección del estrés térmico y de la generación y transmisión de la señal para iniciar cambios bioquímicos y fisiológicos. El calor también altera la expresión genética y la síntesis de muchos metabolitos de la planta para aumentar la tolerancia. La tolerancia al calor es poligénica por lo cual la identificación de genes limitan el uso en la genética clásica. La secuenciación de alto rendimiento (GS), ayuda a obtener una cobertura de marcadores más densa de todo el genoma para todas las especies de cultivos, aceleran el descubrimiento y la transferencia de loci de rasgos cuantitativos (QTL’s) por GS y confieren una mayor flexibilidad a la interacción entre la evaluación fenotípica y la selección. Un caso que hemos observado en la Universidad de Missouri, es el apagado no fotoquímico (NPQ) que es un mecanismo que se presenta en plantas, algas y algunas bacterias y que les permite disipar el exceso de energía luminosa de forma segura en forma de calor, evitando daños al aparato fotosintético (principalmente el complejo del fotosistema II) en condiciones de alta intensidad luminosa. Son plantas transgénicas con sobreexpresión para rápida inducción y represión del NPQ que mejora la fotosíntesis y el rendimiento. Son como lentes oscuros, que les permite disipar el exceso de energía luminosa de forma segura en forma de calor, evitando daños al aparato fotosintético en condiciones de alta intensidad lumínica.

El stress hídrico es el principal factor de reducción de rindes de soja en la región. Las respuestas fisiológicas que lo determinan son, la reducción del potencial agua de las hojas, incremento de la temperatura del canopeo, orientación de las hojas, incremento de lípidos, variación de las tasas de crecimiento del canopeo y raíces, alteración estomática, ajuste osmótico, decrece la concentración de la nitrogenasa, cambios en la concentración de las hormonas, tales como el ABA, Citoquinina y etileno. La variabilidad genética muestra que no todos los genotipos cierran los estomas bajo las mismas condiciones, algunos hasta que el suelo esté exhausto de agua, otros cuando la demanda evaporativa es alta. En lo que se conoce como ”slow wilting” , marchitamiento lento , se han desarrollado cultivares que tienen menor marchitez bajo condiciones de baja humedad, mejor permanencia de la fijación de nitrógeno, mayor tolerancia a la deshidratación y mayor crecimiento radicular bajo limitaciones de agua.

La base de la selección actual en este carácter es el fenotipado mediante técnicas muy modernas, siendo el uso de sofisticados equipos a nivel de invernáculos y la utilización de drones a campo, en parcelas especiales con manejo del agua en suelos de baja retención hídrica. El uso eficiente del agua, es un carácter que se mejora mediante el rango de 13C. Su incremento aumenta la eficiencia pero a la vez limita el crecimiento. Un genotipo ideal debería ser plástico para el rango en respuesta al ambiente. En un trabajo en Arkansas, se identificaron 7 locus para el rango de 13C en plasticidad y 8 locus en estabilidad.

Los genes candidatos para los mapas de asociación fueron ligados a transpiración, conservación del agua, crecimiento radicular y variación estomática. Utilizando un análisis de estudio de asociación de todo el genoma (GWAS) se

Identificaron un total de 17 y 22 asociaciones significativas de marcadores-rasgos para cuatro rasgos, en los experimentos de sequía de corta duración y sequía de larga duración, respectivamente. Fueron identificados un total de 12 y 16 genes de particular relevancia para las respuestas al estrés por sequía. Varios marcadores moleculares eran previamente conocidos para rasgos de tolerancia a la sequía, como el uso eficiente del agua (WUE), contenido de clorofila y fotosíntesis.

En otro orden se identificaron líneas que toleran la sequía al reducir menos el rendimiento ante stress por no cesar la fijación simbiótica.

Un área de trabajo interesante son los factores de transcripción, que son proteínas que facilitan o inhiben la unión de la ARN polimerasa, activando o no un gen. El complejo de iniciación es activado o reprimido por estímulos ambientales u hormonales. El stress hídrico regula los factores de transcripción, por inducción de sus genes. Son verdaderas llaves moleculares para la expresión de la tolerancia al stress. En este campo el caso del conocido gen HB4 modula la expresión de cientos de genes proporcionando tolerancia a la sequía.

El manejo adecuado de las fechas de siembra en referencia al escape en los momentos críticos es un elemento fundamental en el manejo, sumando que las variedades de crecimiento del tallo indeterminadas son destacadas por el efecto buffer frente a situaciones puntuales. Algunas de las razones por las cuales es difícil disponer de un set de variedades tolerantes es que la soja tiene diferentes momentos de afectación por stress hídrico, el periodo de llenado el más importante, y que como el testeo en ambientes de alta productividad es crucial para lograr ganancias genéticas mayores, los datos en ambientes pobres son escasos y no definen su caracterización de tolerancia al stress. El análisis de estabilidad es un componente que contempla a ambas. Las variaciones anuales y los momentos en que se genera el stress son variables que hacen lento el proceso de selección.

El anegamiento es la forma en la que el agua permanece en la superficie del suelo y las raíces de las plantas están envueltas en agua, mientras que en la sumersión, toda la planta se sumerge moderadamente o totalmente en el agua.

Los cambios climáticos aumentan la frecuencia de las precipitaciones cada año. Las inundaciones son el segundo estrés abiótico más mortal causado por las fuertes lluvias (Ye et al., 2018), que causaron decenas de miles de millones de dólares en pérdidas económicas directas (Merz et al., 2021). Las variedades de soja (Glycine max [L.] Merr.) son generalmente sensibles al estrés por inundaciones. El crecimiento de la planta se ve gravemente afectado y el rendimiento de grano se reduce en gran medida en el campo inundado. Es importante desarrollar variedades de soja tolerantes a inundaciones para la producción de grano en regiones de fuertes lluvias en todo el mundo. Hay variabilidad genética en soja. Los genotipos de soja diferenciales exhiben diversas respuestas al estrés por inundaciones, con un puntaje de daño foliar (FDS) y una tasa de supervivencia de la planta (PSR).Hay genotipos que demostraron tolerancia durante 5 años de evaluaciones y otros con sensibilidad manifiesta. También se encontró que hay interacción de año y tolerancia a inundaciones, a las influencias de la temperatura y el tiempo de tratamiento de inundaciones de cada año. Las técnicas más utilizadas son los marcadores de genes de tolerancia, la asociación de genoma completo GWAS, y reguladores con genes candidatos para desarrollar transgénicos o edición génica.

La tolerancia a la sal de los cultivos es un rasgo complejo afectado por numerosos factores genéticos y no genéticos, y su mejora a través del mejoramiento convencional ha sido lenta. Los avances recientes en biotecnología han llevado al desarrollo de herramientas de selección más eficientes para sustituir los sistemas de selección basados ​​en el fenotipo.

Se identifican marcadores moleculares asociados con genes o QTL que afectan a rasgos importantes, que podrían usarse como criterios de selección indirecta para mejorar la eficiencia del mejoramiento mediante selección asistida por marcadores (MAS). Hay variedades en el mercado denominadas sojas “excluders”.Las plantas excluidoras pueden tolerar niveles altos de Cl- en el suelo al restringir concentraciones más altas de Cl- a las raíces. Como el determinante principal de la tolerancia a la sal en la soja es un solo gen, llamado GmSalt3, el principal de la tolerancia a la sal en la soja. Su presencia permite que las raíces de la soja bombeen, o excluyan, el cloruro de la planta.

Hemos visto algunos ejemplos de como el mejoramiento genético y la biotecnología en la soja puede contribuir significativamente a superar los desafíos frente al CC, ya que brinda herramientas para mejorar la capacidad adaptativa, la resiliencia y la capacidad productiva de los cultivos.