Los incrementos de producción en los cereales se deben a una óptima combinación de la mejora genética y la agronomía

José Francisco Vázquez, profesor titular del Departamento de Biotecnología-Biología Vegetal, es uno de los responsables del jardín genético de cereales que se siembra cada curso para servir de formación teórico-práctica a estudiantes de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (ETSIAAB). Sus destinatarios son concretamente los alumnos de la asignatura Mejora Genética Vegetal, que aborda las técnicas para obtener variedades con características superiores a las ya existentes. No se trata de aumentar solo el rendimiento para alimentar a una población creciente, sino también la resistencia a plagas y enfermedades o frente a las sequías, así como mejorar la calidad.Pregunta.- La producción mundial de cereales alcanzó en 2019 un máximo histórico de 2.715 millones de toneladas, según la FAO. ¿En qué medida la mejora genética es responsable de este crecimiento?

Respuesta.-Los incrementos de producción en los cereales se deben a una óptima combinación de la mejora genética y la agronomía. La importancia de la agronomía reside en el hecho de que la forma de producción de un cultivo y su utilización determinan en muchas ocasiones los caracteres que son susceptibles de mejora. Además, no debe olvidarse que el máximo rendimiento de un cultivo solo se conseguirá si los nuevos cultivares, obtenidos por medio de la mejora genética, reciben y responden a una combinación óptima de riegos, abonados y prácticas culturales. Se estima que la mejora genética ha contribuido al menos en un 50% al crecimiento de la producción agrícola experimentado desde los años setenta, siendo el reemplazo de variedades responsable de un incremento de rendimiento anual del 1-2% en los principales cultivos.

P.- El rendimiento suele ser el objetivo fundamental que persigue la selección varietal, aunque no es el único.

R.- Efectivamente, siendo el objetivo fundamental, ya que hay que alimentar a una población en continuo aumento, la mejora genética vegetal actúa sobre otros aspectos no menos importantes, como son la resistencia a plagas y enfermedades, tratando de disminuir las pérdidas producidas por dichos factores bióticos; la resistencia a factores abióticos como salinidad, sequía, etcétera, de gran interés en la actualidad como consecuencia del cambio climático; y la mejora de la calidad, tratando de obtener variedades con mejores propiedades organolépticas, nutricionales y nutracéuticas, o con características más adecuadas para su transformación por la industria (alimentaria, textil, biocombustibles).

P.- ¿Cuáles son los principales métodos para la mejora genética de los cereales? ¿En qué consisten?

R.-La mayor parte de los cereales son especies autógamas [se reproducen por autofecundación], pero algunos de ellos, como el maíz y el centeno, son especies alógamas [por medio de polinización cruzada]. En consecuencia, tanto los métodos de mejora de líneas puras (para las autógamas) como los de poblaciones de polinización libre y variedades sintéticas (para las alógamas) y la obtención de híbridos (autógamas y alógamas) son aplicables a los cereales. En todos los casos se necesita una variabilidad de partida, bien preexistente, bien creada mediante cruzamientos dirigidos, sobre la cual aplicar los diferentes métodos de selección.

P.- Las nuevas herramientas genéticas solucionan en gran medida el tradicional problema de mantener los caracteres deseables y librarse de los indeseables.

R.- La selección siempre se basa en mantener los caracteres deseables y eliminar los indeseables, y eso no cambia con las nuevas herramientas genéticas. La selección asistida por marcadores, por ejemplo, permite que los métodos de selección sean más rápidos y eficaces, es decir, el mejorador puede ganar años en el proceso de selección y, además, tendrá que manejar un menor número de plantas durante el proceso.

P.- Las ventajas de la homogeneización de las cosechas son evidentes. Pero ¿en qué medida una menor variabilidad genética limita la respuesta a futuras necesidades e incrementa la vulnerabilidad frente al cambio climático o la aparición de nuevas plagas o enfermedades?

R.- En primer lugar, quisiera decir que los cambios climáticos y la aparición de nuevas plagas y enfermedades son una constante a lo largo de la historia, coevolucionan con las plantas. Es cierto que hay un menor número de variedades diferentes cultivadas de cada especie porque el agricultor siembra, lógicamente, las más productivas y rentables, con lo cual, cuando aparece una nueva raza de un agente patógeno, los efectos son más acusados. Pero la variabilidad genética no ha desaparecido, sino que se encuentra recogida en los bancos de germoplasma. Concretamente, el año pasado nuestro grupo [Mejora Genética de Plantas] sembró en los campos de prácticas de la ETSIAAB 178 variedades indígenas de trigo duro (semolero) y 189 de trigo blando (panadero) procedentes del Centro Nacional de Recursos Fitogenéticos. Se trata de un material muy valioso para la mejora con el que llevamos trabajando ya varios años en colaboración con este centro del INIA [Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria].

Lo que estamos haciendo actualmente es caracterizar de forma exhaustiva la variabilidad de este germoplasma, tanto fenotípica [su manifestación visible] como molecularmente, para su posible uso si las circunstancias lo requieren, transfiriendo los genes de interés de dichos recursos fitogenéticos a las variedades cultivadas actualmente. Estamos trabajando también con unas 80 variedades comerciales de trigo blando (actuales y obsoletas) y 60 de trigo duro, que usamos como material de referencia para identificar la diversidad presente en las variedades locales que se ha perdido durante la mejora del trigo.

P.- ¿Las variedades locales de cereales tienen alguna oportunidad en un mundo globalizado como el nuestro?

R.-Las variedades comerciales actuales se han desarrollado para expresar todo su potencial genético en condiciones de alto rendimiento (riegos, abonados), por lo que las variedades locales no pueden competir desde el punto de vista del rendimiento con ellas. Pero sí pueden tener su nicho en las nuevas demandas de los consumidores: variedades con menores necesidades de insumos, mayor eficiencia en su utilización, adaptación a la agricultura orgánica y ecológica… En este aspecto, nuestro grupo ya ha seleccionado unas cuantas variedades locales de buena calidad que queremos ensayar el próximo año para evaluar su rendimiento en las condiciones de agricultura ecológica.

“Un fascinante proceso de domesticacion y mejora”

El jardín genético de cereales se lleva sembrando en los Campos de Experimentación Agronómica de la ETSIAAB desde hace 40 años. “Su objetivo es mostrar a los alumnos el fascinante proceso de domesticación y mejora de uno de los cultivos más importantes a nivel mundial como es el caso del trigo”, explica José Francisco Vázquez. Este curso, con motivo del 150° aniversario de la llegada de los estudios de agronomía al actual Campus de Moncloa, se trasladó a una ubicación más visible, junto al estanque que abraza el edificio Agrónomos. Los planes, truncados como tantos otros a causa del coronavirus, incluían la instalación, cuando mediara la primavera, de carteles informativos, además de la organización de visitas guiadas.

El viaje en el tiempo propuesto con el jardín genético se remonta a 10.000 años atrás. Fue cuando empezó el proceso de domesticación del trigo en Oriente Próximo gracias al cruzamiento espontáneo de dos especies silvestres de 14 cromosomas cada una: Triticum urartu y Aegilops de la sección Sitopsis. La unión de ambas dio lugar a otra especie silvestre con 28 cromosomas (Triticum dicoccoides), también de grano vestido (las glumas permanecen pegadas al grano en la trilla) y raquis frágil (se desarticula y las semillas caen al suelo). A partir de ella surge la especie domesticada Triticum dicoccum, que, si bien mantiene el grano vestido, presenta el raquis tenaz, “aspecto fundamental en la domesticación puesto que permite que el agricultor pueda recoger las semillas”, subraya el profesor. Es el origen, en una época relativamente reciente, de la actual especie cultivada Triticum turgidum (trigo semolero), con el grano ya desnudo.

El jardín se organiza en una decena de bloques temáticos donde hay hueco, aparte de para los ancestros del actual trigo panadero Triticum aestivum ssp. vulgare, para otros cereales como la cebada y la avena, incluso pesudocereales (trigo sarraceno, tef y quinoa). También está representada la mejora de los trigos semoleros y panaderos con la muestra de diferentes variedades. Y no podían quedar fuera los genes reductores de la talla, que constituyen el fundamento de la revolución verde de Norman Borlaug, considerado por muchos el padre de la agricultura moderna. Cuándo llegará este año la siega al jardín, aún es una incógnita.