Investigadores de la Universitat Politècnica de València y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en colaboración con el Global Crop Diversity Trust (Alemania) y el Museo de Historia Natural de Londres (Reino Unido), han impulsado una nueva estrategia de mejora genética cuyo objetivo es obtener variedades hortícolas más resistentes al cambio climático y de mayor calidad, reduciendo al mismo tiempo el uso de agua y nutrientes.

La han acuñado con el término introgresiómica y lo que propone es la utilización masiva de especies silvestres emparentadas con los cultivos para ampliar la base genética de los mismos y poder desarrollar una nueva generación de variedades vegetales que permita enfrentarse a los retos del futuro.

“Hasta ahora, con algunas excepciones notables como el trigo y el tomate, el potencial de las especies silvestres para la mejora de los cultivos se ha aprovechado poco en la mejora genética de los cultivos”, explica Jaime Prohens, director del Instituto de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana de la Universitat Politècnica de València (COMAV).

Las especies silvestres son genéticamente mucho más diversas que los cultivos y muchas de crecen en zonas desérticas o semi-desérticas o en ambientes en los hay una presencia de estreses severos derivados de las condiciones climatológicas y/o del suelo (salinidad, baja fertilidad).

Además, muchas especies silvestres son tolerantes o resistentes a enfermedades que afectan a los cultivos y otras tienen características de interés para la mejora de la calidad de los cultivos, como un mayor contenido en compuestos bioactivos. Sin embargo, el uso de especies silvestres en la mejora es complicado, pues las especies silvestres presentan muchas características desfavorables (baja producción, presencia de mecanismos de defensa físicos, como espinas, o químicos, como sustancias amargas o tóxicas, etc.).

Mediante el desarrollo y uso de líneas de introgresión es posible obtener plantas con características típicas del cultivo, pero que presentan alguna propiedad deseable de la especie silvestre. Además, las líneas de introgresión son una potente herramienta para la disección genética de los caracteres de interés.

“Una de las principales aplicaciones de la introgresiómica es el desarrollo de variedades con una mayor resiliencia y adaptadas a cambio climático. Las variedades con introgresiones de especies silvestres pueden contribuir de forma muy eficaz a superar el reto de conseguir aumentar las producciones y calidad de los cultivos en un escenario de cambio climático y al mismo tiempo con un modelo de agricultura más sostenible, con una mayor eficiencia en el uso del agua y nutrientes”, destaca Mariola Plazas, investigadora del CSIC en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP).

Sobre la introgresiómica

En la introgresiómica se sigue una serie de pasos, que incluyen la identificación de especies silvestres con características deseables en la mejora (por ejemplo, tolerancia a sequía o salinidad, o resistencia a enfermedades) y la hibridación mediante cruzamientos con los cultivos utilizando cuando es necesario técnicas especiales como el rescate de embriones inmaduros.

Incluye también la restauración de la fertilidad de los híbridos cuando estos sean estériles mediante técnicas de manipulación del número de cromosomas, el cruzamiento de estos híbridos y sus generaciones varias veces hacia la especie cultivada con selección asistida por marcadores moleculares y, finalmente, el desarrollo de multitud de líneas que presentan el fondo genético del cultivo (genoma de la especie cultivada), con un pequeño fragmento (introgresión, de ahí el nombre de la propuesta) de la especie silvestre.

El trabajo, publicado en la revista Euphytica, se ha realizado en el marco de la iniciativa “Adaptación de la agricultura al cambio climático: recolección, protección y preparación de especies silvestres relacionadas con los cultivos”, financiada por el gobierno de Noruega y administrada por Global Crop Diversity Trust junto con el Millenium Seed Bank.

Referencia

Prohens, J.; Gramazio, P.; Plazas, M.; Dempewolf, B.; Kilian, B.; Díez, M.J.; Fita, A.; Herraiz, F.J.; Rodríguez-Burruezo, A.; Soler, S.; Knapp, S.; Vilanova, S. 2017. Introgressiomics: a new approach for using crop wild relatives in breeding for adaptation to climate change. Euphytica 213:158