A través de un viaje a lo largo de la historia de la agricultura hasta hoy, y aprovechando el aniversario del nacimiento de Mendel, se resaltan las innovaciones y las nuevas tecnologías en la genética que hacen que tengamos más variedad y un acceso más fácil a los vegetales.
Es posible que hayas oído decir que hay más tecnología en un plato de frutas y verduras que dentro de un teléfono inteligente. Te habrás preguntado cómo es esto posible, si no es más que un tomate o un pepino y que no llevan chips ni nada electrónico.
Pues esta afirmación es muy cierta, ¿sabéis cómo eran las sandías hace unos siglos?, ¿y los plátanos?. Actualmente, para la obtención de toda clase de frutas y verduras que vemos en el supermercado, no sólo basta con sembrarlo y cuidarlo. Para el desarrollo de esa semilla, ha sido necesario el trabajo de biólogos, agrónomos, matemáticos, informáticos, toda clase de científicos que se te puedan ocurrir. Y por supuesto, de los agricultores que lo cultivan para que lleguen a tu mesa tan rojo, tan duradero en la nevera, tan sabroso, resistente a plagas y enfermedades e incluso fuera de temporada.
Gracias a estas innovaciones, se pueden producir variedades con mayores rendimientos, mejor adaptadas a estreses bióticos y abióticos, apoyando una agricultura sostenible y una comida segura.
BELEN SALLERES
Aprovechando el aniversario del nacimiento de Mendel (20 Julio 1822), el llamado padre de la genética moderna, quiero mencionar que la tecnología ha entrado en nuestros platos, a través de un viaje a lo largo de la historia de la agricultura hasta hoy en día. Gracias a las innovaciones y a las nuevas tecnologías hacen que tengamos más variedad y un acceso más fácil a los vegetales. Estos avances no pueden ni reemplazarán las prácticas tradicionales. Simplemente incrementan el rango de herramientas accesibles a los mejoradores y agricultores. De esta manera, se pueden producir variedades con mayores rendimientos, mejor adaptadas a estreses bióticos y abióticos, como son enfermedades y sequías respectivamente, apoyando una agricultura sostenible y una comida segura.
El punto de inicio de la mejora vegetal moderna podría datarse desde la descripción por parte de Mendel de sus tan famosas leyes de la herencia genética. Pero en realidad todo empezó en el Neolítico, cuando nuestros antepasados pasaron de ser nómadas cazadores recolectores, a establecerse en regiones. Empezaron a seleccionar las plantas año tras año, e ir fijando aquellas mutaciones que por azar eran más beneficiosas.
Pero antes de hablar de las nuevas tecnologías y de todos los avances, ¿que es la Mejora vegetal?. Consiste en modificar algunas de las características de una especie para adaptarla a nuestras necesidades. Para poder realizarlo, poseemos hoy en día, muchas herramientas que han ido evolucionando con la tecnología de nuestro entorno, y es entonces cuando ciencia y tecnología se dan de la mano.
Hasta no hace mucho, nuestra capacidad para generar los cambios estaba limitada a esperar que la naturaleza actuase y esperar mutaciones espontáneas que nos fueran favorables a lo que buscáramos. Ahora contamos con herramientas moleculares y químicas, que nos permiten generar esas mutaciones de forma más frecuente. Se genera diversidad y variabilidad genética y se puede seleccionar el individuo antes de verlo en el campo. Todo gracias a la mutagénesis, la selección molecular por medio de marcadores y algo tan reciente como es la edición genética por medio de CRISPR.
HACIA LA MEJORA DE PRECISIÓN
Nadie discute la importancia de la mejora de plantas para hacer frente a tener que alimentar a una población creciente, en un mundo donde cada año la superficie cultivable se reduce, se hace frente al cambio climático y aparecen nuevas enfermedades.
La Mejora Genética y las nuevas tecnologías aplicadas a la misma, buscan la producción de vegetales que cubren estas necesidades, de una forma más rápida, segura y sostenible.
Desde la publicación de las tres leyes de la herencia por Mendel en el sigo XIX, la mejora no ha parado de evolucionar. Es más rápida e incorpora nuevas tecnologías.
Uno de los pasos más importantes en la mejora es la selección. La mejora convencional está basada en la selección fenotípica, es decir, en lo que se ve en el campo. Los mejoradores eligen una buena descendencia usando sus experiencias y observando la apariencia del cultivo, alcanzando la mejora genética del carácter de interés. Pero esto es un proceso lento, y en los últimos años se han desarrollado técnicas y tecnologías que ayudan a acelerar este proceso para obtención de variedades, con todas las características demandadas.
La Mejora Genética y las nuevas tecnologías aplicadas a la misma, buscan la producción de vegetales de una forma más rápida, segura y sostenible.
BELEN SALLERES
La Selección Asistida por Marcadores (MAS) es una técnica biomolecular que se comenzó a emplear en los años 80. Existen diferentes tipos de marcadores moleculares pero los más empleados actualmente por sus ventajas, son los basados en la técnica de la Reacción en Cadena de la Polimerasa o PCR. Los marcadores no son más que fragmentos de ADN (pueden o no localizarse dentro de los genes) que están directamente relacionadas con el carácter de interés. Si al hacer esa PCR, vemos que ese individuo tiene ese marcador, sabremos antes de plantar o en cualquier etapa del cultivo, si nuestra planta va a ser como nosotros queremos. Los marcadores pueden estar ligados tanto a caracteres del tipo resistencia a enfermedades, como a otros de carácter agronómico. De esta manera, al usarlos, lo que se consigue es saber cómo va a ser nuestra planta incluso antes de germinar, ahorrando espacio y trabajo en el proceso de selección.
La Edición Genética, es otra técnica que de una forma indirecta se ha estado haciendo a través de la selección de plantas. Cuando se selecciona, dentro de una misma población que ha sido obtenida de forma natural, aquellas plantas más bonitas, más resistentes, en cierto modo se está haciendo el mismo proceso que el que se realiza por medio de la edición genética en un laboratorio. Ya que dentro de plantas hermanas seleccionamos a favor de la combinación de genes que está dándonos lo que necesitamos, con la desventaja que esa planta no solo lleva la característica que nosotros queremos sino que otras muchas más. La variabilidad genética se puede ver reducida y hay una limitación del número de características que se podrían mejorar a la vez.
Con la edición genética, lo único que se introduce es esa característica de interés y que proviene de otro individuo de la misma especie, consiguiendo que ese individuo sea igual al original, pero eliminando lo que no nos gustaba y añadiendo aquello favorable en menos tiempo y de forma más precisa.
Como se dijo antes, los marcadores son ampliamente usados hoy en día pero se limitan a la selección de caracteres controlados por un número pequeño de genes de gran efecto. Pero la mayoría de las características más importantes económicamente (por ejemplo el rendimiento en producción) son complejos y controlados por más de un gen con un efecto pequeño y aditivo. En este caso la MAS no funciona todo lo bien que quisiéramos. La edición genética, como se ha visto, es una técnica de laboratorio precisa pero muy específica y para ambas se necesita un conocimiento de la secuencia y/o de los genes involucrados.
La Selección Genómica (GWS Genome-Wide Selection,GS) es una actualización de la MAS. Esta técnica emplea muchos más marcadores distribuidos por todo el genoma y no únicamente en la región que está ligada al carácter. Se estima el efecto que tienen todos ellos en conjunto para un carácter, y esto va a facilitar el cálculo del valor genético que tiene una combinación específica de esos marcadores. Así nos ayudará a realizar la selección más comprensible y fiable. Es una herramienta más teórica, pero siempre van a ser necesarios datos de campo y secuenciación en algún punto del proceso. Está basado en modelos matemáticos desarrollados a partir de la información obtenida de multitud de material que han sido evaluado en el campo y de las cuales se tienen datos de su secuencia genética. Disponiendo de ambos datos, estas poblaciones representativas de la variabilidad que se tiene, son llamadas poblaciones de entreno (training population).
El modelo matemático desarrollado a partir de estos, va a predecir y estimar el valor de la característica de interés en una determinada población que no ha sido evaluada en campo. Sólo siendo necesarios los datos genómicos que se tengan y que a día de hoy y gracias al avance y reducción en coste de la ultra secuenciación de genomas es más sostenible y barato que realizar un ensayo en campo. Por lo que teóricamente, los valores estimados en GS pueden ser empleados para la selección de parentales para los programas de mejora y/o el desarrollo de variedades.
