¿Cuáles son los sistemas de obtención de una nueva variedad?
Obtener una nueva variedad puede tardar una media de 15-12 años. Describimos en este artículo las diferentes formas de obtener variabilidad genética en la producción vegetal, y como estos nos permiten ganar en rapidez y eficacia.
BREEDING 3.0
Todos somos conscientes de la importante que tiene la mejora varietal para el desarrollo de la agricultura. Nada tienen que ver las variedades de hace 50 años, con las que hoy encontramos en nuestros campos de cultivo, como tampoco lo son las realidades productivas de nuestro país.
Por ello, es clave el trabajo de mejora varietal que se lleva a cabo a nivel mundial. ¿Pero conocemos cómo es el proceso de obtención de varietal, cómo se genera variabilidad genética para la obtención de nueva varietal?
Jesús Fierro Risco, docto en Biología, especialidad en genética y Biología Molecular, nos explica las sistemas o formas de obtener esa variabilidad genética que nos puede conducir a una nueva variedad.
Breeding 1.0
Se trata de una mejora mediante selección natural, sin intervención directa del ser humano, que aparece por una mutación espontánea, y la selección se realiza por caracteres morfológico. Podríamos decir es el sistema más primario, y el que lleva miles de años realizándose.
Breeding 2.0
Es lo que se denomina “mejora genética clásica” y se lleva a cabo mediante cruzamientos dirigidos. Se utiliza material genético (polen y óvulos) de diferentes “parentales” con caracteres agronómicos de interés. Usando este protocolo, los breeders o mejoradores buscan de manera intencionada la transmisión de caracteres o fenotipos concretos a la descendencia apoyándose en las leyes de Mendel y el concepto de “vigor híbrido” (descendencia con mejores fenotipos a los de sus progenitores). Entre los inconvenientes, decir que, utilizando la mejora genética clásica hay que valorar anualmente miles de individuos de seedling (plantas resultantes de la germinación de las semillas híbridas obtenidas tras la realización de los cruzamientos dirigidos) ya que los caracteres agronómicos de interés suelen ser: recesivos (por lo que se presentan en frecuencias muy muy bajas en la población), poligénicos (influenciados por dos o más genes) y además su expresión suele estar regulada por numerosos factores medioambientales.
Breeding 3.0
Se trata del uso de técnicas biotecnológicas mediante las cuales se puede crear variabilidad genética en genomas ya existentes. Las técnicas que más se utilizan son; la mutagénesis, tanto física como química, la embriogénesis y la regeneración adventicia entre otras. La primera se usa de manera recurrente en programas de mejora varietal en cítricos u hortícolas y consiste en la generación de cambios en diferentes regiones del ADN mediante rayos gamma o reactivos químicos. Este procedimiento es idéntico a una mutación espontánea, por lo que su uso está permitido a nivel legislativo y de seguridad alimentaria. Las otras dos técnicas consisten en regenerar planta completa a partir de diferentes tejidos vegetales tales como un pequeño trozo de hoja. Este procedimiento somete a las células vegetales a altas concentraciones hormonales, las cuales causan un alto nivel de estrés celular. Como consecuencia de este estrés se producen en las células mutaciones aleatorias, las cuales pueden traducirse en cambios fenotípicos de interés agronómico.
Este sistema de mejora varietal, junto con el denominado Breeding 2.0 o mejora genética clásica, son los más utilizados por los breeders para la obtención de una nueva variedad vegetal.
Breeding 4.0
Aquí ya damos un paso más, y hablamos de técnicas de ingeniería genética. En este caso se trata de, introducir e incorporar en el genoma de las células vegetales de la variedad que queremos mejorar, ADN exógeno (de otra especie o de la misma). Esta modificación genética permitiría mejorar caracteres agronómicos mediante el aumento en el número total de copias de los genes implicados en dicho carácter. Además, permitiría dotar a la variedad en cuestión de nuevos caracteres mediante la transgénesis de genes procedentes de otras especies vegetales e incluso de genes procedentes de microorganismos tales como bacterias o virus. Este tipo de breeding se usa sólo para investigación y desarrollo, ya que las plantas obtenidas mediante estos procedimientos están actualmente reguladas como “organismos genéticamente modificados” y no se permite ni su cultivo ni por supuesto la comercialización de su cosecha.
Breeding 5.0
Por último y como consecuencia de la evolución tecnológica y la puesta a punto de novedosas técnicas genéticas y de biología molecular llegamos al sistema de mejora genética más innovador en cuanto a la obtención de variabilidad genética: las técnicas de edición génica. Este sistema permite editar de manera totalmente dirigida sólo y exclusivamente aquel gen o aquellos genes implicados en los caracteres agronómicos de interés. Mediante sistemas moleculares complejos de la propia célula vegetal se pueden editar genes sin tener que incorporarlos de “novo” al genoma. Por lo tanto, no se podrían considerar transgénicos. La tecnología más conocida y desarrollada es la denominada CRISPR-Cas9. La regulación de su uso a nivel legislativo podría generar plantas más adaptadas a las necesidades actuales y futuras de la agricultura mundial.
Además de estas técnicas, existen herramientas que ayudan en el proceso de breeding, como son los marcadores moleculares asociados a caracteres agronómicos de interés, o la propia Inteligencia Artificial.
Ponencia impartida por Jesús Fierro Risco, docto en Biología, especialidad en genética y Biología Molecular, en la VII Jornada Técnica del Cultivo de Arándano de la Provincia de Huelva, organizado por el COITAND
