Identifican la estrategia de selección genética más eficiente para obtener variedades de trigo más productivas

Un estudio en el que ha participado el catedrático de la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona e investigador de Agrotecnio, José Luis Araus, ha identificado la estrategia más eficiente para obtener variedades de trigo más productivas y resilientes frente a condiciones ambientales adversas como la sequía o las altas temperaturas.  A raíz de este descubrimiento, los investigadores se han planteado cómo obtener variedades más productivas, y señalan que la estrategia más económica y eficaz para mejorar genéticamente los cultivos consiste en un proceso de dos fases: en la primera se eligen las variedades que presentan un potencial de rendimiento más alto y en la segunda se seleccionan las variedades que se han adaptado mejor al entorno en el que se han cultivado. Este enfoque podría tener implicaciones económicas relevantes, dado que reduciría el número de lugares donde seleccionar líneas avanzadas de cultivo.  En el trabajo, una revisión de la literatura científica publicada en la revista Trends in Plant Science, han participado los investigadores Alejandro del Pozo, de la Universidad de Talca (Chile), y Victor Sadras, de la Universidad de Adelaida (Australia).  Una posible solución a un debate científico  Aumentar el potencial de rendimiento del trigo y su resiliencia frente a factores como la sequía o las altas temperaturas —cada vez más frecuentes a causa del cambio climático— es esencial para alimentar a una población mundial que se estima que llegará a los 9.500 millones de personas en el año 2050.  La selección genética de variedades es un recurso clave en este reto, pero es un proceso iterativo que puede alargarse años: consiste en cruzar los individuos que presentan los mejores rasgos agronómicos y fisiológicos y someter las generaciones filiales resultantes a procesos de selección.  El debate científico sobre qué es más conveniente está servido: unos defienden que es mejor que la selección se base en el potencial de rendimiento del grano en condiciones óptimas y otros creen que debe basarse en la capacidad de adaptación del grano a las situaciones de estrés.  Araus considera que los resultados del estudio evidencian que seleccionar variedades en condiciones ambientales muy severas «no es la mejor estrategia de mejora genética, ya que puede limitar su rendimiento». Y lo ejemplifica: «Seleccionar teniendo en cuenta la eficiencia fisiológica en el uso del agua (entendida como el cociente de fotosíntesis-transpiración) sería negativo en términos de productividad».  «En cambio —continúa el catedrático de la UB—, lo que es bueno en condiciones óptimas también lo es en condiciones no tan óptimas: un candidato de alto rendimiento elegido en el mejor entorno normalmente superará en producción a las variedades que no han sido seleccionadas por su rendimiento potencial, y eso ocurrirá en un amplio abanico de condiciones, como por ejemplo en sequías moderadas o importantes».  Las únicas excepciones se darían en ambientes extremadamente estresantes. Pero también en este caso, Araus defiende la estrategia mencionada: «Incluso en un entorno de cambio climático como el actual, en el que cada vez nos encontraremos con situaciones más extremas, hay que apostar por esta estrategia, ya que la productividad de las variedades desarrolladas en condiciones extremas no sería rentable para los agricultores europeos».  Una estrategia más económica y eficaz  El estudio ha permitido a los investigadores establecer cuál sería la estrategia más adecuada para llevar a cabo este proceso de selección genética. Según los resultados, las primeras fases —las seis o siete primeras generaciones— deberían centralizarse en un entorno agronómico óptimo (con las mejores condiciones posibles) y deberían seleccionarse las variedades teniendo en cuenta el máximo rendimiento posible. En las fases siguientes, las líneas avanzadas con buena calidad agronómica deberían enviarse para una selección final a la zona concreta donde deban cultivarse —durante un par de generaciones adicionales— para identificar las variedades más adaptadas localmente.  Este enfoque tendría dos grandes ventajas. La primera sería económica, ya que «reducir el número de lugares donde seleccionar líneas avanzadas, priorizando el desarrollo de cultivos bien gestionados en entornos favorables, también reduciría el coste global de la mejora varietal a escala mundial», explica Araus. La segunda ventaja sería la eficiencia: seleccionar en entornos óptimos es más eficiente, ya que minimiza los factores que pueden confundir al mejorador. «Si las condiciones son óptimas, se expresa mejor el potencial genético de la planta. En cambio, en condiciones subóptimas (falta de agua, suelos poco fértiles o temperaturas variables) hay más ruido ambiental, lo que dificulta la identificación de los mejores individuos», argumenta el catedrático de la UB.  Rasgos agronómicos y fisiológicos clave  La investigación también ha identificado características agronómicas y fisiológicas asociadas a un mejor rendimiento. «Algunos de los caracteres que hacen que las plantas funcionen mejor, sobre todo considerando que el agua es el factor que más limita la productividad, son los que aumentan la capacidad de captar agua: no se trata tanto de que sean muy eficaces aprovechando el agua, sino de que sean capaces de utilizar más que otras variedades», explica Araus.  Esto puede lograrse, por ejemplo, «con raíces capaces de explorar el suelo en profundidad cuando no hay agua o de aprovechar el agua superficial cuando llueve o si el cultivo es de regadío», apunta.  Asimismo, es clave la arquitectura del cultivo: debe permitir que la luz se reparta de la forma más homogénea posible entre las capas superiores e inferiores de las plantas. «Para que todas las hojas contribuyan al aprovechamiento de la luz, las hojas superiores deben ser lo más verticales posible para dejar pasar la radiación y que llegue a las partes más basales», detalla el investigador.  Otros factores determinantes serían la producción de más espigas por unidad de superficie, el aumento del número de granos y una tasa más alta de fotosíntesis del dosel por unidad de radiación solar. «Todo esto se consigue con una arquitectura adecuada y con buenas condiciones de captación de agua que mantengan los estomas abiertos», destaca.  Según Araus, «no hay ninguna panacea ni característica única», sino un conjunto de rasgos que permiten mejorar la eficiencia del uso de la radiación y del agua.  Finalmente, el estudio también ha analizado las vías transgénicas para incrementar el rendimiento, pero «hasta ahora no han dado resultados significativos». Además, «los resultados de adaptación a condiciones concretas de estrés como la sequía son más bien modestos», concluye el investigador. 

Texto e imagen: Prensa UB