EN NOMBRE PROPIO

Torres (Ifapa) “Sueño en ver crecer la superficie de leguminosas cultivadas en nuestro país y que ocupen de nuevo el lugar que nunca debieron perder”

viernes, 15 de mayo de 2020

Foto Ana M Torres


En primer lugar, y para que nuestros lectores lo entiendan, ¿qué son la Mejora Genética Vegetal y la Biotecnología?


La Mejora Genética Vegetal es una disciplina de la ciencia que estudia y desarrolla métodos para obtener variedades de plantas mejor adaptadas a nuestro clima y suelo, resistentes a plagas y enfermedades y con mayor rendimiento y calidad. Los elementos clave para un mejorador son la variación genética y la selección para elegir el individuo deseado (de ahí la necesidad de preservar toda la variabilidad de una especie en los bancos de germoplasma mundiales).


La agricultura, junto a una incipiente mejora, se inicia hace unos 10.000 años cuando el hombre cambia su modo de vida de cazador-recolector a sedentario y agricultor. De modo inconsciente, el primitivo agricultor iría seleccionando las semillas que no tenían latencia (recogiendo las que nacían primero), junto a las que permanecían en el tallo y no se perdían por dehiscencia al final de su ciclo. Al sembrarlas repetidas veces conseguían plantas que germinaban a la vez y que permitían obtener cierta cosecha. Este proceso se denomina domesticación y ha permitido que hoy en día disfrutemos de una gran variedad de cultivos que ya no existen en la naturaleza y que nada tiene que ver con sus primitivos ancestros. A este periodo le siguió una selección masal en la que el hombre elije de modo consciente ciertas características que aparecen por mutación natural, y que aumentan la diversidad. Al ser procesos paralelos en distintas poblaciones y ambientes aparecen muchas variedades locales. Este tipo de mejora existió hasta el siglo XVIII y pervive aun en países en vías de desarrollo como agricultura de subsistencia. Sin embargo, si en el cultivo no existía la forma buscada dicha selección era imposible. El problema se resolvió cuando se demostró que las plantas tenían sexo y se cruzaron dos individuos que poseían los caracteres a combinar. Permite formar una pequeña población en la que se combinan los caracteres que nos interesan hasta seleccionar y fijar el tipo deseado. La mejora genética con cruzamiento aporta grandes avances a la mejora, así se crean las primeras casas comerciales de semillas que posteriormente serán grandes multinacionales y se fomenta la agricultura de altos rendimientos.


Selección, cruzamiento y mutagénesis natural son las técnicas básicas de la mejora clásica pero no permiten que se transfieran todos los genes que queremos hasta la irrupción de la Biotecnología (o Ingeniería Genética). Sus técnicas principales son: la secuenciación de ADN, el ADN recombinante y la Reacción en Cadena de la Polimerasa (o PCR). Con la PCR se desarrollan mapas genéticos y marcadores moleculares cercanos a genes de interés para seleccionar individuos mejores y desarrollar nuevas variedades de un modo más eficiente. Con las técnicas de manipulación del ADN se introduce información genética de un organismo a otro para obtener individuos que den lugar a productos de interés o mejoren su resistencia o su producción. Así se ha conseguido insertar el gen humano de la insulina en el cromosoma de una bacteria, y es ésta la que la produce industrialmente, al igual que otros fármacos como la hormona humana de crecimiento. En el campo de la agricultura, ejemplos clásicos son el maíz resistente al taladro (maíz Bt) que surge al transferirle una proteína procedente de una bacteria que mata a las larvas del insecto o el arroz dorado capaz de sintetizar provitamina A, tan necesaria en pueblos que subsisten gracias al arroz, etc.


En mi caso, la herramienta que más he empleado es la PCR (desgraciadamente en boca de todos por la actual pandemia del COVID-19). Hemos desarrollado mapas genéticos e identificado marcadores moleculares cercanos a genes de interés. Ello nos permite seleccionar plantas mejores, de modo más rápido y eficiente. Así, mientras que con la selección masal deben cultivarse miles de plantas hasta identificar las que combinan los caracteres que nos interesan, si disponemos de marcadores moleculares la selección puede hacerse en la propia semilla o en estado de plántula, ahorrando tiempo, esfuerzo y dinero.


¿Qué beneficios aportan estas disciplinas a la agricultura en países como España? ¿Y en aquellos menos desarrollados?


La mejora genética clásica ha contribuido en forma decisiva al incremento de la producción agrícola en los países desarrollados como España y son una herramienta imprescindible en los países en vías de desarrollo donde los fertilizantes, fitosanitarios o el riego son demasiado costosos o inasequibles. En este caso, el empleo de variedades mejoradas, aptas para las condiciones ambientales de sus países y con resistencia a las plagas o enfermedades contribuye enormemente a incrementar sus cosechas. Otro problema en ciernes es el cambio climático, que probablemente repercutirá en la productividad agrícola de todas las regiones. Los programas de mejora necesitarán utilizar todos los instrumentos y herramientas biotecnológicas disponibles para adaptarse a estos cambios. Centros públicos nacionales de investigación e internacionales (como el CIMMIT, IRRI, ICARDA, etc.), al amparo de la FAO realizan una gran tarea a este respecto.


La ingeniería genética tiene el potencial de ayudar a aumentar la producción y en tierras marginales de países que hoy no pueden producir suficientes alimentos para alimentar a su gente. Pero debemos ser conscientes de que los productos genéticamente modificados generalmente se desarrollan y utilizan para intereses comerciales de grandes multinacionales, y con algunas excepciones, los pequeños agricultores hasta ahora no se han beneficiado de la tecnología.


¿Cree que la sociedad se encuentra preparada y concienciada de los beneficios llevados a cabo en la mejora de plantas a través de las nuevas tecnologías?


Creo que no, existe una gran desconfianza debida principalmente a la falta de información. Quizás, parte de la culpa es de los propios científicos que deberíamos esforzarnos más en transmitir y divulgar dichos beneficios. Como ya he mencionado, la industria actual ya utiliza con éxito todas las técnicas descritas, incluyendo las de la ingeniería genética en muchas facetas de nuestra vida: medicina, farmacia, alimentación, procesos industriales, etc.; y la sociedad no las percibe como amenazas, por ello no deberíamos temer el utilizarlas en agricultura.


Los cultivos transgénicos llevan cultivándose muchos años, habiendo superado infinidad de controles, sin demostrar efectos negativos y sí muchas ventajas. Existen ya cultivos transgénicos resistentes a hongos, bacterias, virus e insectos que toleran herbicidas o que crecen mejor en condiciones ambientales restrictivas como sequía o en suelos con alto contenido de sales o metales. Aparte de mejorar su producción y las ganancias para los agricultores dichos cultivos aportan enormes efectos medioambientales al permitir que los agricultores limiten el uso de insecticidas o herbicidas que afectan a otros insectos beneficiosos o que contaminan los suelos reduciendo, además, el uso de tierras al permitir producir más alimentos en menor superficie.


Grupo Mejora Biogu00e9netica Vegetal IFAPA



Como investigadora del Ifapa, en los últimos años ha centrado sus esfuerzos en el desarrollo de mapas genéticos en leguminosas y otros cultivos. ¿Cuáles son los principales avances durante este tiempo en el desarrollo de variedades resistentes a enfermedades y plagas?


Como ya he comentado la herramienta que más he empleado a lo largo de mi carrera profesional es la PCR para el desarrollo de marcadores moleculares. Los marcadores son secuencias identificables de ADN que ayudan a vincular un carácter hereditario con el gen responsable si se encuentran cerca en un mapa genético o cromosoma, ya que tenderán a heredarse juntos.


Esta técnica surge en 1990 y revoluciona la biología molecular y la mejora. Hasta entonces la selección se basaba en elegir los caracteres deseados pero el desarrollo de una nueva variedad requería de 6 a 10 años hasta conseguir la adecuada transferencia de genes a la progenie y cuanto mayor es la complejidad del carácter buscado, más tiempo y esfuerzo era necesario para lograr el individuo deseado. Además, se desconocían el número y efecto de los genes implicados en la expresión de un carácter y su localización en el genoma. Los marcadores moleculares, podían ayudar a eliminar dichos inconvenientes de una forma rigurosa y repetitiva. Es entonces cuando realizo mi primera estancia en la Universidad de Cornell (New York, USA) donde aprendí la técnica PCR y desarrollé el primer mapa genético de habas integrando distintos marcadores moleculares. Desde entonces he centrado mi investigación en dicho cultivo desarrollando programas de mejora tradicional y asistida por marcadores mediante el desarrollo de mapas genéticos.


Nuestro grupo ha sido precursor en este tipo de estudios, publicando muchos de los mapas de referencia en habas en los que se han identificado genes y/o validado regiones genómicas (o QTLs, del inglés Quantitative trait Loci) asociadas a la resistencia a jopo, una planta parásita que produce estragos en toda la cuenca Mediterránea y a hongos patógenos como la ascoquita o la roya. Se han identificado genes responsables de importantes caracteres de calidad en sus semillas como la ausencia de taninos o de vicina-convicina o responsables del hábito de crecimiento y desarrollado marcadores para su selección acelerando así los programas de mejora. En colaboración con empresas nuestro equipo ha desarrollado nuevas variedades de habas con resistencia a jopo, mayor producción y calidad.


Otro de los proyectos que ha llevado a cabo se basa en potenciar el cultivo de leguminosas en la Unión Europea, reduciendo la dependencia española de proteína vegetal importada. ¿En qué fase de desarrollo se encuentra y que avances han logrado hasta el momento?


El proyecto EUCLEG aplica tecnologías de secuenciación masiva que suponen una nueva revolución en la investigación. Mediante un estudio de asociación del genoma completo o GWAS (del inglés, Genome-wide association study) se identificarán genes de interés en distintas leguminosas. Estas técnicas permiten caracterizar de forma rápida y con una resolución sin precedentes numerosos individuos e identificar variantes (mutaciones) naturales asociadas con los genes responsables, que se traducen en diferencias relevantes para la mejora. El objetivo es mejorar la productividad, la estabilidad del rendimiento y la calidad proteica de dos leguminosas forrajeras (alfalfa y trébol rojo) y tres leguminosas grano (guisante, haba y soja).


Nuestro grupo es responsable de los trabajos en habas. Hemos multiplicado una colección mundial de 400 accesiones que están siendo evaluadas en  distintos países para características morfológicas, resistencia a enfermedades, rendimiento, resistencia a sequia, etc. lo que permitirá ampliar los materiales disponibles en sus respectivos programas de mejora. Además, ya se han identificado mutaciones puntuales en más de 35.000 genes para cada una de las líneas. Una vez completadas las evaluaciones en campo de este año y mediante estudios de asociación identificaremos marcadores moleculares ligados a las características fenotípicas de interés. Confío en que EUCLEG proporcionará a los mejoradores de herramientas prácticas para la gestión de datos y la selección asistida por marcadores que facilitará la creación de nuevas variedades a muy largo plazo. El proyecto combina 38 institutos públicos y empresas privadas de Europa y China lo que garantiza la transferencia de conocimientos desde la investigación al sector.


Del mismo modo, se encuentra inmersa en otro proyecto nacional en el que se usan extractos de leguminosas en el tratamiento de cáncer de colon. ¿En qué consiste dicho proyecto? ¿Cuáles son los beneficios que aportarán para la salud de estos pacientes?


El Proyecto lo coordina la empresa CELLBITEC S.L (dirigida por F. Bermúdez) especializada en I+D+i de tecnologías en el ámbito de la industria agroalimentaria en colaboración con los Grupos de Investigación de la Universidad de Granada especializados en las áreas de nutrición, cáncer y desarrollo de nanopartículas (Dres. Jesús M. Porres, José C. Prados y José M. Delgado) y nuestro grupo en el IFAPA.


El proyecto pretende obtener extractos funcionales, derivados de semillas y hojas de leguminosas, solanáceas y cucurbitáceas, que puedan ser usados de forma individual o en tratamientos de asociación (i.e. ejercicio físico) para la prevención y/o el tratamiento de cáncer de colon. Nuestro equipo proporciona extractos de semillas que son analizados para detectar la  presencia de compuestos bioactivos y de propiedades antioxidantes. Los extractos de las especies más prometedoras serán recubiertos de nanopartículas para asegurar su entrada en las células cancerosas del colon en condiciones óptimas de actividad. Su aplicación individual o en combinación con el ejercicio físico, que ha demostrado ser un potente activador del sistema antioxidante y del sistema inmune, puede tener un efecto terapéutico y/o protector sobre el desarrollo y/o la evolución del cáncer de colon.


Este efecto está siendo testado en Granada tanto en modelos in vitro como in vivo. Los resultados del proyecto tienen un gran mercado potencial por su impacto en la salud humana y por el desarrollo de líneas novedosas de negocio como la producción y comercialización de alimentos funcionales derivados de semillas de leguminosas, solanáceas y cucurbitáceas. Como valor añadido, se plantea el reaprovechamiento de semillas consideradas como un residuo agrícola, al no tener valor comercial ni productivo por su bajo índice de germinación.


En contraposición, ¿cuáles son los mayores retos a los que se han enfrentado dichas investigaciones?


El principal reto para cualquier científico es conseguir la financiación adecuada para realizar la investigación que se busca y necesita. Es un sistema muy competitivo porque somos muchos y los fondos para investigación, lejos de aumentar, decrecen con el tiempo. Además, en los 35 años que llevo de carrera  he ido viendo un creciente aumento en el papeleo administrativo que nos roba mucho tiempo y nos hace menos eficientes. Estamos inmersos en un laberinto burocrático con problemas administrativos vinculados a cosas tan sencillas como la compra de material de oficina o la imposibilidad de contratar personal de forma rápida y estable para desarrollar proyectos científicos. Los recortes hacen muy complicado hacer cantera y crear nuevos grupos liderados por jóvenes que, lejos de asentarse en nuestro país deben irse al extranjero para “ganarse las habichuelas” con la consiguiente pérdida de cerebros y de competitividad. Esto es un círculo vicioso que deberíamos romper y pronto.  La ciencia española necesita de más apoyo gubernamental y de presupuestos adecuados así como de mejoras en la gestión para reducir la burocratización y la temporalidad de nuestros jóvenes investigadores.


Leguminosas



¿Qué papel juegan las leguminosas en la agricultura sostenible, protección del medio ambiente, seguridad alimentaria y nutrición?


Las leguminosas influyen en nuestro mundo de muchas maneras. Son uno de los alimentos más nutritivos del planeta y ya desde, el inicio de la agricultura se reconocieron como excelente fuente de proteínas para la alimentación humana y animal, mayor que la de los cereales. Las más relevantes son judías, lentejas, guisantes, garbanzos y habas. En su composición aparte de las proteínas, cuentan con hidratos de carbono de asimilación lenta, minerales (calcio, hierro, cinc), fibra (soluble) y componentes bioactivos. Tienen pocas grasas, bajo índice glicémico y no tiene colesterol ni gluten. Son, pues, alimentos saludables y pese a estas bondades su consumo en Europa es menor que en otros países al decantarnos en favor de la proteína cárnica.


Los beneficios de estos cultivos abarcan otros muchos niveles. Contribuyen a la seguridad alimentaria en el mundo, proporcionando  las proteínas necesarias a una población cada vez mayor. Se adaptan y producen en terrenos muy diversos, incluso en los más extremos y pobres y sus granos pueden conservarse largo tiempo sin perder sus propiedades. Contribuyen también a la protección del medio ambiente y a la fertilidad del suelo. Las leguminosas no requieren fertilizantes nitrogenados puesto que fijan su propio nitrógeno gracias a su asociación simbiótica con bacterias del suelo, los rizobios. Esta extraordinaria autosuficiencia evita, la emisión de gases de efecto invernadero derivados de la fabricación y empleo de este tipo de abonos, mejoran también la estructura del suelo y rompen ciclos de plagas y enfermedades en las rotaciones con cereales. Todos estos  beneficios unidos a sus significativos valores nutricionales, posicionan a las leguminosas como cultivos imprescindibles en la alimentación global.


En las últimas décadas la superficie de leguminosas en Andalucía ha ido disminuyendo, siendo reemplazadas por otros cultivos que se han adaptado mejor a los avances tecnológicos y resultan más rentables al agricultor. En el futuro, y dados sus avances en investigación, ¿será posible que esta tendencia disminuya?


El problema no radica tanto en la investigación como en la continuidad del  apoyo político al agricultor para que estos cultivos tradicionales ocupen su lugar tradicional en las rotaciones. La nueva reforma de la PAC (Política Agraria Común) con la obligación de diversificar los cultivos para poder cobrar parte de las ayudas, ha despertado el interés del sector y la rentabilidad de estos cultivos a corto plazo, y puede ser el punto de inflexión en esta problemática, pero debe continuar. Los agricultores están empezando a aumentar las superficies cultivadas, las empresas obtentoras están retomando los programas de mejora de algunas especies y nosotros continuamos nuestro trabajo de investigación y potenciamos las redes de recomendación varietal a agricultores y a las empresas productoras de semillas que han empezado a establecer con IFAPA distintos contratos o convenios de multiplicación de nuestras variedades.


La investigación pública ha continuado aportando nuevas variedades adaptadas a distintos ambientes. Pero es necesario potenciar las condiciones para que el sector consiga una producción homogénea, de calidad y con un volumen suficiente para abastecer a la industria. La agrupación de la oferta de los agricultores y de sus cooperativas mediante la producción de las variedades más demandadas por la industria puede ser una solución para que los envasadores prefieran la oferta local frente a las importaciones de terceros países, especialmente en los productos de consuno humano y con mayor valor añadido. En el caso de leguminosas destinadas a la alimentación animal la situación es más complicada. La oferta mundial de soja a precios muy competitivos hace que nuestras leguminosas tengan un "techo" en los precios muy difícil de sortear. Por tanto debemos aumentar la productividad de nuestras variedades, fomentar la producción y el empleo de semilla certificada que garantice una buena producción y  no dejar de transmitir a los agricultores el efecto positivo que estos cultivos suponen en la rotación.


Los resultados de los proyectos nacionales y europeos realizados por organismos públicos como el IFAPA auguran la posibilidad de realizar una buena selección de materiales portadores de genes de interés, y de conseguir nuevas variedades más competitivas, pero todo este trabajo no tendrá ningún sentido si no está firmemente secundado por la administración, las empresas y en definitiva por el agricultor.           


Recientemente ha sido incluida en el ranking elaborado por el grupo para la Difusión del Índice como una de las 300 mejores científicas de España. ¿Qué supone para una experta como usted este reconocimiento a nivel nacional?


Obviamente es muy gratificante, se siente una gran satisfacción por el reconocimiento de la labor realizada, pero la tarea científica no es resultado de un trabajo individual sino del equipo donde se desarrolla. Me inicié en el mundo de las leguminosas en 1985 con el profesor José Ignacio Cubero, catedrático de Genética en la antigua ETSIAM de Córdoba, mi maestro, donde encontré un caldo de cultivo y un terreno siempre abonado donde aprender y estimular mi interés. El profesor Cubero junto a la Dra. Mª Teresa Moreno en el IFAPA, supieron crear un grupo competitivo y multidisciplinar en el que realizar con entusiasmo y empeño nuestro trabajo diario. Dicha labor de equipo implica que gran parte de este reconocimiento se debe también a los antiguos colaboradores y a los actuales compañeros con los que aprendo y renuevo conocimientos día a día. Todo reconocimiento supone a su vez, una gran motivación y lo he recibido como un impulso para seguir esforzándome en avanzar en nuestros trabajos de mejora molecular y en poner en manos de empresas y agricultores nuevas variedades de leguminosas mejores y más competitivas.


Por último, como investigadora en el Área de Genómica y Biotecnología, ¿qué reto le falta por cumplir en el futuro?


Retos…¡muchísimos!, los retos son el motor de la ciencia y el mayor estímulo de nuestro trabajo diario. Estamos implicados en un proyecto internacional para conseguir la secuencia del genoma de las habas que, por cierto, es cuatro veces mayor que la humana. Sueño con disponer pronto de dicha secuencia y junto a los resultados de los proyectos en marcha actuales, poder desarrollar herramientas que nos permitan aunar el máximo de caracteres deseados en un individuo y acelerar así los programas de mejora de esta especie. Sería estupendo poder realizar una mejora “a la carta” desarrollando todo tipo de variedades demandadas por el sector: más productivas, resistentes a distintas enfermedades o plagas y adaptadas a distintas condiciones ambientales. Sueño, en definitiva, en ver crecer día a día la superficie de leguminosas cultivadas en nuestro país y que estos cultivos ocupen de nuevo el lugar que nunca debieron perder.   


EN NOMBRE PROPIO


Libro: El amor en los tiempos del cólera

Película: Memorias de África, El club de los poetas muertos o la Misión.

Color: rojo

Una afición: viajar

Un deseo: Que se fomente y valore más la ciencia en España para evitar la fuga de cerebros

Un día de la semana: viernes

Una estación del año: primavera

Una comida: Cualquier buen potaje de legumbres

Un destino: Allí donde esté mi familia

Un refrán: Mejor es la comida de legumbres donde hay amor, que de buey engordado donde hay odio

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