Herramienta biotecnológica acelera lanzamiento de nuevas variedades de café

La predicción genómica permite la selección en estadios juveniles de la planta, acelerando la mejora genética

18.10.2022 | 13:51 (UTC -3)
Embrapa
La técnica de predicción genómica permite identificar materiales que tienen en su ADN genes favorables a la expresión de características de interés para la cadena productiva. - Foto de : Embrapa Café
La técnica de predicción genómica permite identificar materiales que tienen en su ADN genes favorables a la expresión de características de interés para la cadena productiva. - Foto de : Embrapa Café

 La aplicación de la técnica de selección de todo el genoma (selección de todo el genoma o GWS) permite que el mejoramiento genético de las plantas de café sea más ágil y eficaz. Esta fue una de las conclusiones del documento. Aceleración del mejoramiento genético del café vía selección genómica: agilidad y efectividad en el lanzamiento de nuevos cultivares, resultado del trabajo de investigadores de Embrapa Café (DF), de la Universidad Federal de Viçosa (UFV), de la Universidad Federal del Triângulo Mineiro (UFTM), del Instituto Federal del Triângulo Mineiro (IFTM) y de la Empresa de Investigación Agropecuaria de Minas Gerais (Epamig).  

Con la técnica de predicción genómica es posible identificar materiales que tengan en su ADN genes favorables a la expresión de determinadas características de interés para la cadena productiva, utilizando marcadores moleculares. De esta forma, la presencia de determinados marcadores es capaz de indicar que la planta tiene una característica relacionada con ellos, como por ejemplo resistencia a una determinada enfermedad, buena productividad, etc.

GWS permite predecir el comportamiento de los individuos en una fase temprana, lo que, sin la herramienta, sólo sería posible en la edad adulta. Esto es especialmente importante para la cría de organismos perennes, que a menudo tardan mucho en alcanzar la edad adulta o la fase de producción. Es el caso de los animales, las especies forestales, las plantas frutales, la caña de azúcar y el café. El valor genético genómico es la predicción de las características fenotípicas que tendrá un individuo y se estima mediante los miles de marcadores moleculares distribuidos en el genoma. “Estos marcadores se pueden analizar en cualquier etapa del desarrollo de la planta, incluso cuando es joven (plántula). Sería una predicción de cómo se comportará el individuo en términos de características de interés agronómico”, explica la investigadora de Embrapa Eveline Caixeta, quien coordinó la investigación que evaluó la eficiencia del GWS en la predicción de rasgos productivos, agronómicos y de resistencia a enfermedades y plagas del cafeto. El trabajo también analizó la eficacia de la técnica para predecir el valor genético genómico (GEBV) de poblaciones de estas plantas en proceso de mejora.

“Nuestro objetivo con la publicación es demostrar cómo una de las herramientas biotecnológicas disponibles puede ayudar a los programas de mejora genética del café y, así, acelerar la obtención de cultivares mejorados”, afirma Caixeta. Según el investigador, los estudios de selección genómica en café aún son incipientes y la información en esta área es importante para apoyar acciones de mejoramiento de cultivos. Los estudios en el área también ayudan a brindar mayor sostenibilidad al sistema productivo de la cadena cafetalera, según el científico.

Los estudios registraron que GWS contribuyó a la mejora tanto del café Arábica como del canephora, al permitir una reducción en el tiempo necesario para completar el ciclo de selección fenotípica. “Obtuvimos resultados similares para las dos especies y para las principales características agronómicas de cada una de ellas. Según el trabajo inicial que hicimos, estimamos una reducción de la mitad del tiempo de selección para ambos”, informa.

Programas de mejoramiento

En Brasil se realizan trabajos de selección genética desde 1932. Han tenido un gran impacto en el desarrollo de cultivares con diferentes características agronómicas de interés para la caficultura. El mejoramiento genético ha permitido que el cafeto se adapte a diferentes regiones del país; atribuyó mayor productividad, estabilidad y precocidad, y resistencia a la roya del café, principal enfermedad del cultivo. Características como tolerancia a la sequía y heladas, arquitectura apta para la densificación; tamaño pequeño y forma de copa adecuada para la recolección mecanizada; y el alto tamaño del grano y la calidad de la bebida también han sido objetivos de los investigadores a lo largo de los años.

Los programas de mejoramiento fitogenético generan fuertes impactos en la producción agrícola, según analizó el gerente general de Embrapa Café, Antônio Fernando Guerra. “Inicialmente, el mejoramiento genético vegetal se basaba exclusivamente en características morfoagronómicas para seleccionar individuos en poblaciones segregantes”, es decir, aquellas que asocian un promedio alto y una variabilidad genética suficiente que permita seleccionar líneas con comportamiento superior a sus progenitores. Se realizaron varios cruces y se seleccionaron las plantas con mejor comportamiento desde el punto de vista agronómico, pudiendo tardar más de diez años en obtener los resultados esperados.

Guerra explica que hace unos 40 años se desarrollaron marcadores moleculares que comenzaron a utilizarse como herramienta auxiliar de información fenotípica, permitiendo avances significativos en varios programas de mejoramiento.

Dice que los programas de mejoramiento están incorporando nuevas tecnologías. Los enfoques más utilizados son la selección asistida por marcadores moleculares (SAM) y la selección de todo el genoma (GWS). “En plantas perennes con ciclos largos, como el café, la aplicabilidad de una selección genómica amplia adquiere gran importancia. Esta estrategia permite aumentar las ganancias genéticas, para diversas características agronómicas, por unidad de tiempo, lo que permite reducir el tiempo de lanzamiento de cultivares de café”, afirma el gerente general.

Aunque la mayoría de los programas de mejoramiento brasileños se centran principalmente en el desarrollo de cultivares de C. arabica, la creciente importancia de la especie C. canephora (café canephora) ha generado interés en obtener también cultivares de esta especie. El cultivo comercial del café canephora en Brasil se impulsó a partir de la década de 1950, con la llegada de los cafés solubles y, posteriormente, con su uso en granos tostados y molidos, en mezclas con Arábica. Este aumento de la demanda de C. canephora estimuló la producción brasileña y, en consecuencia, la expansión del parque nacional del café y el desarrollo de nuevos cultivares.

“El proceso de mejoramiento genético es un trabajo de largo plazo y, muchas veces, cuando se desarrolla un cultivar, aparecen otros problemas, lo que convierte a los obtentores en un desafío constante, el de buscar siempre nuevos cultivares”, dice Eveline Caixeta. Este escenario impulsa la necesidad de agregar nuevas tecnologías capaces de aumentar la dinámica y la capacidad de respuesta de los programas de mejora.

A pesquisadora diz, ainda, que o potencial da biotecnologia no melhoramento está não só na redução do tempo de condução do programa, mas também na base científica sólida que pode explicar a genética e a bioquímica das mudanças que ocorreram ou que poderão ocorrer no processo de mejoramiento genético. Es decir, nos permite conocer con mayor detalle y precisión la genética de la planta y las predicciones de sus características.

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