CONSERVACIÓN DE LA BIODlVERSIDAD GENÉTICA VEGETAL Y SU UTILIDAD …digital.csic.es/bitstream/10261/166978/1/Ron... · 2018. 6. 26. · UTILIDAD EN MEJORA VEGETAL Antonio M. de Ron

TENDENCIAS ACTUALES EN GENÉTICA

CONSERVACIÓN DE LA BIODlVERSIDAD GENÉTICA VEGETAL Y SU UTILIDAD EN MEJORA VEGETAL

Antonio M. de Ron

Departamento de Biología Fundamental. Área de Genética Escuela Politécnica Superior. Universidad de Santiago de Compostela

Lugo. España

INTRODUCCIÓN

El término bíodíversídad se refiere a la variabilidad total dentro de todos los organismos vivientes y el medio ecológico en el cual habitan. Así, han de considerarse tres componentes perfectamente diferenciados dentro de este concepto:

ecosistema especies diversidad genética

Desde el punto de vista de la biodiversidad vegetal, su conservaclOn y su aprovechamiento por el hombre, por medio de la agricultura y silvicultura, resultan de especial interés los dos últimos componentes: la diversidad en especies y la diversidad genética dentro de éstas. El conocimiento de la diversidad en especies puede permitir el aprovechamiento de nuevas especies de plantas, lo cual redundaria en una mejora de las producciones agroforestales, mediante la introducción de estas nuevas plantas en zonas en las cuales las condiciones ambientales permitan su cultivo.

En este sentido debe tenerse presente que se calcula que pueden existir entre 5 y 10 millones de especies diferentes, de las cuales han sido descritas menos de 2 millones. Como un indicador de la escasa biodiversidad hoy explotada por el hombre, dentro del ámbito vegetal, puede servir el ejemplo de las especies comestibles.

Se estima que existen alrededor de 80000 especies comestibles de plantas, especialmente en la zona intertropical, habiendo sido aprovechadas por el hombre muchas diferentes a lo largo de la Historia. Actualmente, sin embargo, sólo se cultivan unas 150 especies, suponiendo cuatro de ellas (maíz, trigo, arroz y patata) el 60 % de la base de la alimentación humana. Además de ello, y como ejemplo concreto, en el maíz las lineas B73, Mol7 y A632 suponian la base del 38% de los híbridos en USA, con participación importante también de la 0h43 .

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Lo anterior pone de manifiesto la necesidad de conservar la biodiversidad vegetal y acometer su estudio y su conservación como un recurso natural irremplazable.

La existencia de diversidad genética dentro de una especie cultivada permite su adaptación frente a situaciones ambientales cambiantes. Esto tiene una especial significación en el mantetrimiento o en el incremento de la productividad de los cultivos agrícolas y forestales, en países o regiones que poseen diferentes ambientes agroclimáticos y consecuentemente, diferentes condiciones de cultivo.

La yariabilidad o diversidad genética, frente a las extendidas situaciones de monocultivo proporciona a los agricultores seguridad contra las enfermedades y plagas, así como estabilidad frente a condiciones ambientales adversas. También les permite utilizar el amplio rango de adaptación de un determinado cultivo a los variados microambientes, que difieren en características tales como composición del suelo, disponibilidad o requerimientos de agua, temperatura, altitud o fertilidad del suelo.

Como ya se ha mencionado anteriormente, en realidad sólo se está empleando una parte muy pequeña de la variabilidad disponible en las especies cultivadas y sus parientes silvestres. En parte ésto es debido a que cuando se selecciona una población es improbable elegir "todos" los alelos favorables, con lo cual únicamente se alcanzan "picos adaptivos" relativos.

De acuerdo con todo lo anterior, es necesario ensanchar la base genética de las especies cultivadas, en suma por dos razones fundamentales:

=

=

frenar y reducir la vulnerabilidad y erosión genética de las especies cultivadas

promover la explotación de más variabilidad genética

El problema de ello es el coste para las compañías privadas del sector, por tanto es más una cuestión de interés de instituciones públicas de nivel nacional y transnacional, siendo, en todo caso, es un objetivo a medio y largo plazo

De conformidad con lo que se ha ido exponiendo es evidente que, en el actual momento de la Agricultura y Silvicultura mundial, cabe un planteamiento que, frente al monocultivo más productivo, pero más exigente en recursos, promueva las técnicas de agricultura sostenible, sobre la base de actuaciones como:

# Incremento de la diversidad de las especies cultivadas, mediante el ensanchamiento de su base genética, a fm de prevenir o frenar la erosión genética

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# Selección de cultivares locales, adaptados al medio, a fin de optimizar la utilización de los recursos vegetales

# Empleo de técnicas de cultivo con menor impacto sobre el medio, tales como los cultivos asociados entre diversas especies, que permiten un mayor control de plagas y enfermedades, así como de malas hierbas

# Adecuación de las producciones agroforestales a las caractensticas ecológicas y socio-económicas de cada área en particular

CONSERVACIÓN DE LOS RECURSOS FITOGENETICOS

La prospección y conservación de la biodiversidad vegetal, es decir, de los recursos fitogenéticos es una tarea que hoy ocupa a diversas instituciones, desde nivel local a transnacional. Globalmente debe destacarse la acción del IPGRl (International Plant Genetic Resources Institute), mientras que en España las tareas en este campo están encomendadas al CRF (Centro de Recursos Fitogenéticos) del Ministerio de Agricultura.

La prospección es la fase de identificación de material interesante, que a menudo se recolectará posteriormente. Todo ello supone unos problemas de indole práctica, en el campo, debido a la dificultad de la relación con los agricultores, problemas orográficos, lingüísticos, ... Debe considerarse como muy importante la recopilación de la información asociada a los recursos fitogenéticos. En España la prospección y recolección de recursos fitogenéticos suele ser llevada a cabo por Universidades, CRF, CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas), empresas privadas y ONG (Organizaciones No Gubernamentales) .

La conservación y multiplicación de germoplasma implica la realización de una serie de acciones, entre las que se pueden destacar las siguientes:

# Conocimiento de sistemas de reproducción. Tanto al plantear un programa de mejora como de multiplicación de germoplasma, es necesario conocer el sistema de reproducción de la especie, a menudo recurriendo a pruebas de campo e invernadero. El control del sistema de reproducción es importante, a fin de mantener las poblaciones recolectadas en condiciones que asemejen a las naturales es aspectos tales como la diversidad genética y el grado de consanguinidad

# Establecimiento de bancos de germoplasma. Son una forma de conservación "ex si/u", con objetívos a corto, medio o largo plazo, lo cual

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influirá en los medios tecnológicos de la conservación. El material conservado puede ser sexual o vegetativo, incluido material "in vi/ro". Asimismo el interés del banco puede manifestarse en nivel local, regional o global y en diversas especies o grupos de especies. Otro forma de banco de germoplasma son los jardines botánicos y las colecciones vivas, como los arboretos, en los cuales el material ha sido transportado también "ex situ"

# Conservación "in situ" . El material se conserva vivo en su lugar de procedencia, caso de los parques naturales, por lo cual tiene mayor relación con especies forestales y silvestres

# Colecciones activas. Comprenden el material de trabajo del mejorador, con diversas formas : semillas, bulbos, tubérculos, colecciones en campo, colecciones "in vitro", ... En común todas ellas tendrán la conservación a corto y medio plazo, con objetivos concretos de mejora

La caracterización de germoplasma deriva de la necesidad de un conocimiento de la diversidad conservada en bancos y colecciones de germoplasma. La evaluación de la diversidad de variedades, ecotipos, cultivares, poblaciones, especies, etc. puede llevarse a cabo según distintos criterios:

producción valor agronómico y/o forestal cualidades diversas resistencia a factores diversos polimorfismo isoenzimático y de DNA

Según los objetivos, a corto, medio o largo plazo, y con fmalidad de simple conservación o de uso de la colección en mejora, la evaluación podrá realizarse con distintos grados de profundización, pudiendo distinguirse:

= datos de pasaporte: identificación de las entradas e información registrada por los recolectores

= caracterización y evaluación preliminar: registro de los caracteres altamente heredables que pueden observarse visualmente y se expresan en todos los ambientes

= caracterización adicional y evaluación: registro de un número limitado de caracteres adicionales considerados deseables para un consenso entre los usuarios de un cultivo particular

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= ensayo: necesitará de un diseño apropiado, para una toma de datos cuantitativa y sistemática.

En muchos casos se dispone de descriptores del IPGRI para orientar en las evaluaciones de diversas especies. En cuanto a los caracteres que se deterntinan en las evaluaciones, pueden distinguirse en general dos tipos:

binarios y multiestado cuantitativos

UmJDAD DE LA BIODrvERSIDAD GENÉTICA VEGETAL EN PROGRAMAS DE MEJORA

La utilidad del germoplasma vegetal para la mejora pasa por la introducción de biodiversidad genética en los materiales vegetales cultivados actualmente, desarrollando así variedades aptas para ser incluidas en los programas de selección. En relación con ésto pueden distinguirse diversas acciones básicas:

# Introducción de nuevas especies y variedades. Supone diversificar el cultivo sin realizar necesariamente programas de selección y mejora. El conocimiento de las variedades que se pretenda introducir supondrá la consulta de los catálogos de los materiales biológicos conservados en las colecciones mundiales de germoplasma. Además de ello la introducción de un nuevo material genético requerirá una evaluación detallada de su aptitud agronómico o forestal en el ambiente en el cual se pretende introducir

# Mejora de poblaciones base. Se realiza por selección recurrente dentro de las poblaciones locales, adaptadas a su medio tras muchas generaciones de cultivo por los agricultores y silvicultores. Este proceso puede ser individual o masa~ y se conducirá en distinta manera en autógamas y en alógamas. Un aspecto destacado es la reducción del lastre genético en las poblaciones base mediante selección contra caracteres no deseables. Las poblaciones base mejoradas son un material de partida de gran importancia para programas de obtención de variedades selectas

# Obtención de variedades sintéticas y compuestos (alógamas). Las variedades sintéticas se obtienen a partir de un reducido número de líneas puras, manteuiéndose después por polinización libre. Estas variedades

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podrán tener interés económico en determinados sistemas de producción agrario . Los compuestos se realizan a partir de un reducido número de poblaciones, manteniéndose después por polinización libre. En ellos puede conservarse una considerable cantidad de variabilidad con un esfuerzo reducido. En todo caso se obtendrá un material genético con suficiente variabilidad como para ser utilizado de base en un programa de mejora.

# Hibridación y retrocruzamiento con variedades selectas. En la hibridación generalmente se busca la aportación de genes de adaptación al medio de una variedad local y la productividad de una variedad selecta. La hibridación podrá ser varietal o entre líneas puras, con diverso nivel de manifestación de la heterosis. El retrocruzamiento se llevará a cabo cuando interesa una cualidad concreta, de herencia monogénica u oligogénica, tal como la resistencia a una enfermedad, o un componente químico

# Hibridación interespecífica. Mediante metodología tradicional o por otros métodos, tales corno la fusión de protoplastos, puede conseguirse la incorporación de gerrnoplasma de una especie en otra próxima filogenéticamente. El grado de introgresión que pueda llegar a conseguirse va a depender de las relaciones genéticas entre las especies hibridadas

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