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Inaugurado el pasado mes de junio, este consorcio desarrolla proyectos genómicos de mejora varietal y resistencia a patógenos, en melón, fresa y otros cultivos

El CRAG o la búsqueda de excelencia científica para el sector agroalimentario

Anna León10/01/2012

10 de enero de 2012

El proyecto se empezó a fraguar durante la década de los 90, aunque no se le dio luz verde hasta el pasado mes de junio. Fue entonces cuando se inauguró el Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG), un consorcio que aúna científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC); del Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA), la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) y la Universidad de Barcelona (UB). Lejos de ser un hándicap, en el CRAG trabajan más de 200 científicos de hasta 23 nacionalidades distintas. De semejante diversidad han visto la luz proyectos genómicos pioneros, que persiguen la mejora varietal y una mayor resistencia a patógenos en melón, fresa y otros cultivos. “Entre todos podemos hacer más cosas que por separado”, sintetiza Pere Puigdomènech, director del CRAG, quien insiste en que la política de recortes actual le preocupa, sobre todo, en la falta de confianza que genera en el país y sus posibilidades.
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Vista del Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG), situado en pleno campus de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).

Buena parte de los alimentos que llegan a nuestra mesa son fruto de la aplicación de técnicas genómicas a los cultivos, en pos de una mejora varietal o de aumentar la resistencia a plagas o enfermedades. Aun así, poco sabemos de la genómica destinada a la actividad agroalimentaria. Un desconocimiento que tiene su porqué: “En nuestro país, y en el resto de Europa, se apuesta por una agricultura más tradicional, con vistas a obtener valor añadido, bajo el amparo de denominaciones de origen, geográficas e incluso producciones ecológicas. Nosotros intentamos hacer ver que en estos ámbitos, más conservadores, la aplicación de la genómica también tiene su importancia”, aclara Pere Puigdomènech, profesor de investigación del CSIC y director del Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG), desde su despacho situado en el edificio del CRAG, en el campus de la Universitat Autònoma de Barcelona. Aunque la percepción acerca de la genómica, por parte del público, no es demasiado clara, ésta se empieza a abrir paso, entre expertos, industriales e incluso productores reacios, en un principio, al uso de técnicas genéticas y herramientas moleculares para la mejora de plantas. “En este sentido, en Francia se lleva a cabo un proyecto genómico de gran relevancia en viticultura, un cultivo muy tradicional. Y es que se empiezan a dar cuenta que la genómica permite clasificar variedades, con toda exactitud, así como analizar por qué se observan residuos y restos de pesticidas en el vino, etc.”.

El pasado 9 de junio, la entonces ministra de Innovación y Ciencia, Cristina Garmendia, inauguraba el Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG), un consorcio público formado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA), la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) y la Universitat de Barcelona (UB). Se hacía realidad así un proyecto que promueve “excelencia científica”, tal y como resalta Puigdomènech, y en el que tienen cabida más de 200 investigadores y personal de hasta 23 nacionalidades distintas; algunos provenientes de organismos públicos y otros de entornos universitarios. “Intentamos que no hayan territorios infranqueables entre grupos de investigación, ya que nuestro propósito, sobre todo, es el de optimizar recursos. Eso sí, todo el mundo tiene acceso a los instrumentos y servicios comunes, y sin ninguna distinción”, puntualiza. En síntesis, el CRAG desarrolla investigación de excelencia en el ámbito de la genómica, la biología molecular vegetal, la genética de animales de granja, así como de aplicaciones moleculares útiles para el cultivo y la crianza de las especies de interés agrícolas y ganaderas.

“En Europa se apuesta por una agricultura más tradicional, bajo denominaciones de origen, geográficas, etc. En estos ámbitos, más conservadores, la genómica también tiene su importancia”
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Pere Puigdomènech, profesor de investigación del CSIC y director del Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG), del CSIC-IRTA-UAB-UB, en uno de los invernaderos donde se llevan a cabo proyectos de agrigenómica en fresa.

Un proyecto de mejora en melón, de más de cuatro millones de euros, en siete meses de andadura

En apenas siete meses de funcionamiento, el CRAG ha puesto en marcha varios grupos de trabajo sobre genómica enfocada a tres cultivos: melón, fresa y Prunus (básicamente melocotoneros y almendros). El primero está considerado el proyecto ‘estrella’ del centro y también el más costoso, con una inversión de cuatro millones de euros. “Esta cantidad no es habitual –resalta Puigdomènech– en la mayoría de los programas genómicos que se desarrollan en nuestro país, y que suelen rondar los 300.000 euros. Inversiones muy por debajo de las que se destinan en otros países, en materia genómica, y que oscilan entre los 12 y 13 millones de euros, como sucede en Francia”. La menor dotación presupuestaria no es un obstáculo para que los proyectos ‘made in Spain’ reúnan la misma calidad que los desarrollados fuera de nuestras fronteras, y en particular, en los dos países más punteros en genómica de plantas: Japón y Estados Unidos. “En concreto, experimentamos un momento de aceleración máxima pero ahora no nos podemos parar. Hace falta destinar más recursos económicos, formar a los futuros investigadores en genómica, invertir en video informática y en análisis masivos de genomas. De lo contrario, perderemos posiciones”, advierte, en una clara alusión a la época de “recortes” que sufre el país.

Volviendo a las líneas de trabajo del centro, en melón se ha obtenido una secuenciación del genoma de este cultivo, que ha permitido determinar los genes que influyen en la calidad del fruto y en la resistencia a los patógenos. “Lo más importante de este trabajo son las herramientas moleculares. Es decir, establecer marcadores que contribuyan no solo a identificar variedades sino también a lograr los propósitos mencionados. Hay que tener en cuenta que el melón es una semilla híbrida de gran valor económico”. Una investigación, que finaliza en el año 2013, y que se inició con una subvención estatal y a la que se incorporaron después un total de 12 empresas agroalimentarias como Syngenta o Fitó, así como entes públicos de tres comunidades autónomas: Castilla La Mancha, Madrid y Cataluña. “Nos proponíamos identificar el genoma del melón, clasificar el germoplasma de la especie y desarrollar herramientas que mejoren la resistencia a los hongos”, resume.

“En genómica, vivimos un momento de aceleración máxima pero no nos podemos parar. Hacen falta más recursos,  formar a los futuros investigadores... de lo contrario, perderemos posiciones con otros países”
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En el CRAG se ha desarrollado un proyecto genómico de gran envergadura en mejora de melón, cuyos resultados se aplican ya en empresas agroalimentarias. En la imagen, planta de melón en el invernadero acondicionado para este cultivo.
Genética versus genómica

Amparo Monfort, investigadora del IRTA y responsable del programa de mejora en fresa del CRAG, nos aclara las principales diferencias entre genética y genómica. “Cuando hablamos de genética nos referimos a unos caracteres concretos así como al desarrollo de herramientas que, hasta ahora, hacíamos a nivel de cromosomas y de mapas genéticos (es decir, traslación del cromosoma al estudio del ADN y aproximación con marcadores del conocimiento de las regiones de cada uno de los cromosomas). Sin embargo, el paso a la genómica consiste en conocer toda la secuencia del ADN. De este modo, se puede buscar y analizar cualquier región o punto concreto”, especifica. A modo de ejemplo, nos explica: “Si un genoma tiene, para hacerse una idea, 600 millones de bases, con la genética hacías una aproximación hasta 500 o 1.000 marcadores. Ahora, con la genómica, puedes conocer cada una de las bases. Este acceso a la información, te permite ir en detalle al gen responsable de los cambios en las características agronómicas de la planta, ya sea melón, fresa o cualquier otro cultivo”.

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El edificio del CRAG cuenta con un área de cultivo in vitro. Las instalaciones incluyen un laboratorio dotado de cinco cámaras visitables donde se trabaja con semillas, brotes, e incluso se producen clones de especies vegetales. En las cámaras se reproducen las condiciones de temperatura (de 22 a 28 grados) así como los ciclos de luz-oscuridad (día corto de ocho horas y día largo de 16) que más interesen a los especímenes cultivados in vitro. Ahí, se almacenan hasta que sacan raíces, momento en el que se trasladan a los invernaderos acondicionados, en otra planta del centro. 

Genómica aplicada a la obtención de variedades de fresa tempranas

Otra de las líneas de trabajo del CRAG se dirige al conocimiento genético y genómico de la fresa. En este proyecto, el centro colabora con Plantas de Navarra (Planasa), productora a gran escala de fresas de plantel. “Aunque la decisión final la tiene la empresa, en función de las variedades con mayor aceptación comercial, nuestro papel se ha limitado a la selección de nuevas variedades y a dirigir los cruzamientos correspondientes en función de las características genéticas de cada uno de los planteles que se utilizan”, explica Amparo Monfort, investigadora del IRTA y responsable del programa de mejora en fresa del CRAG. Para ello, se cruzarían por ejemplo, líneas comercialmente más interesantes con otras más resistentes a patógenos, sin que ello afecte a la calidad del fruto de las primeras. La fresa, una planta de la familia de las rosáceas, posee un genoma octoploide (ocho copias del ADN en su genoma en cada célula) bastante complejo, aunque de gran repercusión económica en nuestro país, especialmente en el sur. De ahí que interese poner en marcha programas de mejora de esta especie. “La mejora desde el punto de vista agronómico –puntualiza Monfort– afectaría al crecimiento de la planta, al hecho de lograr una mayor resistencia a plagas, pero también a la calidad del fruto. Buscamos nuevas variedades de fresa con un fruto más firme (dureza externa pero que el fruto se deshaga en la boca), un color más anaranjado (los tonos rojizos oscuros ya se han logrado durante los últimos años), y cualidades nutricionales destacadas (contenido en azúcares equilibrado, alta capacidad antioxidante y polifenoles, que las harían más saludables)”.

“Buscamos variedades de fresa con un fruto más firme, un color más anaranjado, con cualidades nutricionales (contenido en azúcares equilibrado, capacidad antioxidante y polifenoles elevados)”
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A la izquierda, las plántulas de fresa cultivadas en las cámaras in vitro, se trasladan a unos mini invernaderos donde permanecen aisladas, durante unos días, en unas condiciones determinadas de temperatura (a la izquierda). Cuando alcanzan la altura y características adecuadas, se trasplantan y estudian en el invernadero, como se puede ver a la derecha.

En realidad, el objetivo principal de este programa de mejora es la obtención de fresas tempranas. En España, la fresa se cultiva de octubre a junio del año siguiente, aunque la producción se consigue de enero-febrero hasta mayo-junio. “Estamos trabajando en nuevas variedades que proporcionen frutos de calidad en enero-febrero, por lo que necesitamos una floración más temprana, cuando el día todavía es corto, a finales de otoño. Esto se hace generando poblaciones de fresa a base de cruzamientos, y analizando éstas a través de marcadores genéticos asociados a la variación del carácter que queremos medir. Posteriormente, se aplican estos marcadores a las plantas, antes que florezcan y produzcan fruto. Así, tendrán las características que queremos”. En función del mercado al que se dirijan las nuevas variedades, se producirán unas fresas con unas características u otras. Para hacerse una idea, mientras en Francia y en el norte de Alemania están acostumbrados a las fresas alargadas, de tamaño pequeño, en nuestro país preferimos las fresas grandes, y en especial, los fresones.

En el CRAG, también se aplican técnicas genómicas en otros cultivos. En prunus, se investiga, por un lado, cómo incrementar la resistencia en melocotonero, mejorar la calidad del fruto y modificar la época de maduración; por otro lado, se trabaja en almendro, mediante una colaboración internacional con programas que se llevan a cabo en países como China y Chile. En horticultura ornamental, y junto a la empresa Cultius Roig, se ha desarrollado mejora genética en geranio, que ha dado fruto a nuevas variedades del tipo ‘zonale’, ‘peltatum’ y ‘grandiflorum’. Además, ya se han realizado algunas incursiones, en mejora genética de la calidad del fruto y selección de nuevas variedades resistentes a plagas y enfermedades en frutales (pera), espárrago y ajo, también junto a Planasa. En arroz, se profundiza en aspectos como una mayor resistencia a hongos y en maíz, las investigaciones se dirigen hacia la producción de biocarburantes. Entre los próximos retos de este consorcio, para el año en curso, figuran el seguimiento de proyectos ya iniciados en curvitáceas, prunus, sobre todo frutales, y selección de variedades de geranio, así como la mejora, mediante la genómica, en variedades de frambuesa. Tan solo siete meses después de la inauguración de este consorcio, que incluye además del edificio en el campus de la UAB unos invernaderos de 3.000 metros cuadrados en Torre Marimon, del IRTA, en la población de Caldes de Montbui (Barcelona), el balance es “positivo”, ya que se ha podido “optimizar recursos y promover excelencia científica”, según, Pere Puigdomènech, director del CRAG. “Vamos a evaluar las líneas en las que hemos trabajado y también aprobaremos un nuevo comité científico durante este año. Además, elaboraremos un Plan Estratégico para los próximos años. Y por último, solo puedo destacar, que en genómica nuestros proyectos se basarán en parámetros de variación de aromas y maduración”.

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A la izquierda, ejemplares de Abidopsis, una planta con la que se efectúan modelos en genómica. A la derecha, plantas de arroz del Delta, en las que se busca una mayor resistencia a los hongos.

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