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A medio plazo será posible obtener nuevas variedades con mayor productividad y adaptación

Mejora genética en brásicas hortícolas

María Tortosa, Tamara Sotelo y María Elena Cartea del Grupo de Mejora, Genética y Bioquímica de Brásicas de la Misión Biológica de Galicia (MBG - CSIC)17/06/2015
Los cultivos de brásicas hortícolas gozan de una amplia difusión debido a su importancia económica y sus propiedades saludables. Cultivos como el repollo, coliflor, brécol, nabicol o grelos se incluyen en programas de mejora con el fin de obtener nuevos híbridos y cultivares con mayor producción y diversidad de formas y ciclos. Existe actualmente una tendencia creciente a introducir otros criterios de mejora relacionados con la calidad nutricional. Diferentes estudios han permitido identificar variedades prometedoras como punto de partida para seleccionar materiales con diferentes ciclos de precocidad y/o enriquecido en compuestos biosaludables relacionados con la prevención de enfermedades. Las nuevas técnicas genéticas y la identificación de genes responsables de caracteres de interés suponen un avance interesante en la mejora de estos cultivos y en la obtención de variedades con mayor valor agronómico y nutricional.

Introducción

El género Brassica pertenece a la familia Brassicaceae y está integrado por 37 especies distribuidas fundamentalmente en las regiones templadas del hemisferio norte, si bien es una familia cosmopolita debido a su capacidad de adaptación a un amplio rango de condiciones climáticas, ya que se consideran plantas moderadamente resistentes a las heladas y altamente resistentes a las sequías.

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Parcela experimental con cultivos de berzas y de repollos en la Misión Biológica de Galicia.

Desde el punto de vista económico, el género Brassica es el más importante de la familia de las crucíferas porque a él pertenecen varias especies cultivadas como hortalizas, condimentos, oleaginosas y forrajes. De las especies que componen este género, solo dos de ellas tienen un aprovechamiento exclusivamente hortícola: Brassica oleracea, dentro de la que se incluyen cultivos como el repollo, brécol, coliflor y berza y Brassica rapa en la que se incluyen formas vegetales como las nabizas, los grelos y el repollo chino; Brassica napus presenta un aprovechamiento mixto; por ello encontramos formas hortícolas como el nabicol y la rutabaga y formas oleaginosas como la colza.

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Tabla 1: Especies y cultivos hortícolas del género Brassica.

Los objetivos de la mejora genética en las brásicas hortícolas se pueden dividir en dos grandes grupos: el primero de ellos se basa fundamentalmente en la mejora de los caracteres agronómicos, centrados fundamentalmente en el incremento del rendimiento. El segundo grupo se refiere al concepto de calidad, el cual engloba diversos atributos, desde la apariencia comercial y el valor nutritivo del órgano consumido hasta la capacidad de conservación del producto. Ambos objetivos dependerán en cualquier caso de las exigencias del mercado. Dado que la actividad de los mejoradores está condicionada por los sistemas reproductivos de las plantas, los métodos usados para la mejora genética de las brásicas hortícolas han sido los propios de los cultivos alógamos, al tratarse de plantas de polinización cruzada o en el caso de B. napus con un porcentaje elevado de alogamia parcial. Asimismo, la elección de un método u otro de mejora vendrá determinado principalmente por el objetivo perseguido, la herencia de los caracteres que se desean mejorar y la rentabilidad económica.

En este artículo se incluye una revisión de los aspectos más importantes de la mejora genética de estos cultivos teniendo en cuenta los criterios de mejora agronómicos y de calidad nutricional.

Mejora genética del valor agronómico

Los programas de mejora genética centrados en el valor agronómico han tenido como objetivo primordial la obtención de nuevas variedades de brásicas con características beneficiosas desde el punto de vista producción comercial. El rendimiento, grado de compactación de las pellas, peso, uniformidad y la resistencia a plagas y enfermedades han sido características importantes exigidas por productores en la obtención de nuevas variedades mejoradas.

No obstante, en los últimos años se ha producido un cambio en los criterios de selección utilizados por los mejoradores. El rendimiento, que había sido hasta la fecha el objetivo principal de los programas de mejora, ha sido desplazado por otras características como la uniformidad de los cultivos, la resistencia a enfermedades y plagas, el tamaño o el color de las pellas en consonancia con las nuevas tendencias y estilo de vida de la sociedad actual. Así, tradicionalmente, en productos destinados a su consumo en fresco, como el repollo, brécol o coliflor, se buscaba la obtención de pellas o cabezas de gran tamaño. La corriente actual persigue sin embargo la obtención de variedades de menor tamaño –como las denominadas formas ‘mini’, que se adecúan mejor al tamaño medio familiar– y variedades con pigmentos diferentes, como la coliflor morada, muy apreciada en alta cocina.

Otro de los grandes retos de los mejoradores de brásicas hortícolas ha sido la obtención de variedades resistentes a las principales enfermedades en un intento de combatir los efectos perjudiciales provocados por el uso abusivo de fitosanitarios. Por su impacto económico, deben destacarse como enfermedades importantes la potra de la col (Plasmodiophora brassicae) y la podredumbre negra de las crucíferas (Xanthomonas campestris), las cuales ocasionan grandes pérdidas y, en la mayoría de los casos, hace que el producto final sea inservible para su venta en el mercado en fresco. Aunque se han desarrollado variedades resistentes a estas enfermedades, el precio de esta semilla no les permite ser competitivas frente al uso de tratamientos fitosanitarios. Sin embargo, el creciente interés por agriculturas menos agresivas con el medioambiente y la obtención de alimentos procedentes de la agricultura ecológica producirá la demanda de variedades resistentes que permitan la reducción de los tratamientos.

En cuanto a las plagas, los estudios están centrados en la mosca de la col (Delia radicum), pulgón (Brevicoryne brassicae) y distintos tipos de lepidópteros (Mamestra brassicae, Plutella xylostella y Pieris spp.). En este caso, el desarrollo de variedades resistentes es más complicado ya que la base genética de resistencia a insectos es mucho más compleja y está influenciada por el ambiente y la edad de la planta.

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Daños provocados por plagas de lepidópteros en cultivos de repollos.

Mejora genética de la calidad

Dentro del concepto de calidad en las brásicas hortícolas se engloban diversos aspectos, desde la capacidad de conservación del producto hasta la apariencia comercial y el valor nutritivo del órgano consumido. La duración del periodo de conservación es un factor que va a influir en la apariencia del producto. Esta duración va a depender del contenido en materia seca y en cera. Las variedades más aptas para el almacenamiento son normalmente de gran tamaño y de crecimiento lento y deben ser cultivadas en ambientes fríos y recogidas en el momento de madurez apropiado. La apariencia incluyendo el color y la forma, es un carácter importante dirigido directamente al consumidor. En repollo el estudio del color se ha basado en la herencia de síntesis de antocianos, así como se prefieren formas redondas frente a las alargadas. En el caso de las coles de Bruselas, se busca un color verde fresco y brillante con pellas compactas redondas, lisas y sin defectos. La mayoría de los caracteres relacionados con la apariencia están regulados por varios genes y con importantes influencias ambientales.

El valor nutritivo de cualquier alimento depende de su composición en nutrientes. En las brásicas, al igual que en otros cultivos hortícolas, primará el análisis de elementos que tengan incidencia en características organolépticas y de aquéllos que puedan tener efectos beneficiosos para la salud. Las brásicas comparten las características generales del resto de productos hortícolas, como es el bajo contenido en grasa y alto contenido en fibra y minerales particularmente en potasio, cobre, magnesio, manganeso, hierro, zinc y calcio; en concreto, en las berzas y repollos, la disponibilidad del calcio es elevada, similar al porcentaje de absorción de la leche. Además, presentan importantes niveles de vitaminas, destacando el contenido en vitamina C, responsable de que estos vegetales hayan sido utilizados históricamente en medicina para combatir el escorbuto.

Las brásicas, además, contribuyen a prevenir ciertas enfermedades debido a su composición rica en ciertos compuestos secundarios. Estos compuestos son los responsables de ciertas propiedades organolépticas, como el sabor amargo característico de algunos cultivos. Entre los compuestos bioactivos presentes en los cultivos de brásicas destacan los glucosinolatos (exclusivos de las crucíferas) y los antioxidantes, entre los que se incluyen los carotenoides y compuestos fenólicos. En los últimos años se ha demostrado que estos contribuyen a reducir la posibilidad de padecer algunas enfermedades crónicas, degenerativas y cardiovasculares.

Programa de mejora genética en la Misión Biológica de Galicia

En la última década, el grupo de Mejora, Genética y Bioquímica de Brásicas en la Misión Biológica de Galicia (MBG) ha llevado a cabo una exhaustiva evaluación de un gran número de variedades locales de berzas, repollo, col asa de cántaro, nabiza, grelos y nabicol desde diferentes perspectivas de mejora genética (calidad y valor agronómico). Fruto de estos trabajos, se han identificado variedades con caracteres de adaptación, rendimiento y resistencia a plagas y enfermedades interesantes, lo que permitirá el posterior desarrollo de nuevas variedades mejoradas así como la identificación de genes responsables de caracteres de interés. Además, se han identificado variedades con elevado contenido en compuestos biosaludables como son los compuestos antioxidantes, los compuestos fenólicos y, de modo especial, los glucosinolatos.

Estas investigaciones han proporcionado la identificación de variedades que constituyen el material de partida de futuros programas de mejora genética. Actualmente en la MBG se están llevando a cabo distintos programas de selección relacionados con la obtención de variedades de grelo con elevado rendimiento y con diferentes ciclos de precocidad, lo cual es de vital importancia para la venta en fresco así como para la industria transformadora asociada a este cultivo. Además, se ha estudiado la influencia de las fechas siembra y de diferentes parámetros ambientales en la adaptación, valor agronómico y contenido en compuestos bioactivos, lo que nos ha permitido seleccionar aquellas variedades más idóneas para un ambiente concreto.

En cuanto al valor nutricional, se han llevado a cabo diferentes programas de selección y cruzamientos con el fin de obtener material con alto y bajo contenido en glucosinolatos en diferentes cultivos como berzas, grelos y nabicol. Ello ofrece la oportunidad de disponer de un material útil en el estudio de las propiedades biológicas de estos compuestos, como son sus propiedades antibióticas sobre distintas plagas o enfermedades y/o sus efectos biológicos in vitro sobre determinadas líneas de cáncer.

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Repollo con antocianinas utilizado principalmente en ornamentación.

Perspectivas de futuro

Estos cultivos presentan características beneficiosas para la salud del consumidor, por lo que se prevé en un futuro una creciente demanda por parte de este. Los programas de mejora deberán ir encaminados a las ‘nuevas exigencias del mercado’ y adaptarse a los nuevos criterios del consumidor con el fin de obtener variedades mejoradas a nivel agronómico para ser cultivadas en épocas concretas del año y estar además enriquecidas en compuestos beneficiosos para la salud. A medio plazo será posible obtener nuevas variedades con mayor productividad y adaptación y menores requisitos de insumos (riego, fertilización y pesticidas), lo que las convertiría en variedades prometedoras para la producción en fresco bajo condiciones de agricultura ecológica. Además, en la actualidad y, gracias a las nuevas técnicas de ingeniería genética así como al conocimiento de los distintos mapas genéticos de las especies del género, los mejoradores podrán responder a la demanda de los consumidores obteniendo variedades que presentan un mayor valor nutricional y propiedades organolépticas deseadas.

Referencias

  • Cartea, M.E., Francisco, M., Lema, M., Soengas, P., and Velasco, P. 2010. Resistance of cabbage (Brassica oleracea capitata Group) crops to Mamestra brassicae. Journal of Economic Entomology 103:1866-1874.
  • Francisco, M. 2008. Nutritional quality of Brassica vegetables. Alimentación, equipos y tecnología:55-59.
  • Francisco, M., Soengas, P., Velasco, P., and Cartea, M.E. 2011. Effect of Genotype and environmental conditions on health-promoting compounds in Brassica rapa. Journal of Agricultural and Food Chemistry 59:2421-2431.

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