Estas variedades constituyen un material de gran interés para el sector productivo agrícola que opera con técnicas de manejo ecológico por su excelente adaptación a sistemas agrícolas tradicionales, caracterizados por bajos insumos

En España se dedican al cultivo del trigo alrededor de 2 millones de hectáreas. Tras la Revolución Verde, las variedades locales que se sembraban en nuestro territorio fueron progresivamente reemplazadas por variedades más productivas pero homogéneas obtenidas mediante la mejora genética, dando lugar a una pérdida de variabilidad genética en este cultivo. Por suerte, esta pérdida de variabilidad no es irreversible ya que esas variedades locales tradicionales se conservan en el Centro de Recursos Fitogenéticos del INIA. Su estudio es clave para conocer su diversidad y analizar cómo puede ésta ser usada como fuente de variabilidad genética en programas de mejora y como recurso científico para estudiar las bases genéticas de numerosos caracteres de interés agronómico.

El trigo es un cereal ampliamente cultivado y esencial para la alimentación de la humanidad ya que, a nivel mundial, aporta el 20% de la ingesta calórica y el 20% de la proteína en la dieta. Dentro de este cultivo se pueden diferenciar dos especies: el trigo duro o semolero (Triticum turgidum) y el trigo blando o panadero (Triticum aestivum). Este último representa entre un 90 y un 95% del trigo total producido. El consumo de trigo se remonta a los inicios de la agricultura en el Creciente Fértil, donde se domesticó hace 10.000 años y desde donde se difundió por todo el mundo. Hoy en día, se consume bajo diferentes formas, en función del lugar geográfico y de las características de la harina resultante empleada (panes levados, panes planos, bizcochos, galletas, noodles, para el trigo blando; y pasta, cuscús, bulgur, para el duro).

En la actualidad, uno de los mayores retos de la agricultura es el de alimentar a una población mundial en constante crecimiento, con la dificultad añadida que entrañan la limitación de la superficie cultivable y las cambiantes condiciones climáticas. La mejora genética es clave para hacer frente a este desafío, ya que es prioritario desarrollar nuevas variedades de alto rendimiento y calidad, que a su vez sean resistentes a los diferentes estreses abióticos y bióticos a los que están y estarán sometidas.

Desde su domesticación, el trigo ha sido mejorado por los agricultores, de forma inconsciente al principio, al reservar para siembra la semilla de las plantas con mejores características (mayor rendimiento y resistencia a plagas y enfermedades). Con el avance de la ciencia y de la genética en particular, esta mejora del cultivo comenzó a hacerse de forma dirigida. Con la Revolución Verde en los años 60 se produce un gran salto en la mejora del cultivo, introduciéndose las variedades semi-enanas que permitieron facilitar la mecanización y consiguieron aumentar los rendimientos de forma significativa, hasta alcanzar los actuales. Sin embargo, esto ha ido provocando un estrechamiento de la base genética, dando lugar a una homogeneización de los cultivos. Es por tanto crucial encontrar nuevas fuentes de variabilidad genética, y es ahí donde pueden desempeñar un papel clave las variedades tradicionales.

Se pueden definir como variedades locales o tradicionales a las empleadas durante generaciones en una localidad determinada, donde han ido adaptándose a las condiciones bióticas y abióticas concretas de la zona, y que normalmente se han cultivado usando menor cantidad de insumos. En España, el Centro Nacional de Recursos Fitogenéticos del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (CRF-INIA) mantiene la colección española de variedades tradicionales de trigo, que incluye más de 1.550 accesiones de trigo recolectadas por toda la geografía.

Dado que España tiene una amplia diversidad agroclimática, esta colección representa una inestimable fuente de variabilidad genética que debería ser explotada en programas de mejora vegetal. Un primer paso, fundamental para su aprovechamiento, es validar el potencial de este germoplasma mediante una exhaustiva caracterización fenotípica y genotípica (Fotografía 1).

El grupo de Mejora Genética de Plantas de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas de la Universidad Politécnica de Madrid (ETSIAAB-UPM), lleva varios años colaborando con el CRF-INIA. En sucesivos proyectos de Investigación se ha evaluado parte de la colección para distintos caracteres de interés agronómico, a veces en colaboración con otros grupos, como para los estudios de la arquitectura radicular (Universidad de Alcalá de Henares) o resistencia a enfermedades (Universidad de Sevilla).

Así mismo, se ha llevado a cabo una evaluación del contenido en micronutrientes minerales de unas 500 variedades locales. Las que han mostrado valores consistentemente elevados de hierro y zinc han sido transferidas al CIMMYT (Centro Internacional de Mejora de Maíz y Trigo, México) para su inclusión en programas de mejora de la calidad nutricional de trigo.

La caracterización más exhaustiva se ha realizado en un conjunto de 380 accesiones, 189 de trigo blando y 191 de trigo duro, seleccionadas por cubrir toda la geografía española y por su amplia variabilidad agromorfológica (Figura 1).

La evaluación de las variedades se ha realizado mediante ensayos de campo en los que se han medido caracteres agronómicos, como son los días a espigado y a maduración, los requerimientos de vernalización, la altura de la planta, y el número de granos por espiga y el peso de mil granos, estos últimos relacionados directamente con el rendimiento. Aunque en general las variedades locales son de mayor altura, más tardías y de menor rendimiento que las modernas, se ha observado una amplia variabilidad para todas las características evaluadas.

El estudio fenotípico de la colección ha incluido también la evaluación de la calidad funcional o tecnológica, es decir la calidad del grano para el uso final de la industria panadera o semolera. La mayor parte de la cosecha de trigo se destina a alimentación humana y, por ello, es fundamental desarrollar variedades de alta calidad. Aunque la base genética de la calidad está bien caracterizada, es posible aún detectar nuevas variantes genéticas que puedan ser de interés en mejora. Para esta evaluación se han determinado distintas características como el contenido en proteína, la dureza del grano, y las propiedades reológicas de las harinas y sémolas.

Las variedades locales presentan un contenido en proteína muy superior al de las variedades modernas, y una calidad muy variable, aunque en general menor. Aun así, algunas que destacan por sus buenas propiedades para uso en la industria agroalimentaria pueden ser muy interesantes, teniendo en cuenta que, además de su aplicación en programas de mejora, las variedades locales constituyen un material de gran interés para el sector productivo agrícola que opera con técnicas de manejo ecológico por su excelente adaptación a sistemas agrícolas tradicionales, caracterizados por bajos insumos.

Actualmente, el grupo de investigación está en contacto con un grupo operativo nacional (TrigoPaneco) que tiene como objetivo principal la mejora de la calidad de los trigos producidos en cultivo ecológico. Este grupo, liderado por el Instituto Vasco de Investigaciones Agrarias (NEIKER), agrupa a institutos de investigación agraria, cooperativas de productores, y harineras de País Vasco, La Rioja, Navarra, Castilla y León, Aragón y Cataluña. De esta colaboración se espera poder seleccionar variedades locales de calidad que puedan llegar a cultivarse directamente, y destinadas al mercado de elaboración de panes y otros productos tradicionales.

Además de la evaluación fenotípica, las variedades locales han sido objeto de una exhaustiva caracterización genética y genómica. Para ello, se realizó la secuenciación masiva del ADN de todas las accesiones de trigo duro y trigo blando, obteniéndose un gran número de marcadores moleculares, que se analizaron mediante programas bioinformáticos. El estudio de estos marcadores moleculares mostró la alta diversidad genética de las diferentes variedades locales de trigo duro y blando españolas analizadas. Este análisis permitió separarlas en grupos genéticos diferentes, y examinar su relación con las variedades modernas. De esta manera, se ha constatado que las variedades locales españolas presentan mucha más variabilidad que los cultivares modernos comerciales, y que, sobre todo en el caso del trigo duro, los materiales locales han participado muy poco en el desarrollo de las variedades actuales.

Una vez se terminen los análisis fenotípicos y se recopilen todos los datos, se procederá a realizar un análisis de asociación por GWAS (Genome-Wide Association Study), que permitirá establecer relaciones entre genotipo y fenotipo, y facilitará la identificación de regiones genómicas responsables de caracteres complejos de interés.

Los estudios genéticos realizados con las variedades locales de trigo, han permitido a los investigadores desarrollar la Colección Nuclear Española de Trigo Duro y la Colección Nuclear Española de trigo Blando, formadas por 94 accesiones cada una, y que cubren la variabilidad geográfica, fenotípica y genética de la colección completa conservada en el CRF-INIA (Fotografía 2).

Estas dos colecciones, que están a disposición de la comunidad científica y de los mejoradores y conservadas en el CRF-INIA, son un valioso recurso que va a permitir el aprovechamiento de la variabilidad genética de las variedades locales en programas de mejora de trigo con el fin de obtener variedades que mejoren la calidad y adaptabilidad del cultivo y garanticen la seguridad alimentaria.

Los autores agradecen la financiación recibida a través de los proyectos de investigación, especialmente AGL2016-77149 y RFP2015-00008-C04-01, y por el contrato predoctoral del Programa Propio de la Universidad Politécnica de Madrid a M. López-Fernández.

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