Desarrollo de nuevas variedades vegetales

El pasado 3 de Junio se celebró el webinar: 'Desarrollo de nuevas variedades vegetales' en el que, de la mano de expertos del sector de la obtención vegetal, se abordaron aspectos clave de este proceso y del contexto actual. A continuación, repasamos las principales temáticas tratadas, por si no pudiste asistir.

Estado actual del sector

La mejora vegetal es crucial para afrontar desafíos como el cambio climático, la seguridad alimentaria y la sostenibilidad agrícola. Permite generar cultivos más resistentes a enfermedades, adaptados a nuevas condiciones climáticas, con mejor sabor, rendimiento y características nutricionales.

No obstante, desarrollar una variedad requiere conocimientos en agronomía, genética, biotecnología, regulación, comercialización y desarrollo de producto. Además de involucrar a profesionales de perfiles muy diversos, el proceso puede extenderse, en función de la especie, entre 10 y 15 años (Figura 1), y requerir de una inversión estimada de entre 1 y 3 millones de euros.

La Asociación Nacional de Obtentores Vegetales (ANOVE), que actualmente agrupa a más de 60 entidades (empresas y centros públicos) dedicadas a la mejora vegetal, nos contó que el 38 % de los empleados de sus organizaciones asociadas se dedican a actividades de investigación, lo que provoca que hasta un 20 % de la facturación de las empresas sea reinvertida en I+D+i, muy superior a otros sectores innovadores como la biotecnología o software. 

Sus miembros están distribuidos en 76 centros de I+D repartidos por todo el territorio nacional, si bien hay una mayor concentración en las provincias de Almería y Murcia. España es una de las 5 potencias mundiales en I+D hortícola, especialmente en cultivos protegidos, lo que sitúa al mercado de semillas nacional por encima de los 800 millones de euros anuales y genera alrededor de 25.000 puestos de trabajo. 

En los últimos 30 años, en Europa se han registrado casi 86.000 nuevas variedades. Estas han permitido aumentar la producción en casi 3 millones de toneladas al año, al mismo tiempo que han reducido el uso de fitosanitarios, fertilizantes, agua y superficie cultivada. 

No obstante, a nivel regulatorio, hay mucho camino por recorrer y todo apunta a que en los próximos años cambiará de forma significativa cómo se registran, protegen y comercializan nuevas variedades vegetales (Figura 2).

Entre los posibles cambios regulatorios se incluye un nuevo reglamento para todo el material vegetal (excepto forestal), la posible incorporación de criterios de sostenibilidad, y ensayos de identificación más exigentes. 

La propuesta inicial de la Unión Europea sobre nuevas técnicas de mejora genética (NGTs) contempla la creación de dos nuevas categorías (Figura 3), ya modificadas mediante enmiendas para una mejor adaptación al mercado. Esta propuesta ya ha sido aprobada por el Consejo y se prevé que el proceso concluya a finales de 2025.

Proceso de desarrollo de una variedad vegetal y tecnologías de soporte

De la mano de HM Clause, vimos cómo es el proceso de desarrollar una nueva variedad vegetal. Inicialmente, es necesario recoger información sobre las demandas de (i) agricultores, en resistencia a enfermedades y plagas o estrés abiótico, (ii) consumidores, en cuanto a sabor, nutrición, vida útil y apariencia y (iii) mercado, para nuevos formatos, logística y transformación industrial.

Luego pasaríamos a una fase de investigación y desarrollo (Figura 4). Los caracteres de interés (entradas de selección), que pueden venir de otros híbridos o plantas salvajes, se cruzan con material del banco de germoplasma propio. 

De las poblaciones segregantes (descendientes o filiales) de los cruces, tienen que ir seleccionándose aquellas con los caracteres de interés con ayuda de herramientas como los marcadores moleculares o ensayos de resistencia a patógenos. 

Para cada candidato obtenido, se fijan los caracteres a través de autofecundación durante sucesivas generaciones (al menos hasta F6). Se puede llevar hasta la generación F9 para producir semilla "pre-base", que garantiza la calidad genética antes de la producción comercial. 

Las plantas seleccionadas con los caracteres ya fijados se utilizan para generar híbridos que se evalúan en parcelas comerciales en colaboración con agricultores. Estos ensayos tienen poco número de plantas por híbrido, para evaluar el mayor número posible de candidatos. 

En torno al 20 % evaluado es seleccionado de nuevo para pruebas posteriores con mayor número de plantas y un reducido número de candidatos.

Finalmente, los 3-5 candidatos finales pasan al equipo de desarrollo que lo evalúa en varias localizaciones y ambientes para determinar su adaptación en escenarios favorables y desfavorables. Si los resultados son positivos, se escala el número de ensayos durante 3 años hasta llegar a los ensayos de promoción, donde además de recopilar datos se da a conocer la variedad al sector. 

El proceso concluye con el registro oficial, la producción de suficiente semilla para cubrir la estimación de demanda, la valoración de la aceptación por parte de la cadena alimentaria y la confirmación de que la variedad cumple con los objetivos para los que fue creada.

Tecnologías de apoyo al desarrollo varietal

Beyond Seeds nos mostró varias tecnologías de soporte para la mejora vegetal, destacando herramientas clave como los marcadores moleculares, la selección asistida por genómica y el fenotipado masivo, así como el uso de software para análisis de datos que facilite la toma de decisiones con información de calidad.

Específicamente, hicimos un recorrido en diversas tecnologías:

• Fitobot. Sistema de fenotipado masivo por imagen, diseñado para registrar el crecimiento de la planta en condiciones de estrés controladas. 

  

• Oriel. Sistema de genotipado masivo basado en secuenciación de SNP (cambios de 1 nucleótido en el ADN) en tomate. Utiliza marcadores ligados a resistencia y morfología además de comprobar si el nivel de homocigosis de poblaciones segregantes es alto (fijado caracteres).
• Noah. Software de gestión orientado a la gestión del germoplasma y mejora vegetal. Facilita la estructuración y conservación de la información y asegura la integridad de los datos para la toma de decisiones, entre otras funciones.
• ark.ia. Modelo de inteligencia artificial para integrar los datos obtenidos de las tecnologías anteriores. Es un asistente para el genetista que permite, por ejemplo, simular los descendientes de un cruce y poder diseñar los mejores cruzamientos.

Conclusiones

Este webinar ha dejado en evidencia que el sector obtentor español está listo para contribuir con soluciones eficientes e innovadoras a las demandas de agricultores, consumidores y mercado. 

No obstante, esto solo será posible si se establecen los marcos regulatorios adecuados. Se espera que, por motivos como el cambio climático, el aumento de la población y la diminución del uso de productos químicos, se requiera un aumento adicional del 20 % en el rendimiento en los próximos años. 

Por suerte, hemos visto que contamos con suficiente capacidad humana y tecnológica para dar respuesta a estas necesidades sin dejar de lado la sostenibilidad del sector.