La aparición de nuevas técnicas que apuntan a la edición de genes y a una mirada holística del comportamiento de las plantas ayudaría a reducir fuertemente el tiempo de desarrollo de nuevas variedades.
Las proyecciones de aumento de la población mundial, que prevén que se duplicará en los próximos treinta años, los efectos del cambio climático y las nuevas tendencias de alimentación que se orientan al consumo de productos más sanos y nutritivos son algunos de los elementos que explican por qué a nivel de la agroalimentación se ha popularizado la frase de "quien maneje la genética controlará el mercado". Esto porque se entiende que la genética es la que permitirá contar con variedades que respondan a los nuevos requerimientos.
De la mano con esas necesidades, en los últimos años han comenzando a masificarse nuevas tecnologías que aportan eficiencia y eficacia a los programas de mejoramiento genético vegetal, tanto en el área de frutas y cereales, como en el forestal, a través de lo que se conoce como biotecnología y que los expertos califican como una próxima revolución para la agricultura.
Desarrollar una nueva variedad con métodos tradicionales, puede tomar del orden de 10 años. Y si bien las nuevas técnicas biotecnológicas todavía no han arrojado nuevas variedades a nivel comercial, por lo que no existen estadísticas que permitan determinar cuál es su aporte en términos de eficiencia, sí se proyecta que en el caso de algunos cereales y frutas que se están desarrollando en Chile, el proceso podría disminuir en cuatro años, mientras que en el área forestal podría reducirse en hasta ocho años.
Y no solo se trata de rapidez. También la probabilidad de llegar a obtener una nueva variedad, que actualmente es del orden del 1%, puede aumentar hasta el 10% en algunos casos, según los investigadores locales. "Estas nuevas técnicas permiten seleccionar características más complejas y permiten evaluar mucho más material, además de ser más precisas en la selección. Ese tipo de ventajas son fundamentales en el mejoramiento genético", asegura el subdirector de Investigación y Desarrollo del INIA, Iván Matus.
La importancia de esos avances también radica en que cada vez se buscan características más específicas en las distintas especies, que en las frutas se concentran principalmente en la adaptación a condiciones climáticas de mayor estrés, resistencia a plagas y enfermedades y contenido de azúcar, y en el caso de las plantaciones forestales, en obtener más rendimiento de celulosa por hectárea y mayor volumen de la planta.
Pese a los avances que hay en Chile, donde se están implementando casi todas las nuevas técnicas de biotecnología al mejoramiento genético vegetal, el punto débil sigue siendo el financiamiento.
"Estamos muy por detrás de otros países, incluso en Latinoamérica, donde Brasil va mucho más avanzado. Seguimos invirtiendo solo el 0,3% del PIB (Producto Interno Bruto) en investigación y desarrollo en general, frente al 2,3% de otros países", plantea Iván Matus como uno de los desafíos.
Más precisión
Si a fines de los años 90 los investigadores proyectaban que el uso de marcadores moleculares -algo así como las huellas digitales- y la obtención de la secuencia de ADN de las plantas serían la solución para el mejoramiento genético vegetal, hoy se estima que las nuevas tecnologías que han aparecido en los últimos diez y veinte años serán otra revolución para esa área.
El impacto parte porque el costo de secuenciar el ADN de una planta ha bajado drásticamente, desde unos US$ 3 mil y US$ 300 hace algunos años a alrededor de US$ 5 actuales, por lo que tener esa información hoy es mucho más simple, rápido y barato.
Como esa etapa ya está más resuelta, el foco de los científicos está en lograr editar los genes para que se manifiesten las características que buscan en una planta, y en asociar la información que arrojan las moléculas con el comportamiento que muestran en un ambiente determinado, en el campo.
"En general, todas las nuevas técnicas buscan editar genomas de manera precisa, con procesos controlados, sin modificar el resto de las características de la planta, que es lo que cuesta conseguir con el mejoramiento genético tradicional", explica el director ejecutivo de Chilebio, Miguel Ángel Sánchez.
Fenómica, el nuevo enfoque
Una de las aproximaciones más novedosas, que solo se comenzó a desarrollar hace diez años a nivel internacional, y desde hace unos cinco años en Chile, es la fenómica. Se trata de una mirada más holística, que no solo está enfocada en el ADN de las plantas, sino que también en obtener información sobre cómo se comportan en un ambiente determinado -en un laboratorio o el campo- y cómo eso afectará su desarrollo.
Desde 2011, el Centro de Mejoramiento y Fenómica de la U. de Talca está orientado a este ámbito, con la idea de generar modelos predictivos para los programas de desarrollo de nuevas variedades. Actualmente trabajan con trigo, quínoa y alfalfa, en conjunto con el INIA, y con arándanos y frutillas, algo que es inédito a nivel mundial dentro de la fenómica.
"El tema molecular está bien resuelto en términos de equipamiento, pero las herramientas no han funcionado mucho porque no existe una caracterización del fenotipo, que es lo que expresa la planta en terreno, y eso hace que no haya mucha consistencia entre los resultados moleculares y los del campo. Y lo que busca la fenómica es caracterizar muchas cosas al mismo tiempo, para entender por qué una planta se va a comportar bien o no en un ambiente determinado", explica el investigador Gustavo Lobos.
El avance que proyecta conseguir es significativo en resultados y en tiempo, aumentando del 1% actual a 10% o 15% la probabilidad de llegar a obtener una nueva variedad, además de disminuir el programa de 12 a seis años.
"Con la fenómica puedo seleccionar las mejores plantas midiendo muchos caracteres y no solo un par, como se hace hoy día, porque así puedo entender cuál es efectivamente la mejor, y eso ayuda a descartar temprano mucho material que no sirve", asegura Gustavo Lobos.
Como ejemplo, si se quiere medir el estrés hídrico, con las herramientas tradicionales se pueden analizar alrededor de 15 plantas diarias, mientras que con las de la fenómica se puede diseñar un modelamiento para predecir esa variable, y evaluar unas 1.500 plantas al día.
Lo que usa esta tecnología son análisis de espectrorradiometría y termografía, que miden la reflección y temperatura, respectivamente. En el primer caso, en términos simples, son equipos de fibra óptica que captan lo que reflejan las plantas en distintas longitudes de onda para calcular un porcentaje entre la radiación que llega a cada una y la que reflejan.
"Es súper parecido a lo que hacen los drones, pero nosotros trabajamos con equipos mucho más sensibles y hacemos una lectura muy específica. Cuando se analiza la firma espectral, se asocia después con los caracteres que se miden", detalla Gustavo Lobos.
Impacto forestal
En el Centro de Biotecnología de la U. de Concepción, el 80% de las investigaciones está enfocado en el sector agrícola y forestal, y reconocen que las nuevas herramientas de mejoramiento genético tienen un papel crucial. Entre los elementos de interés para este rubro está tener mayor densidad, rendimiento o contenido de componentes específicos en las plantas, con la meta de conseguir una mayor producción de celulosa por hectárea en los bosques. También la resistencia al estrés hídrico es un factor relevante.
"En los próximos años podríamos esperar una mayor variedad. No solo se trata de más productividad, sino de tener, por ejemplo, árboles más aptos para producir tableros o para adaptarse a la sequía, o una combinación de esas variables", proyecta la investigadora Sofía Valenzuela.
De 1% a 10% aumenta la posibilidad de obtener una nueva variedad con las técnicas actuales