Cómo mejora la eficacia de la selección de cultivos con tres progenitores
El calor, la sequía y las presiones cambiantes de las plagas están modificando las condiciones agrícolas más rápidamente de lo que pueden desarrollarse variedades de cultivos nuevas. Los obtentores deben equilibrar rendimiento, calidad y resiliencia; sin embargo, la combinación de rasgos de parientes lejanos o silvestres es lenta y a menudo se ve impedida por las incompatibilidades biológicas. Con financiación del Consejo Europeo de Innovación (CEI)(se abrirá en una nueva ventana), el equipo del proyecto 3P-Tec(se abrirá en una nueva ventana) trabajó en un atajo: un método de mejora con tres progenitores que puede permitir la combinación de rasgos de tres plantas en un único cruce, con el potencial de incorporar rasgos de parientes silvestres que suelen ser difíciles de introducir en las variedades de cultivos modernos mediante los cruces convencionales.
Los cruces con tres progenitores amplían las opciones de mejora genética
En la reproducción estándar, un óvulo es fecundado por un espermatozoide, lo que produce una descendencia con dos progenitores. El proyecto 3P-Tec se basa en un hecho biológico insólito, pero real, en el que un óvulo se fusiona con dos espermatozoides. Como explica Rita Gross-Hardt, coordinadora del proyecto, «3PaTec parte de la idea fundamental de que un óvulo vegetal puede ser fecundado por espermatozoides de dos padres distintos para producir una descendencia viable con aportaciones genéticas de una madre y dos padres». Para los obtentores, esto puede significar menos generaciones para reunir rasgos valiosos, ya que pueden introducirse simultáneamente dos conjuntos de rasgos paternos. El método también aborda un obstáculo habitual en la mejora de los cultivos: las barreras de hibridación que provocan el aborto de semillas cuando los obtentores intentan cruzar plantas genéticamente distantes.
Una palanca genética que aumenta la tasa de éxito con tres progenitores
Más allá del concepto de cruce, los investigadores demostraron que dos enzimas, la ECS1 y la ECS2, influyen en la frecuencia con la que un óvulo se fusiona con más de un espermatozoide, un proceso denominado polispermia. Mediante un método de cribado de alto rendimiento, el equipo descubrió que las plantas que carecían de ambas enzimas mostraban un aumento triple de la polispermia. Esta mayor tasa aumenta la probabilidad de producir descendencia con tres progenitores, lo que hace que el método sea más eficaz. Este mecanismo clave y su impacto en la eficacia de la recuperación de la planta con tres progenitores se han documentado en una publicación científica con revisión por pares(se abrirá en una nueva ventana).
Del prototipo de la remolacha azucarera a los futuros cultivos
El proyecto 3P-Tec se basa en trabajos anteriores respaldados por la Unión Europea (UE) y ha avanzado más allá de la prueba de principio hacia su uso en la mejora de los cultivos. Un hito concreto es la transferencia a un gran cultivo europeo. Gross-Hardt señala: «Un hito importante fue el establecimiento con éxito de una remolacha azucarera con tres progenitores como primer prototipo de cultivo». La demostración del método en la remolacha azucarera muestra que puede aplicarse más allá de las plantas modelo, un obstáculo clave antes de que los obtentores puedan utilizarlo a gran escala. El equipo del proyecto también pretende allanar el camino para su uso en otros cultivos, como la patata, donde los obtentores afrontan una creciente presión para obtener variedades resistentes al clima sin sacrificar el rendimiento. Se ha contado con la participación de reproductores industriales para garantizar que el trabajo se ajusta a los plazos comerciales y a los requisitos de robustez y ampliación.
Una vía no transgénica para una mejora genética más rápida e inteligente desde el punto de vista climático
El coordinador del proyecto considera que 3P-Tec no realiza modificaciones transgénicas y se aproxima más a las vías de mejora genética convencionales que a los métodos transgénicos, de acuerdo con la normativa vigente de la UE. La ampliación de este proceso podría ayudar a los obtentores a combinar rápidamente rasgos clave de rendimiento y resiliencia, lo que estabilizaría los rendimientos en climas extremos. Una vez implantada en su totalidad, su valor práctico se hará más patente en ámbitos en los que la mejora genética convencional ha tenido dificultades durante mucho tiempo: la transferencia de rasgos a través de las fronteras entre especies sin años de cruces fallidos, retrocruzamientos repetidos y temporadas de cultivo perdidas.
