Cómo el cultivo con tres progenitores mejora la eficiencia en el fitomejoramiento
El calor, la sequía y los cambios en la presión de las plagas están modificando las condiciones agrícolas a un ritmo más rápido del que permite el desarrollo de nuevas variedades de cultivos. Los fitomejoradores deben encontrar un equilibrio entre el rendimiento, la calidad y la resiliencia. Sin embargo, la combinación de rasgos de plantas emparentadas lejanas o silvestres es un proceso lento y, a menudo, se ve impedida por incompatibilidades biológicas. El proyecto 3P-Tec(se abrirá en una nueva ventana), financiado por el Consejo Europeo de Innovación(se abrirá en una nueva ventana), trabajó en un atajo: un método de mejora genética de tres progenitores que permite combinar rasgos de tres plantas en un único cruce, con el potencial de incorporar rasgos de especies silvestres emparentadas que a menudo resultan difíciles de introducir en las variedades de cultivos modernas mediante cruces convencionales.
Los cruces de tres progenitores amplían las opciones de mejora genética
En la reproducción estándar, un óvulo es fertilizado por un espermatozoide, produciendo descendencia con dos progenitores. 3P-Tec se basa en un fenómeno biológico inusual, pero real, en el que un óvulo se fusiona con dos espermatozoides. Como explica la coordinadora del proyecto, Rita Gross-Hardt: «3P-Tec se basa en la idea fundamental de que un óvulo vegetal puede ser fecundado por espermatozoides de dos padres diferentes para producir descendencia viable con aportaciones genéticas de una madre y dos padres». Para los mejoradores, esto puede suponer un menor número de generaciones para reunir rasgos valiosos, ya que se pueden introducir 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 las semillas cuando los mejoradores intentan cruzar plantas genéticamente distantes.
Una palanca genética que aumenta las tasas de éxito triparental
Más allá del concepto de cruce, los investigadores demostraron que dos enzimas, ECS1 y ECS2, influyen en la frecuencia con la que un óvulo se fusiona con más de un espermatozoide, un proceso denominado «poliespermia». Mediante un método de cribado de alto rendimiento, el equipo descubrió que las plantas que carecían de ambas enzimas presentaban un aumento del triple en la poliespermia. Esta mayor tasa aumenta la probabilidad de producir descendencia triparental, lo cual hace que el método sea más eficiente. Este mecanismo clave y su impacto en la eficiencia de la recuperación de plantas triparentales han sido documentados en una publicación científica revisada por pares(se abrirá en una nueva ventana).
Del prototipo de remolacha azucarera a futuras líneas de cultivos
El proyecto 3P-Tec se basa en trabajos anteriores financiados por el Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana) a través de los proyectos bi-BLOCK y TriVolve, y ha avanzado más allá de la prueba de concepto hacia su uso en el mejoramiento de cultivos. Un hito concreto es su transferencia a un cultivo europeo de gran importancia. Gross-Hardt señala: «Un hito importante fue el establecimiento con éxito de una remolacha azucarera triparental como primer prototipo de cultivo». La demostración de este método en la remolacha azucarera muestra que puede aplicarse más allá de las plantas modelo, un obstáculo clave antes de que los mejoradores puedan utilizar el método a gran escala. El proyecto también tenía como objetivo allanar el camino para su uso en otros cultivos, incluida la patata, donde los mejoradores se enfrentan a una presión cada vez mayor para ofrecer variedades resistentes al clima sin sacrificar el rendimiento. Se ha contado con la participación de expertos en mejora genética industrial para garantizar que el trabajo se ajuste a los plazos comerciales, la robustez y los requisitos de escalado.
Una vía no transgénica para una cría más rápida y respetuosa con el clima
El coordinador del proyecto define 3P-Tec como un método no modificado genéticamente y más cercano a las vías de mejora convencional que a los métodos transgénicos, de conformidad con la normativa vigente de la Unión Europea. La ampliación de este proceso podría ayudar a los mejoradores a combinar rápidamente rasgos clave de rendimiento y resiliencia, estabilizando los rendimientos en climas extremos. Una vez implantada por completo, el valor práctico de esta tecnología se hace más evidente en ámbitos en que la mejora genética convencional lleva mucho tiempo enfrentándose a dificultades: permite transferir rasgos entre especies sin necesidad de pasar por años de cruces fallidos, retrocruces repetidos y temporadas de cultivo perdidas.
