El Banco de Germoplasma de Leguminosas Pratenses Anuales del CICYTEX (Extremadura)

El mejor instrumento para preservar los Recursos Fitogenéticos son los Bancos de Germoplasma. En el Banco de Germoplasma del Instituto de Investigaciones Agrarias Finca La Orden-Valdesequera, perteneciente al Centro de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de Extremadura (CICYTEX), se conserva una importante colección de semillas de leguminosas pratenses anuales, que cuenta con 6.290 introducciones.

El Banco de Germoplasma de Leguminosas Pratenses Anuales (BGLPA) del CICYTEX

El origen de este BGLPA data de los años 60, siendo Víctor Moreno Márquez quien realizó las primeras expediciones de recolección de semillas pratenses en Extremadura, como consecuencia de los trabajos de mejora que se llevaban a cabo con Trifolium subterraneum, a partir de prospecciones y recolecciones de material autóctono. 

Con el paso del tiempo, la colección se ha ido completando con otras especies pratenses de gran valor forrajero y pascícola procedentes de donaciones y de diversas expediciones de recolección (Trifolium glomeratum, Trifolium cherleri, Trifolium striatum, Biserrula pelecinus, Medicago polymorpha, Ornithopus compressus, etc).  Actualmente, el BGLPA cuenta con 6.290 entradas: 2.663 de Trifolium subterraneum, 466 de Medicago polymorpha, 571 de Ornithopus compressus, 811 de Trifolium glomeratum, 256 de Trifolium striatum, 355 de Trifolium cherleri, 289 de Biserrula pelecinus, y unas pocas entradas de otras especies. La mayor parte de este material procede del Suroeste de la Península Ibérica, aunque también incluye material del Norte de África, Chipre, Grecia, Italia, Cerdeña y Francia.  

Figura 1. A.- Biserrula pelecinus. B.- Ornithopus compressus

El BGLPA cuenta con unas colecciones de referencia a nivel mundial de Trifolium ssp., Ornithopus ssp. y Medicago ssp., además de tener encomendado por parte del ECPGR (European Cooperative Programme for Plant Genetic Resource), el mantenimiento de las Bases de Datos Europeas de Trifolium subterraneum y Medicagos anuales.

Los objetivos y la documentación del Banco de Germoplasma

Los objetivos principales del BGLPA son:

• Mantener accesiones de alta viabilidad durante períodos prolongados, y para ello deben realizarse una serie de operaciones básicas: adquisición de material (donación y/o recolección), multiplicación y regeneración. Además, se realizan otras tareas, tales como: caracterización (morfológica, fisiológica, radiométrica y molecular) y evaluación, conservación, documentación e intercambio del material de la Colección de Leguminosas Pratenses Anuales (CLPA).
• Preservar la biodiversidad pascícola existente en la dehesa, evitando la desaparición de especies de interés, contribuyendo a aumentar el valor añadido de los recursos fitogenéticos de la dehesa y por tanto a conservar la diversidad e integridad biológica de los pastos, además de poner en valor las especies del BGLPA del CICYTEX.
• Utilizar este material en programas de selección con objeto de conseguir variedades comerciales mejor adaptadas a las condiciones edafoclimáticas que está imponiendo el cambio climático: sequía, heladas, secuestro de carbono, etc.
• Integración en proyectos de investigación nacionales, europeos e internacionales, que permitan ampliar los conocimientos científicos sobre el material de la colección.

Figura 2. C.- ‘Medicago polymorpha’. D.- ‘Trifolium subterraneum subsp. subterraneum’.

En el BGLPA la documentación se estructura en tres categorías:

• Base de Datos (B.D.) de Gestión: tamaño de la muestra, peso de mil granos (PMG), % de germinación y última fecha de realización, fecha de regeneración, etc. 
• B.D. de Pasaporte: lugar de origen, donante, fecha de recolección, tipo de material, etc.
• B.D. de Caracterización: identificación de la muestra y su valor agronómico (nivel de estrógenos, dureza seminal, fechas de inicio y fin de floración, etc.).

Las técnicas moleculares y espectrales en la Colección de Leguminosas Pratenses Anuales

La base de datos de caracterización se está comenzando a ampliar mediante la utilización de técnicas moleculares y espectrales. Con estas dos técnicas se podrá identificar, desde el punto de vista genético y espectral, el material de la CLPA. Con estas técnicas, se identificará todo el material de la colección de una forma inequívoca, detectando errores y duplicados, con el fin de mantener la viabilidad y la integridad genética de las semillas.

Además, se pretende establecer un modelo que relacione los marcadores moleculares, que es una técnica destructiva, costosa y lenta, con la firma espectral, que es una técnica no destructiva, barata, y rápida, de tal forma que en un futuro se optimice el tiempo y los recursos necesarios para mantener el Banco de Germoplasma de Leguminosas Pratenses Anuales. 

Figura 3. Firmas espectrales (350-2.500 nm) de las semillas de las tres subespecies de Trifolium subterraneum.

Estas nuevas caracterizaciones permitirán llevar a cabo el estudio de los rasgos funcionales de las accesiones de la LPA, rasgos que son indicadores de las estrategias ecológicas de las especies y que ayudarán en la comprensión de la dinámica de las comunidades ante factores ambientales y antrópicos. La identificación de estos rasgos funcionales en las semillas, que afectan directamente a los procesos de dispersión, colonización y establecimiento de las plántulas, se asocian a menudo con la regeneración natural de las especies y los factores abióticos de cada hábitat. 

Leguminosas pratenses y cambio climático

Mantener la variabilidad genética conservada en los bancos de germoplasma resulta de suma importancia para adaptar la agricultura y la ganadería a futuros escenarios ocasionados por el cambio climático. Por tanto, es urgente la utilización de los materiales conservados con el fin de plantear nuevos retos y poder atender a la demanda, presumiblemente creciente, de estos materiales y así optimizar la información disponible del germoplasma conservado para facilitar su uso y acelerar los trabajos de caracterización y evaluación, implementando nuevas herramientas y tecnologías, con el objetivo de responder con rapidez y con el material más apropiado a las peticiones de los mejoradores, agricultores y ganaderos que demanden accesiones con potencial adaptación a determinados estreses bióticos y abióticos. 

Las leguminosas pratenses han sido especies muy utilizadas y cotizadas en la alimentación del ganado, pero en la actualidad presentan un mayor interés por diversas causas. Una de ellas es porque tienen amplias posibilidades en la lucha frente al cambio climático, además de la acumulación de carbono, como cualquier otra planta, por la fijación del nitrógeno atmosférico que realiza, también por la lucha contra la erosión, al ser buenas candidatas para la formación de cubiertas vegetales, mejorando la biodiversidad del sistema, y al mismo tiempo, aportando recursos para el resto de las especies y por ser posibles alternativas a la proteína animal y a la soja.

Las actividades del Banco de Germoplasma del CICYTEX

En el mantenimiento del BGLPA se llevan a cabo las siguientes actividades, que permiten su conservación y funcionamiento:

• Inventario de la infraestructura física y digital de la CLPA: localización de los ecotipos, comprobación del estado de los cierres y del desecante, limpieza, estado sanitario, etc. 
• Multiplicación de las entradas que presenten bajo poder germinativo y/o menos de 4.000 semillas en el banco o de las nuevas entradas.
• Envío de semillas con documentación asociada de las accesiones solicitadas por las instituciones y/o usuarios en general, según el Acuerdo Normalizado de Transferencia de Material (ANTM) contemplado en el Tratado Internacional sobre Recursos Fitogenéticos para la Agricultura y la Alimentación.
• Participación en las actividades de divulgación: atención a las visitas que reciba el BGLPA por parte de los distintos colectivos interesados, como colegios, institutos de secundaria, universidades, empresas, etc. Asistencia a seminarios, congresos, simposios, ferias, etc. a nivel regional, nacional e internacional para dar a conocer el BGLPA y los resultados de las investigaciones desarrolladas en el mismo.
• Búsqueda de financiación para el BGLPA mediante la presentación de proyectos, asistencias técnicas, acuerdos de colaboración con empresas, entidades y/o otras áreas del CICYTEX y la aplicación práctica de los recursos genéticos del mismo.

Además, se ha planteado generar nueva información sobre la CLPA a nivel de semilla, parte aérea y radicular de la planta mediante el planteamiento de estos nuevos objetivos, habiéndose comenzado a trabajar sobre algunos de ellos:

• Caracterización morfológica y fisiológica
• Caracterización radiométrica
• Caracterización nutricional 
• Caracterización molecular

Figura 4. Gráfico de puntuaciones de un Análisis de Componentes Principales sobre la información espectral obtenida de las tres subespecies de Trifolium subterraneum, donde se puede apreciar una cierta agrupación a nivel espectral de las subespecies.

Por otra parte, se está evaluando la incorporación de nuevas herramientas de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TICS) de código abierto, para el desarrollo de un nuevo sistema de gestión de la información de las bases de datos de la CLPA, para que las entradas de estas nuevas bases de datos se puedan incorporar tanto datos numéricos y alfanuméricos como imágenes de la planta entera, la hoja, la flor, raíz, semilla y de la firma espectral de cada ecotipo.