Estudian cómo mejorar la adaptación de los cereales al cambio climático

Cada 7 de marzo se conmemora el Día Mundial de los Cereales, una oportunidad para reflexionar sobre el papel esencial que estos cultivos desempeñan en la alimentación global, la economía agrícola y la sostenibilidad del planeta. 

El trigo, la avena, la cebada, el arroz y otros cereales han sido la base de la dieta de la humanidad durante milenios y continúan siendo fundamentales en la seguridad alimentaria. Sin embargo, estos cultivos enfrentan desafíos sin precedentes debido al cambio climático, la disminución de la biodiversidad agrícola y la necesidad de producir alimentos más nutritivos para una población en crecimiento.

El Instituto de Agricultura Sostenible del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IAS-CSIC) de Córdoba se encuentra a la vanguardia en la investigación y el desarrollo de nuevas variedades de cereales que puedan resistir enfermedades, tolerar condiciones climáticas adversas y ofrecer mejores cualidades nutricionales. 

Su labor abarca un amplio abanico de enfoques científicos, desde la mejora genética clásica hasta las más avanzadas técnicas de edición de genes. "En el IAS, los investigadores trabajamos con trigo harinero, trigo duro, avena, tritórdeo y arroz, entre otros cereales, explorando la diversidad genética disponible y aplicando técnicas innovadoras para mejorar su rendimiento y resiliencia", apunta Elena Prats, investigadora del Departamento de Mejora Genética Vegetal del IAS-CSIC.

"Uno de los retos cruciales que abordamos en el IAS-CSIC es la adaptación de los cereales al cambio climático", señala Prats, quien remarca que "el aumento de las temperaturas y la variabilidad en las precipitaciones afectan directamente la productividad agrícola". 

En este sentido, el IAS estudia la biología reproductiva del trigo y otros cereales con el objetivo de desarrollar herramientas que permitan optimizar su rendimiento. Desde la manipulación de la meiosis (división de la célula) hasta la implementación de sistemas de androesterilidad para la producción de híbridos comerciales, los avances en este campo tienen el potencial de transformar la agricultura cerealista. "Utilizando herramientas avanzadas como la microscopía confocal o aproximaciones genómicas y proteómicas, los científicos del IAS estudian la estructura de los cromosomas y su comportamiento durante la reproducción para transferir características beneficiosas a las variedades cultivadas", explica la investigadora.

El cambio climático está afectando directamente a la productividad de los cereales

La resistencia a enfermedades y estreses abióticos es otro aspecto crítico en la producción de cereales. Patógenos como el oidio y la roya y estreses como la sequía o las altas temperaturas afectan significativamente el rendimiento, lo que obliga a un uso intensivo de fungicidas o requieren insumos limitantes como el agua. "En el IAS investigamos la respuesta de los cereales a estos estreses, explorando las bases celulares y moleculares de la resistencia/tolerancia y evaluando el impacto del estrés en la planta y sus interacciones, para conseguir variedades más resistentes y resilientes", expone Prats.

El trabajo en genética y biotecnología es otro pilar de la investigación en el IAS. En este sentido, Prats remarca que "técnicas como la edición genética mediante CRISPR/Cas y el ARN de interferencia están revolucionando la manera en que se mejoran los cultivos. Estas herramientas permiten modificar genes específicos y se están aplicando en el IAS para el desarrollo de cereales con bajo contenido en proteínas inmunogénicas, responsables de la enfermedad celíaca y otras intolerancias al gluten".

Relacionado con esto último, no se puede olvidar la calidad de los cereales. "Uno de los aspectos más destacados de la investigación del IAS en calidad de cereales es el estudio de los carotenoides en el trigo duro. Estos compuestos, en particular la luteína, no solo determinan el color amarillo del grano, sino que también poseen propiedades beneficiosas para la salud humana", indica la investigadora, quien subraya que "comprender cómo se acumulan estos pigmentos y qué factores genéticos los regulan permite desarrollar variedades con mayor contenido de carotenoides, contribuyendo tanto a la calidad del producto como a la nutrición de los consumidores".

Toda esta investigación se lleva a cabo mediante numerosas iniciativas nacionales e internacionales para impulsar la investigación en cereales. Así, las investigadoras e investigadores del IAS-CSIC participan en proyectos como, entre otros, la Red de Investigación en Cereales Resilientes y de Calidad para la Seguridad Alimentaria Española, la Conexión Trigo del CSIC o el Consorcio Internacional PanOat, que está desarrollando el primer estudio pangenómico en avena a escala mundial. Además, el instituto ha contribuido en la generación de un genoma de alta calidad en trigo, un avance clave para la mejora de este cultivo estratégico.

La conmemoración del Día Mundial de los Cereales es un recordatorio de la importancia de seguir invirtiendo en investigación y desarrollo para garantizar el futuro de estos cultivos. La labor del IAS-CSIC y de otros centros de investigación en todo el mundo es fundamental para lograr una agricultura más sostenible, capaz de alimentar a una población creciente sin comprometer los recursos del planeta. "La mejora de los cereales no es solo una cuestión agrícola; es una apuesta por la seguridad alimentaria global, la salud humana y la resiliencia de nuestros sistemas de producción", apostilla Elena Prats.