Colecciones de variedades conservadas en el IFAPA

Introducción

En Andalucía, fruto de una evolución y de una posición estratégica en la Península Ibérica, como puente geográfico entre Europa, África y América, se dispone de un patrimonio genético agrícola muy rico. 

En total, el inventario de recursos fitogenéticos de origen andaluz consta de más de 10.000 entradas (Libro Blanco de Recursos Fitogenéticos con riesgo de erosión genética de interés para la Agricultura y la Alimentación en Andalucía, 2012). 

Esta gran diversidad es de vital importancia en agricultura para garantizar su futuro y sostenibilidad ya que suponen una enorme fuente de información y material genético para adaptarse a los nuevos retos del sector y a las demandas del mercado. 

Dicha diversidad se conserva en 20 instituciones nacionales y regionales, entre ellos el IFAPA (Instituto Andaluz de Investigación y Formación Agraria, Pesquera, Alimentaria y de la Producción Ecológica), que contribuye con alrededor de 7.700 entradas de diferentes procedencias que se mantienen y evalúan en los siguientes bancos de germoplasma.

Figura 1. El IFAPA mantiene el Banco de Germoplasma del olivo en sus Centros de Alameda del Obispo y Venta del Llano. 

Banco de Germoplasma Mundial de Olivo (BGMO) 

El BGMO, localizado en el Centro IFAPA ‘Alameda del Obispo’, Córdoba, es el Banco Nacional de referencia para olivo. 

Está integrado en la Red de Colecciones del Programa Nacional de Recursos Fitogenéticos (INIA-CSIC), es reconocido como el primer Banco Internacional de Referencia de esta especie y forma parte de la Red Internacional de Bancos de Bancos de Germoplasma establecida y coordinada por el COI (Consejo Oleícola Internacional). 

Consta actualmente de una Colección de Referencia en que mantiene más de 1.200 accesiones de 29 países; de las que 1009 se mantienen en el campo (Figura 1) y el resto se encuentra en diferentes fases de propagación. 

Además, con el fin de asegurar la protección del germoplasma conservado en el BGMO se ha establecido su Colección de Seguridad al Centro IFAPA ‘Venta del llano’ (Mengíbar, Jaén), donde, hasta la fecha, se han traslado alrededor de 900 accesiones. 

En ambos casos, cada accesión está representada por dos o tres árboles auto enraizados propagados vegetativamente por estaquillado semileñoso. 

Es preciso destacar el trabajo del BGMO para la recuperación de las variedades locales que tienen escasa representación o están despareciendo progresivamente en el campo pero que podrían contribuir a solucionar problemas con los que el olivar se enfrente en el futuro, pero que hoy todavía desconocemos. 

La realización de un sistemático trabajo de identificación varietal es una tarea muy importante en olivo 

Actualmente en el BGMO se están empleando nuevos marcadores moleculares (EST-SNPs) que han permitido la identificación de alrededor de 670 variedades. Otro objetivo importante del BGMO, además de su principal tarea de preservar el gran patrimonio genético de la especie, es el estudio de su diversidad genética y agronómica. 

A este respecto las variedades que se mantienen en esta Colección Mundial de variedades de olivo han sido y son objeto de evaluación por numerosos grupos de investigación para características muy diversas como el vigor, la floración, la resistencia a plagas y enfermedades (repilo, verticilosis, Xylella fastidiosa), características de fruto, contenido y composición del aceite, etc.). 

Figura 2. Mapa de distribución de las accesiones que se mantienen en el BGMO.

Estos estudios representan el primer paso para determinar cuáles podrían ser de interés para su uso como parentales en cruzamientos dirigidos o para comprobar si su cultivo sería adecuado y rentable en determinadas condiciones medioambientales.

Banco de Germoplasma de Leguminosas 

Ubicado en el Centro IFAPA ‘Alameda del Obispo’ de Córdoba, el Banco de Germoplasma de Leguminosas cuenta con las instalaciones necesarias (Figura 3) para abordar las tareas propias de una colección de semillas ortodoxas (cámara de conservación, invernadero, laboratorio semillas, etc.). El Banco de Germoplasma de Leguminosas del IFAPA es responsable de la conservación y gestión de colecciones de leguminosas de diferente naturaleza. 

1. Colecciones de mejora de Vicia sativa (180 entradas), V. ervilia (181 entradas), V. narbonensis (296 entradas) y Hedysarum coronarium (37 entradas); 
2. Colección nuclear (198 entradas) y de líneas puras (198 entradas) de V. faba, y 
3. Colecciones activas de V. faba (994 entradas-poblaciones) y Cicer arietinum (1027 entradas), ambas integradas en la Red Nacional. 

Una parte importante de estas entradas están pendientes de regeneración/multiplicación y envío a la colección del CRF.

Figura 3. Las colecciones de leguminosas se conservan y gestionan en Córdoba.

Banco de Germoplasma del género Fragaria

El Centro IFAPA de Churriana (Málaga) gestiona una de las colecciones de germoplasma del género Fragaria más importantes de Europa. 

Contiene más de 1.000 accesiones, abarcando variedades de fresa cultivada, así como accesiones de fresas silvestres de la península ibérica y de otros orígenes, que se conservan tanto in vivo como in vitro (frigoconservadas). 

Las características de la fresa comercial hacen que no se puedan encontrar individuos de la fresa cultivada F. x ananassa var. ananassa silvestres libres en la naturaleza y que el acervo genético de esta especie se encuentre confinado en los cultivares existentes en las colecciones, por lo que es de extremado interés el mantenimiento de estos cultivares. 

Numerosas especies del género son altamente heterocigóticas por lo que mantener determinadas combinaciones presentes en individuos seleccionados solo se pueden hacer de forma clonal. 

Actualmente el banco de germoplasma del género Fragaria del IFAPA Centro de Málaga cuenta con distintas colecciones: 

1. Colección de Variedades de la Fresa cultivada que cuenta con más de 430 accesiones de variedades o cultivares de fresa (Fragaria x ananassa var. ananassa) de muy diversos orígenes y un amplio rango de fechas de obtención, que abarcan desde comienzos del siglo XIX hasta nuestros días; 
2. Colección de material vegetal de otras especies del género Fragaria y afines está formada por 320 accesiones del género Fragaria, distintas de F. x ananassa var. ananassa) y géneros afines como Potentilla y Duchesnea, dentro de esta colección destacan 200 accesiones de F. vesca, especie modelo del género, procedentes de toda Europa y cedidas por la Universidad de Helsinki y el IHSM, que han sido genotipadas con GBS (Figura 3); 
3. Colecciones de líneas de mejora y material híbrido (165 accesiones) y varias poblaciones segregantes de F. x ananassa. 

Todas estas colecciones se han ido manteniendo, año tras año, mediante multiplicación vegetativa vía emisión de estolones. 

El carácter clonal de las variedades de fresa permite mantener 3 plantas de cada accesión en umbráculos. Una copia por triplicado de cada accesión se mantiene además in vitro en frigoconservación en cámara a 3-4 ºC y oscuridad. 

Figura 4. El Banco de Germoplasma de Fragaria mantiene una de las colecciones más importantes de Europa.

Banco de Germoplasma de Hortícolas 

El Banco de Germoplasma de Hortícolas (Centro IFAPA ‘La Mojonera’, Almería) conserva ex situ germoplasma de cultivares tradicionales de Andalucía, llevando a cabo la recolección, multiplicación y caracterización de estas variedades. 

Entre las especies hortícolas destaca el tomate (S. lycopersicum) y diferentes especies de calabaza y calabacín (Genero Cucurbita), pepino (Cucumis sativus) y varias especies de Brásicas. 

Dado que la introducción de especies como tomate o calabaza y calabacín en Europa se hizo a principios del siglo XVI, ampliamente por España y principalmente por Andalucía, gran parte de la diversidad genética que llego de los cultivares americanos se quedó en esta región. 

Aquí sufrió nuevos procesos de selección y diversificación, que dieron lugar a un incremento de la variabilidad morfológica seleccionada por los agricultores. 

Algunos de esos cultivares tradicionales han sido recogidos en la colección de hortícolas directamente desde el lugar de procedencia, y otros están siendo incorporados en la colección a partir de otros Bancos de Germoplasma Nacionales que llevaron a cabo expediciones por esta región desde los años 70. 

Muchos de estos cultivares precisan ciclos de regeneración urgente que actualmente se están llevando a cabo en las cucurbitáceas, en las que aproximadamente el 50 % de las accesiones conservadas precisan una regeneración, mientras que en tomate se está regenerando casi el 80 %. 

La demanda del sector hortofrutícola, uno de los más productivos de la agricultura andaluza, de variedades tradicionales, ha incrementado el interés de conocer la adaptación de estas variedades a un sistema de producción más exigente. 

El sector mira hacia el valor perdido de las variedades “de antes”, en las que se buscan con mayor ahínco caracteres de sabor, textura y/o aromas. 

De ahí la importancia de una caracterización exhaustiva que está siendo llevada a cabo en especies como tomate y calabacín, para caracteres morfológicos (Figura 4), o de tipo sensorial en algunas entradas y la caracterización genética de la colección para hacerla más accesible.

Figura 5. Caracterización morfológica de las especies de (a) Cucurbita maxima, (b) Cucurbita moschata y (c) Cucurbita pepo.

Además de lo anteriormente descrito, el Banco de Germoplasma de Hortícolas de IFAPA incluye también la colección de espárrago conservada en Córdoba, constituida por 22 accesiones: una población con 300 plantas de la variedad local tetraploide “Morado de Huétor” (NC083370); una población naturalizada de la especie cultivada (Asparragus officinalis L.) constituida por 20 plantas (NC103736); y una colección de 20 accesiones (cada una con aproximadamente 20 plantas) de diferentes especies silvestres procedentes de distintos países como Rusia, Irán, España, Italia, Albania, República Checa y con diferente nivel ploídico (2x, 4x, 6x, 8x, 10x y 12x), materiales que están pendientes de registro en el CRF. 

Banco de germoplasma de vid 

La colección de vides del Centro IFAPA ‘Rancho de la Merced’ en Jerez de la Frontera (Cádiz) es una de las dos de colecciones de vid de referencia en España junto con la del “El Encin” del IMIDRA, en Alcalá de Henares. 

Actualmente, se encuentra entre los 10 principales bancos de vid a nivel mundial (Figura 6). 

Es un nodo de la red de colección del CRF-INIA. Actualmente incluye 1.500 accesiones catalogadas como Vitis vinífera, 85 portainjertos, 65 Híbridos Productores Directos, 25 vides silvestres, 30 cruces intraespecíficos de Vitis vinífera procedentes de programas de mejora desarrollados por el personal del banco en los años 80 y 90, y 8 especies del género Vitis distintas de origen americano y asiático. 

Desde 2014 se ha emprendido una fundamental tarea de optimización de estos recursos fitogenéticos basada en una caracterización genética con marcadores microsatélites combinada con una caracterización morfológica. 

La finalidad es reorganizar correctamente todas las accesiones clasificándolas por especie y variedades, reubicándolas en nuevas parcelas donde puedan actuarse comparaciones con validez científica para su utilización en nuevos programas de mejora. 

Los principales hitos son evitar las redundancias innecesarias y al mismo tiempo conservar y destacar las importantes diferencias morfológicas y/o en caracteres cuantitativos que se manifiestan en las variedades de vid debido a la elevada frecuencia de mutaciones que ocurren a lo largo de los ciclos vegetativos y que originan ecotipos, biotipos y mutantes somáticos cuyo valor es inestimable para la biodiversidad de este cultivo.

Figura 6. La caracterización genética y morfológica es una actividad constante en los bancos de germoplasma como el de la vid. 

Proyectos de Investigación de relevancia 

Además de su importante papel para preservar, caracterizar e identificar el patrimonio genético que mantienen, los bancos de germoplasma contribuyen a la resolución de problemas actuales en agricultura.

Así, por ejemplo, en el marco de proyectos europeos (XFACTORS, BeXyl) y nacionales (E-RTA2017-00004-C06-00), 77 variedades de olivo del BGMO se están evaluando en Italia y en Mallorca para determinar su nivel de resistencia a Xylella fastidiosa.  

A su vez El BGMO proporciona información y material de interés agronómico para el programa de mejora del IFAPA y para los ensayos comparativos llevados a cabo en los últimos años a través del Proyecto Transforma Olivar. 

Los materiales del germoplasma hortícola se han usado en varios proyectos tanto para la mejora genética de la resistencia (proyecto ‘Nuevas fuentes de calidad y resistencia para la mejora genética de calabacín, buscando fuentes de resistencia a hongos de suelo y a nematodos en cultivares de calabacín’), como para estudiar la adaptación de las variedades tradicionales al cultivo de invernadero directamente (“Nuevas alternativas de cultivos a la producción hortícola protegida”). 

En el proyecto ‘Introducción de germoplasma silvestre en espárrago: Desarrollo de poblaciones base de mejora y análisis genético de caracteres de interés. (ASPGERM)’ se están utilizando diferentes especies silvestres para la transferencia al espárrago cultivado de genes de resistencias o tolerancias a estreses bióticos y abióticos, así como compuestos nutraceúticos (flavonoides y saponinas).

De la misma manera, el banco de germoplasma de leguminosas participa en trabajos de mejora para obtener variedades con un rendimiento mejorado bajo estrés biótico y abiótico en las zonas agroecológicas representativas de Europa y China (Proyecto EUCLEG). 

Actualmente, el grupo de Fresa del IFAPA de Churriana participa en el proyecto H2020 BreedingValue cuyo objetivo es proporcionar el conocimiento y las herramientas necesarias para utilizar los recursos genéticos de fresa, frambuesa y arándano en los programas de mejora genética para la creación de nuevos materiales de pre-mejora y cultivares con mayor resistencia a diferentes y cambiantes condiciones climáticas, adaptabilidad a diferentes sistemas de cultivo produciendo bayas frescas de alta calidad nutricional, óptimas para la salud humana, a un costo competitivo y ambientalmente sostenibles. 

Por último, en el marco del proyecto UPGRAPE PID2021-123305OB-C31, distintas combinaciones variedad/portainjerto de la vid se están evaluando en ecosistemas distintos en España con el fin de descifrar las interacciones genotipo ambiente que subyacen a la respuesta al déficit hídrico y a la adaptación al cambio climático.

Figura 7. Las actividades de difusión, formación y contacto directos con los agricultores son habituales en los bancos de germoplasma. 

Actividades de transferencia tecnológica en los Bancos 

Con el fin de dar a conocer las colecciones que se mantienen en el IFAPA y de acercar a los técnicos y a la ciudadanía a la diversidad que se mantienen en las mismas, se llevan a cabo diversas actividades de difusión y formación (Figura 7). 

Dichas actividades incluyen Jornadas Abiertas dirigidas a un público muy diverso desde técnicos a agricultores y estudiantes universitarios, en las que muestra la diversidad de las colecciones desde el invernadero hasta el producto final. 

Las actividades de las colecciones del IFAPA también se divulgan en charlas, cursos de formación y artículos divulgativos en SERVIFAPA (Plataforma de Asesoramiento y Transferencia del Conocimiento Agrario y Pesquero en Andalucía) así como a través de la participación en actividades como Noche Europea de Investigadores. 

Además de la información proporcionada en visitas, jornadas o trabajos de divulgación, los bancos de germoplasma del IFAPA mantienen un contacto directo con los agricultores y colaboran tanto para ofrecerles asesoramiento sobre el comportamiento de las variedades tradicionales que salvaguardan en las colecciones, así como para contar con su colaboración en la búsqueda y prospección de las variedades locales que aún no están incluidas en dichas colecciones.