La utilización de marcadores moleculares en los programas de mejora de melocotonero / Celia M. Cantin

Opiniones y Experiencias - 18 Feb, 2019

Celia M. Cantin
Unidad de Hortofruticultura
   Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón (CITA)
Fundación Agencia Aragonesa para la Investigación y el Desarrollo (ARAID)
Instituto Agroalimentario de Aragón (IA2)

La mejora genética ha jugado un importante papel en el desarrollo de la agricultura y la mejora de la calidad de vida de la humanidad. Desde hace miles de años, los ‘mejoradores’ han ido convirtiendo las variedades silvestres en variedades domesticadas mediante selección artificial. Aunque ya se realizaban cruzamientos dirigidos antes del siglo XX, la mejora genética de las plantas no se desarrolló propiamente hasta que se sentaron las bases de la herencia Mendeliana de caracteres. En los primeros momentos de la mejora genética de plantas, el éxito recaía en la experiencia del mejorador, su juicio subjetivo, y una parte de suerte. Actualmente, la mejora genética dispone de técnicas genéticas muy avanzadas, a pesar de que la experiencia del mejorador y su conocimiento son todavía esenciales en el éxito del proceso.

Uno de los retos a los que se enfrenta el mejorador constantemente es cómo aumentar la eficiencia y la velocidad del proceso de selección para satisfacer los requerimientos de una sociedad y un mercado en constante movimiento. Sin duda, la respuesta a esta pregunta necesita pasa por la utilización de modernas técnicas genéticas, como el uso de la Selección Asistida por Marcadores moleculares o SAM. 

La utilización de marcadores moleculares en los programas de mejora puede disminuir sus costes y además aumentar la eficiencia, ya que permite hacer parte de la selección en una etapa muy temprana cuando las plantas están en semillero o vivero, y llevar al campo solamente los individuos con las características deseadas. De este modo, con la misma superficie dedicada a la selección en campo, se puede aumentar el número de plántulas procedentes de cruzamientos controlados, puesto que solo una parte estas acabarán pasando al campo. Esta estrategia incrementa claramente la probabilidad de éxito de encontrar una variedad de interés. Otra estrategia posible sería mantener el mismo número de plántulas obtenidas mediante cruzamientos controlados, reduciendo el número de plantas para selección en campo mediante el uso de marcadores, y por tanto, los costes económicos de este proceso. De una u otra forma, el uso de marcadores moleculares aumenta claramente la eficiencia del proceso final.

Fase de semillero en la que se lleva a cabo la SAM.

 

Parcela de selecciones de un programa de mejora de melocotonero.

 Para poder llevar a cabo esta selección temprana, primero se debe identificar la característica deseada (o no deseada) cuya herencia esté determinada por un gen y, después ser capaces de encontrar un marcador molecular asociado a esa característica. Un marcador molecular es, de forma simple, una región del genoma que muestra un polimorfismo o diferencia entre diferentes individuos. Así, un marcador molecular permite distinguir los diferentes alelos procedentes de los progenitores en cada descendiente del cruzamiento. Esto significa que a través del ADN de la planta podemos saber qué caracteres de flor, fruto, época de maduración o resistencia a enfermedades presentará ésta, por lo que podemos descartar las plantas que no nos interesen muy precozmente, evitando costes innecesarios.

La aplicación de la selección asistida por marcadores (SAM) en la mejora genética del melocotonero ha sido el objetivo de varios grupos de investigación a nivel nacional e internacional desde la creación del primer mapa genético del género Prunus en los años 90. En las especies del género Prunus en los últimos años se han publicado más de 760 marcadores ligados a más de un centenar de caracteres agronómicos relacionados con el desarrollo del árbol, resistencias a plagas y enfermedades, floración, maduración, y calidad del fruto y la pepita. Sin embargo, muy pocos se aplican de manera rutinaria en los programas de mejora comerciales de melocotonero. ¿Por qué?

Como cualquier otra metodología, la SAM no es perfecta y tiene algunos defectos. Los resultados conseguidos hasta el momento mediante el uso de los marcadores moleculares no han cubierto las expectativas creadas inicialmente en cuanto al éxito en la selección de nuevas variedades. Uno de los principales problemas de los marcadores moleculares es que no siempre funcionan en poblaciones con diferente origen de las poblaciones donde se han identificado. Otro de los problemas es que los caracteres de mayor importancia económica como la productividad o caracteres de calidad del fruto son caracteres de herencia muy compleja que suponen todavía un reto para las técnicas de SAM e incluso para las más modernas técnicas de selección genómica (GS) y selección en todo el genoma (GWS). Queda pendiente el desarrollo de marcadores moleculares para algunos de los mayores retos del cultivo del melocotón como son la vida útil postcosecha, la calidad organoléptica del fruto y la resistencia a plagas y enfermedades.

A pesar de las dificultades en la implementación de la SAM, estas y otras herramientas genéticas suponen el futuro de la mejora genética en melocotonero y otros frutales, y permitirán afrontar importantes retos actuales como la adaptación al cambio climático y la obtención de variedades resistentes a plagas emergentes.