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30 años del Banco de semillas del SERIDA (1991-2021)

JUAN JOSÉ FERREIRA. Área de Cultivos Hortofrutícolas y Forestales. Programa de Genética Vegetal. jjferreira@serida.org
ANA CAMPA NEGRILLO. Área de Cultivos Hortofrutícolas y Forestales. Programa de Genética Vegetal. acampa@serida.org


El año 2021, es el 30 aniversario de la puesta en funcionamiento del Banco de semillas del SERIDA. Desde su puesta en marcha, con 161 accesiones de judía común (Phaseolus vulgaris L.), ha tenido lugar un constante crecimiento en cuanto a especies conservadas, número de accesiones y conocimiento del material reunido, intensificado en los últimos años con la participación del equipo que gestiona este Banco en consorcios internacionales. En este trabajo, se describe la evolución de esta infraestructura, la situación actual como eje central de los trabajos en conservación y uso de la agrobiodiversidad, particularmente en judía común o faba.


¿Qué es el Banco de semillas del SERIDA?

El Banco de semillas es una infraestructura del SERIDA para la conservación a medio-largo plazo de colecciones de semillas ortodoxas. Actualmente, se reúnen colecciones de semillas de diferentes especies (Ferreira y col 2005; Campa y col. 2015) aunque la principal colección que se mantiene es la Colección de judías (Phaseolus spp.). Esta Colección de judías se considera una colección activa por el uso y renovación frecuente de sus entradas, a fin de mantener tanto las existencias y como la viabilidad de las semillas almacenadas. Así mismo, se considera una colección de trabajo dado que entre sus fines no solo está contribuir a la preservación y conocimiento de la diversidad genética de la especie (también denominados recursos fitogenéticos) sino proporcionar genotipos/variedades para el desarrollo de las líneas de investigación del SERIDA.
 

¿Cuál es su origen?

El Banco de semillas del SERIDA, inicialmente tiene su origen como una necesidad de conservar las variedades locales de Faba Granja que se recolectaron a finales de los años 80. Se pone en marcha en el año 1991 con la instalación de una cámara de frío con humedad controlada junto con las correspondientes bases de datos (o libros de registro inicialmente). Posteriormente, a partir del año 1993, además de conservar el material local, surgió la necesidad de incorporar otras variedades para ampliar la diversidad reunida y especies para abordar trabajos específicos.
 

¿Qué conserva la Colección de judías?

Desde su puesta en marcha con 161 accesiones, la Colección de judías se han llegado a reunir más de 3000 accesiones (una muestra distinta, singularmente identificable de semillas que representa un cultivar, una línea o una población y que se mantiene almacenada para su conservación y uso). Todas las accesiones reunidas y conservadas actualmente se clasifican en dos grandes grupos atendiendo a su procedencia.

Germoplasma local. Conjunto de variedades locales recolectadas mayoritariamente la Cornisa Cantábrica (mayoritariamente en Asturias), bien en prospecciones propias o en intercambios con el Centro de Recursos Fitogenéticos y Agricultura Sostenible (CRF_INIA_CSIC). El CRF, con sede en Madrid, es el centro que reúne la colección nacional activa y base de la especie Phaseolus spp. Actualmente, el germoplasma local de la colección SERIDA incluye 411 accesiones, de las cuales 98 se clasifican dentro del tipo Faba Granja según sus datos de pasaporte, muchas de ellas recolectadas a mediados de los años 80 del siglo XX.

Stock genético. Conjunto de genotipos y cultivares de referencia obtenidos a partir de intercambios con otras instituciones e investigadores, así como material desarrollado en el Programa de Genética Vegetal del SERIDA. Dentro de este grupo se consideran los siguientes subgrupos:

Genotipos de referencia (333 entradas). Variedades y líneas conocidas internacionalmente por ser portadoras de caracteres de interés (genes). Este grupo incluye fuentes de resistencia a enfermedades, variedades diferenciales para tipificar las variantes patogénicas (razas), antiguas variedades en desuso, variedades élite y, en general genotipos que han sido muy estudiados (Figure 1). En este grupo se encuentran las fuentes usadas para desarrollar variedades de Faba Granja portadoras de resistencia a antracnosis (líneas A252, A321, A493 y Sanilac), potyvirus (Sanilac, BRB130, IVT7114), oídio (Porrillo sintético), y mancha angular (Ecuador272, AND277).

Paneles de diversidad (~1200 líneas homocigotas). Grupo de genotipos con una amplia diversidad constituido para investigar las regiones genómicas implicadas en el control genético de determinados caracteres mediante estudios de asociación en el genoma completo. Los paneles son analizados para la variación de múltiples marcadores moleculares (genotipados) y caracterizados minuciosamente (fenotipado). La Colección reúne y conserva, entre otros: Panel de Diversidad Española (SDP) con 308 líneas que representan la principal diversidad española de esta especie (ver Figura 1 ); Snap Bean Panel (SBP) con 311 líneas, formado en el consorcio europeo BRESOV (https://bresov.eu/) para representar la diversidad europea de judía de verdeo (Ferreira y col 2021 a&b); Hyper Core Collection (HCC), formada también en el marco del proyecto BRESOV, que incluye 81 líneas representativas de la diversidad de la especie P. vulgaris, incluyendo materiales domesticados y silvestres.

Poblaciones biparentales estables (572 líneas). Se trata de poblaciones segregantes derivadas del cruzamiento entres dos variedades y constituidas para investigar la herencia de determinados caracteres. Estas poblaciones son genéticamente estables (líneas homocigotas) y han sido sometidas a un alto nivel de fenotipado y genotipado mediante secuenciación de ADN, lo que permite el desarrollo de mapas genéticos saturados. A partir de estos mapas se puede conectar el fenotipo, con el genotipo y con el genoma, identificar los genes candidatos y, de este modo, acelerar los programas de mejora. Este grupo incluye 4 poblaciones de líneas recombinantes derivadas de los cruzamientos Xana/Cornell49242 (120 líneas), Xana/BAT93 (145 líneas), TU/Musica (175 líneas) y AB136/MDRK (132 líneas) (ver Figura 1). 
 

 

Figura 1. Diferentes colecciones de judía mantenidas en el Banco de semillas del SERIDA. Genotipos de referencia, cada semilla representa una accesión; Panel de diversidad, Panel de Diversidad Español (SDP) y Panel de Diversidad de Fréjoles (SBP), cada semilla representa una línea; Poblaciones biparentales, TUM, XC y ABA, cada semilla representa una línea; Desarrollos propios; variedades comerciales de Faba Granja Andecha, Xana, Maximina y Maruxina.


Desarrollos propios. Variedades y genotipos obtenidos en el SERIDA a través de diferentes métodos de mejora genética clásica. Dentro de este grupo se encuentran las variedades de Faba Granja incluidas en la lista española de variedades comerciales y protegidas (p.ej. Andecha, Xana, Maruxina y Maximina) así como otras obtenciones que no han llegado a ser distribuidas y comercializadas. Para preservar estas variedades, las multiplicaciones se desarrollan en condiciones muy controladas buscando mantener la identidad genética y las mejores condiciones sanitarias posibles.


¿Cómo se conservan las semillas?

La judía tiene semillas ortodoxas, esto es, conservan su viabilidad (capacidad de germinación) después de su deshidratación y esta viabilidad se puede ampliar si se conserva en frío. De hecho, la combinación de una deshidratación y mantenimiento a bajas temperaturas alarga significativamente la viabilidad de las semillas. Por ello, las entradas reunidas en la Banco de semillas del SERIDA se conservan dentro de una cámara frigorífica a 4 ºC de temperatura y una humedad relativa por debajo de 40 %. Dentro de la cámara, las semillas de entradas de judía que constituyen el grupo de germoplasma local están empaquetadas en tarros de vidrio herméticos de 1 litro. Respecto al material del stock genético, las entradas se encuentran empaquetadas en tarros de plástico con volúmenes entre 250 a 100 ml. En todos los casos, las semillas son secadas para reducir su humedad por debajo del 12% antes de ser empaquetadas e incorporadas a la cámara. En nuestra experiencia, estas condiciones permiten una germinación mayor del 80% en semillas de judía durante un periodo de 15-20 años. Para garantizar la conservación de las entradas, periódicamente se realizan tests de germinación y, considerando sus resultados más las existencias, se programan multiplicaciones para regenerar las semillas. La cantidad de semilla que se mantiene por accesión depende del grupo de material, aunque es limitada y no permite atender solicitudes sin realizar multiplicaciones.
 

¿Qué utilidades ha tenido la Colección de judías?

La Colección de judías ha tenido numerosos usos que han contribuido significativamente al avance en conocimientos y desarrollo de variedades durante estos años. Todas ellas se pueden resumir en cuatro apartados:

- Permitir la identificación de las variedades tradicionales de judía asturiana. La disponibilidad de una amplia colección de accesiones recolectadas en Asturias permitió, en primer lugar, seleccionar la variedad comercial Andecha entre las accesiones del Germoplasma local calificadas como Faba Granja. Posteriormente, a partir de esta colección se seleccionaron 12 variedades locales para el catálogo nacional de variedades de conservación (BOE -A-2013-7741): Fabina, Granjina, Del mandilín, Panchina, Pinta bermeya, Verdines, Chichu negru, Roxes, Redondina, Fréxoles verdes, Fréxoles mariellus y Fréxoles pintus (Figura 2).

 

Figura 2. Variedades tradicionales asturianas de judía para consumo en semilla incorporadas a la lista española de variedades en conservación y mantenidas en el Banco de Semillas del SERIDA


- Proveer las fuentes de caracteres para el desarrollo de nuevas variedades. Desde principios de los años 90, se desarrollan programas de mejora genética para la obtención de nuevas variedades dentro del tipo Faba Granja asturiana. La colección proporcionó las fuentes de caracteres para el desarrollo de estos programas de mejora que han dado lugar a variedades comerciales y otras líneas conservadas dentro del grupo denominado ‘Desarrollos propios’.

- Proporcionar las variedades para diferentes estudios. La colección proporcionó las variedades/genotipos para el desarrollo de diferente estudios e investigaciones que, en muchos casos han apoyado los trabajos en mejora genética en curso; identificación de fuente de resistencia, conocimiento sobre la herencia de determinados caracteres, desarrollo de poblaciones para la localización de genes, desarrollo de marcadores moleculares para la mejora genética y la diferenciación de variedades, etc.

- Mantener y proveer la semilla de las variedades comerciales de Faba Granja para su distribución. La conservación de las variedades desarrolladas en el SERIDA, además de ser una obligación del obtentor, ha permitido la multiplicación y la liberación de lotes de semillas de calidad sanitaria y varietal a las empresas de semillas encargadas de multiplicar y comercializar estas variedades. La Colección es la reserva de pureza y garantía varietal de estas variedades comerciales desarrolladas en el SERIDA.

En suma, la Colección de judía albergada en el Banco de semillas del SERIDA ha jugado un papel central en los trabajos desarrollados para conocer el control genético de caracteres importantes y apoyar los programas de mejora genética que han dado lugar a nuevas variedades en esta especie. Además, la colección ha tenido un papel menos cuantificable en la preservación de la diversidad local y no local de esta especie.


Retos de futuro para el Banco de semillas del SERIDA

El Banco de semillas del SERIDA, mantiene, entre otras cosas, una amplia diversidad de judías; diversidad en origen, diversidad morfológica en colores, formas y tamaño de semillas, diversidad en respuesta a enfermedades, diversidad en usos y adaptación a diferentes ambientes, etc. Esta diversidad constituye un recurso imprescindible para el futuro desarrollo sostenible de este cultivo en Asturias y la seguridad alimentaria, especialmente en un contexto de cambio climático y de modelos de producción impulsados desde la UE (“De la granja a la mesa”). En este contexto, los cultivos precisan una continua adaptación tanto a unas condiciones ambientales cambiantes como a los requerimientos de la sociedad. La diversidad reunida y mantenida en esta colección puede aportar genotipos para el desarrollo de nuevas variedades, la diversificación en las variedades cultivadas, así como el mantenimiento de variedades tradicionales asociadas a el acervo cultural asturiano. Para contribuir a la misión del Banco de semillas se requiere avanzar en aspectos como:

- Mejora de las condiciones de conservación. Las semillas ortodoxas pueden se mantenidas por periodos más largos si se conservan a -18ºC. El establecimiento de una colección espejo de la colección actual no sólo garantiza la conservación, sino que minimiza los costes derivados de la regeneración, particularmente en aquellas accesiones de uso poco frecuente.

- Digitalización, esto es, adaptación de los procesos clásicos en el manejo de la colección a los nuevos entornos digitales para asegurar la trazabilidad en las multiplicaciones, evaluaciones y el estado de conservación de cada accesión.

- Integración de las base de datos. Una integración de todos los datos reunidos (datos de pasaporte, datos fenotípicos, respuesta a estreses, datos genotípicos, composición químicos, etc.) en cada accesión facilitará el uso de esta diversidad.

 

Agradecimiento

La constitución de los paneles SBP y HCC ha sido financiada por el Programa de la Unión Europea de Investigación e Innovación H2020 bajo el Gran Agreement Nº 774244 (proyecto BRESOV). La constitución del panel SDP y poblaciones de mapeo ha sido financiada, en parte por MCIN/AEI/10.13039/501100011033 y fondos FEDER “Una manera de hacer Europa” (proyecto AGL2017-87050R).
 

Bibliografía

Campa A., Pérez-Vega E., Sanz M., Ferreira J.J. (2015). Recursos Fitogenéticos de Hortícolas y Trigos. Tecnología Agroalimentaria. Boletín informativo del SERIDA (ISSN:1135-6030), Nº 15:3-8.

Ferreira JJ, Campa A, García-Fernández, C. (2021a). Pod phenotypic variation in the Snap Bean Panel (SBP) https://zenodo.org/record/5557139#.YWBZFn3taUk

Ferreira JJ, Campa A, García-Fernández, C. (2021b). Seed diversity catalogue of the Snap Bean Panel (SBP). https://zenodo.org/record/5557174#.YXutJxztaUk

Ferreira JJ, Campa A, Pérez E. (2005). Conservación y utilización de variedades tradicionales de faba en Asturias: Colección Activa de Judías del Principado de Asturias. SERIDA, KRK Ediciones, ISBN 84-96476-63-4.
 

Ficha Bibliográfica
Título30 años del Banco de semillas del SERIDA (1991-2021)
Autor/esJUAN JOSÉ FERREIRA. Área de Cultivos Hortofrutícolas y Forestales. Programa de Genética Vegetal. jjferreira@serida.org
ANA CAMPA NEGRILLO. Área de Cultivos Hortofrutícolas y Forestales. Programa de Genética Vegetal. acampa@serida.org
Año Publicación2021
Área

Cultivos Hortofrutícolas y Forestales.
Programa de Genética Vegetal.

Revista/SerieTecnología Agroalimentaria. Boletín informativo del SERIDA número 25
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