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Buscando la sostenibilidad del cultivo de Faba Granja Asturiana a través de la mejora genética

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


El año 2020 ha sido declarado como el Año Internacional de la Sanidad Vegetal. Con este motivo, en este trabajo se revisan los programas de mejora genética en Faba Granja Asturiana desarrollados en el SERIDA en los últimos 30 años enfocados hacia la protección de este tipo varietal frente a enfermedades presentes en los cultivos locales.



Introducción

La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO; www.fao.org) ha declarado 2020 como Año Internacional de la Sanidad Vegetal para concienciar sobre la importancia de la protección de la salud de las plantas. Según estimaciones de este organismo, cada año se pierden a nivel mundial hasta un 40 por ciento de los cultivos alimenticios por causa de plagas y enfermedades de las plantas.

Por otra parte la UE, en respuesta a la crisis climática y en línea con los 17 Objetivos para el desarrollo sostenible propuestos por la ONU, ha puesto en marcha el Pacto Verde Europeo con objeto de dotar a la UE de una agenda para una transición hacia una economía sostenible y medioambientalmente neutra en emisión de gases de efecto invernadero. Este Pacto Verde incluye entre sus ámbitos de actuación, la temática ‘de la granja a la mesa’, con la que se busca la transición hacia una agricultura sostenible con menor dependencia de plaguicidas y fertilizantes de síntesis, a la vez que permita la preservación de la biodiversidad. En este contexto, las resistencias genéticas a enfermedades proporcionan una enorme ventaja. Las variedades resistentes son aquellas en las que, en presencia del patógeno y un ambiente favorable, no desarrollan la enfermedad y en consecuencia se limitan los daños/pérdidas debidas a éstas, además de minimizar los costes por la aplicación de plaguicidas y sus efectos colaterales sobre el medioambiente.

El tipo varietal Faba Granja Asturiana es un grupo de genotipos que se caracterizan por presentar unas semillas blancas, oblongas (mas larga que ancha, Longitud/Ancho >2) y muy grande (peso alrededor 100 g/100 semillas con una humedad del 12-14%). Algunas variedades locales con características similares y también denominados ‘de la Granja’ fueron recolectados en Asturias en la prospección realizada por Puerta Romero (1961). No obstante, los trabajos sobre Faba Granja Asturiana arrancan en el SERIDA a mediados de los años 80 del siglo XX. En aquel momento, se buscaba promover la modernización del cultivo en aspectos tales como la transición de cultivo asociado con maíz a monocultivo, el control de enfermedades y plagas, la selección y tratamiento de la semilla de siembra, y la diferenciación de las producciones locales. Para esta modernización del cultivo resultaba y resulta relevante la disponibilidad de semilla de siembra con calidad sanitaria y varietal, dado que la semilla es portadora de los caracteres (genes) que define la variedad y además puede ser trasmisora de enfermedades. En este trabajo se resumen los principales logros alcanzados en los últimos treinta años de trabajo en selección y mejora genética del tipo Faba Granja Asturiana como vía para contribuir a la sostenibilidad del cultivo, minimizando la incidencia de enfermedades presentes en los cultivos locales y la aplicación de productos fitosanitarios.

 

Mejora genética en Faba Granja Asturiana

La mejora genética busca la obtención de nuevas variedades portadoras de características que supongan ventajas frente a las previamente existentes. La elección del método de mejora depende, entre otras cosas, de la especie y de los tipos de reproducción. En el caso de la judía, se trata de una especie esencialmente autógama en la que la polinización tiene lugar dentro de cada flor sin intercambio de polen con otras flores. Esta autofecundación es favorecida por la morfología de la flor en la que la quilla envuelve los estambres y el estilo, favoreciendo el contacto directo entre las anteras y el estigma.

En mejora genética clásica bien se selecciona y usa la variación existente (p.ej. dentro de colecciones de germoplasma) o bien se genera variación a través de cruzamientos para ser luego seleccionada. Los dos enfoques fueron usados en la mejora de Faba Granja Asturiana, seleccionando dentro de la diversidad local cultivada y generando variación por cruzamientos manuales. Así, para la incorporación de resistencias genéticas en Faba Granja Asturiana se usó el método de retrocruzamientos (Cubero 2003). Este método consiste en cruzar el parental recurrente (en este caso Faba Granja Asturiana) por la fuente de resistencia (donante) y los descendientes de este cruzamiento (F1) se retrocruzan con el parental recurrente. A partir de este primer retrocruzamiento se desarrollan varias generaciones de retrocruzamientos seleccionando en cada una de ellas los individuos portadores de la resistencia. De este modo y después de 6 generaciones de retrocruzamientos se obtiene unas plantas idénticas al parental recurrente pero portadoras de la resistencia que, tras unas generaciones de autofecundación y selección, es fijada. Este tipo de programas tiene una duración media de 4 años si se desarrollan dos generaciones por año. Una vez obtenidas diferentes líneas del tipo Faba Granja Asturiana con diferentes genes de resistencia, éstas fueron agrupadas en una variedad mediante cruzamientos sencillos, selección de plantas y autofecundación de sus descendientes en los que se conoce como método genealógico (Cubero 2003).


Figura 1. A) Esquema mostrando el desarrollo de un programa de retrocruzamientos clásico para la incorporación de un gen de resistencia en Faba Granja Asturiana. En cada generación (F1Bcn) se selecciona las plantas resistentes para contribuir al siguiente retrocruzamiento (Selección R). B) Esquema mostrando el desarrollo de un programa de genealógico para el agrupamiento de genes en un genotipo a partir de un cruzamiento sencillo.



 

Programas de mejora desarrollados dentro del tipo Faba Granja Asturiana

Se toma como fecha de inicio de los trabajos de mejora en Faba Granja Asturiana 1989. En este año se publica un trabajo donde se describe los resultados de una caracterización de cinco poblaciones seleccionadas entre un juego de 74 muestras recolectadas en Asturias: V090, V095, V100, V105, V135 y V143 (Fueyo y Goicoechea (1989). Este primer trabajo sentó las bases para la solicitud de registro en la lista española de variedades comerciales y protegidas de la variedad Andecha (V143) (Nº registro 19890057, renovado BOE 189 10 julio 2020) y la descripción varietal incluida en el Reglamento de la denominación específica Faba Asturiana (BOE 170 del 17-7-1990; actual IGP Faba Asturiana). A partir de esta fecha, se desarrollan una serie de programas de mejora genética que se resumen en la Figura 2 y que seguidamente se detallan.

Figura 2. Programas de mejora genética desarrollados en el SERIDA desde 1989, principales genes manejados y variedades comerciales obtenidas. La estrella indica las últimas líneas obtenidas y potenciales nuevas variedades.

 

En 1991 se pone en marcha la Colección de Semillas con la instalación de una cámara de frio para preservar, conocer y utilizar la diversidad genética de las judías tradicionalmente cultivadas en Asturias. Las primeras entradas que se incorporaron a esta colección fueron las cinco poblaciones incluidas en el trabajo de Fueyo y Goicoechea (1989) y a partir de aquí se amplió la colección como resultado de nuevas prospecciones o intercambios con CNRF-INIA hasta alcanzar un total de 411 entradas de judía recolectadas en Asturias y regiones limítrofes. En aquellos momentos se priorizaron tres problemas presentes en los cultivos locales que ocasionaban pérdidas significativas y afectaban a su rendimiento (ver Figura 3):

- El manchado de la semilla, en gran medida causado por una enfermedad conocida como antracnosis, y que reduce el valor comercial de la cosecha (Figura 3a).

- La susceptibilidad a dos potyvirus, virus de mosaico común (BCMV) y virus del mosaico necrótico de la judía (BCMNV), virus que se trasmiten por semilla y que producen mosaicos, abullonamiento en las hojas junto con un debilitamiento general de la planta (Figura 3b).

- Los gastos debidos a la necesidad de tutorar el cultivo (ej. tutores, tutorados, horas de trabajo).

Los tres problemas señalados tienen difícil solución desde un punto de vista fitotécnico por lo que se apostó por el desarrollo de nuevas variedades a través de mejora genética clásica.

Figura 3. Síntomas de antracnosis (A) y mancha angular sobre vainas (D). Síntomas de BCMV B) y oidio sobre hojas (C)

 

El primer programa de mejora puesto en marcha pretendía incorporar en la variedad Andecha mediante retrocruzamiento una resistencia genética a antracnosis (Programa resistencia antracnosis). Los resultados de este programa fueron la obtención de 4 líneas resistentes a antracnosis cuya resistencia deriva de cuatro fuentes diferentes con perfiles de resistencia a este hongo: A1258, A1231, A1220 y A1183. Paralelamente, en 1993 se inicia otro programa de mejora (Programa hábito de crecimiento) con el fin de modificar la arquitectura de la planta siguiendo el método genealógico. Uno de los resultados de este programa fue la obtención la variedad Xana, variedad con planta de crecimiento determinado (tallo principal terminado en inflorescencia). Esta variedad fue incluida en la lista de variedades comerciales y protegidas española en 1999 (BOE 106 del 4/5/99; renovado en BOE, Nº113 11/05/07). Posteriormente, la resistencia a antracnosis fue transferida a la variedad Xana desde las líneas A1220 y A1183 mediante el método genealógico a partir de cruzamientos sencillos, y se obtuvieron las líneas de crecimiento determinado X1319 y X1358, portadoras de genes de resistencia diferentes (Programa combinación de resistencias). Estas dos líneas y la variedad Xana presentan entrenudos largos dando lugar a unas plantas con facilidad para encamar en las fases finales del cultivo.

En 1996, se pone en marcha otro programa de mejora para la introducción de resistencia a potyvirus en la variedad Andecha (Programa de resistencia a potyvirus). Los resultados de este programa fueron tres líneas: A2418, con nombre comercial Sinara (BOE, Nº113 11/05/07), A1878 y A2648. Después de varios cruzamientos sencillos y selección genealógica, la resistencia a antracnosis y potyvirus fueron agrupadas en la variedad de crecimiento indeterminado Maximina (Programa combinación resistencia y hábitos) y en la variedad de crecimiento determinado Maruxina, ambas registradas en la lista española de variedades comerciales y protegidas (BOE 122 del 19/05/2010).

Entre los años 2008 a 2010 se detectan severos ataques de oidio en los cultivos locales incluyendo las variedades Maximina y Maruxina (Figura 3c). En el año 2010 se inicia un programa de mejora para incorporar resistencia a este hongo en Faba Granja (Programa de resistencia a oidio) y paralelamente se describen los primeros genes de resistencia completa a este patógeno (Trabanco et al 2012). Por razones de manejo de las plantas en invernadero, esta resistencia se incorpora primero en la variedad Maruxina de crecimiento determinado mediante un programa de retrocruzamientos y se obtiene la línea X4562. Posteriormente, se trasfiere a la variedad Maximina esta resistencia mediante un cruzamiento sencillo y se obtiene la línea de crecimiento indeterminado A4808. Estas dos nuevas líneas disponen de resistencia a las razas locales de antracnosis, potyvirus y oidio, además de presentar una semilla con las características que definen el tipo Faba Granja Asturiana.

 

Liberación de variedades

Después del desarrollo de un programa de mejora y el contraste de las variedades obtenidas en ensayos de campo, la consiguiente etapa es su liberación, es decir, su puesta a disposición de los productores interesados. Para ello resulta necesario su solicitud de inscripción las listas de variedades comerciales y protegidas (Oficina Española de Variedades Vegetales) y superar una evaluación técnica en las que se acredita que la variedad propuesta es distinta de las ya registradas, homogénea, estable y con un valor agronómico significativo. Paralelamente, el SERIDA realiza una multiplicación controlada de estas nuevas variedades en la que se evalúa la presencia de patógenos junto con la identidad varietal para producir un lote de semilla de alta calidad. Una vez registrada y multiplicada, se pone a disposición las empresas de semillas autorizadas para lleven a cabo su multiplicación, comercialización y distribución bajo determinados criterios de calidad (proceso de licitación).

Como resultado de los programas de mejora genética anteriormente descritos se han obtenido 22 líneas de tipo Faba Granja Asturiana y registrado un total de 13 variedades de las que seis fueron liberadas con los nombres comerciales de; Andecha (2000), Cimera (2003), Xana (2003), Sinara (2007), Maximina (2011) y Maruxina (2014). Actualmente se comercializan las variedades Andecha, Xana, Maximina y Maruxina cuyas características se describen en la Tabla 1. Todas estas líneas, junto con otras también obtenidas en estos programas de mejora, se mantienen en la Colección de Semillas del SERIDA como reservorio para producción de semilla de calidad o el desarrollo de nuevas variedades que superen los nuevos desafíos del cultivo.

 

Tabla 1. Descripción de las variedades comercializadas con semilla dentro del Tipo Faba Granja Asturiana desarrolladas en el SERIDA por mejorar genética clásica

  

Perspectivas de futuro

Entre los desafíos a los que se enfrenta el cultivo del tipo Faba Granja Asturiana está su adaptación a los efectos del cambio climático en el norte de España que modifican las condiciones de cultivo en cuanto a la distribución de lluvias a lo largo del verano y episodios con elevadas temperaturas. Algunos de estos estreses podrán ser evitados con estrategias agronómicas como la modificación de la fecha de siembra, la implantación de sistemas de riego, el acolchado o el uso de variedades no trepadoras, mas tolerantes a la sequía. Sin embargo, estos estreses no sólo afectan al desarrollo y crecimiento de las plantas sino también a una mayor incidencia de determinadas plagas o enfermedades poco presentes en los cultivos locales hasta el momento. En el año 2016 se detecta la presencia de la enfermedad conocida como mancha angular en los cultivos locales de Faba Granja Asturiana, causada por el hongo Pseudocercospora griseola (Sacc.) Ferr (Landeras et al 2017). Este hongo es capaz de defoliar la planta y producir manchas en vainas (Figura 3d) y semillas, ocasionando pérdidas significativas. Afortunadamente, se ha descrito resistencia genética (Programa de resistencia a mancha angular) frente a este patógeno, de modo que se ha iniciado un nuevo programa de mejora genética para la incorporación de esta resistencia en Faba Granja Asturiana (X4562) y avanzar hacia una mayor sostenibilidad del cultivo.

 

Agradecimientos

El desarrollo de estos programas de mejora ha sido posible, en parte, gracias a diferentes proyectos de investigación financiados por el Gobierno de España (incluyendo el proyecto en desarrollo AGL2017-87050R)-y el Gobierno del Principado de Asturias.

 

Referencias bibliográficas

Cubero JI. 2003. Introducción a la mejorar genética vegetal. Ediciones Mundi-Presna, Madrid, España. 567 pp.

Fueyo MA, P Goicoechea. 1989. La Faba Granja Asturiana (Phaseolus vulgaris L. vr. Granja). Valoración y características de la calidad. Serie Técnica 1/89. IEPA. Principado de Asturias. 32 pp.

Landeras E, E Trapiello; M Braña, AJ González. 2017. Occurrence of angular leaf spot caused by Pseudocercospora griseola f. griseola in Phaseolus vulgaris L. in Asturias. Spanish J of Agricultural Research 15 (3).

Puerta Romero J. 1961. Variedades de judía cultivadas en España. Monografías N 11. Ministerio Agricultura. Madrid. 798 pp
Trabanco N, E Pérez-Vega, A Campa, D Rubiales, JJ Ferreira. 2012. Genetic resistance to powdery mildew in common bean. Euphytica 186:875-882.

 

Ficha Bibliográfica
TítuloBuscando la sostenibilidad del cultivo de Faba Granja Asturiana a través de la mejora genética
Autor/esJUAN JOSÉ FERREIRA. Área de Cultivos Hortofrutícolas y Forestales. Programa de Genética Vegetal. jjferreira@serida.org
Año Publicación2020
Área

Cultivos Hortofrutícolas y Forestales.
Programa de Genética Vegetal.

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