MEJORA GENÉTICA FORESTAL. ¿A DÓNDE VAMOS Y DE DÓNDE VENIMOS?

¿De dónde venimos?

Permítanme que para iniciar este artículo eche la vista atrás para contarles mi experiencia, que de alguna manera explicaría el “¿de dónde venimos?” del que quiero partir. Y para ello me remonto a seis años antes del año 2000, cuando todavía existía la peseta, en el que tuve la suerte de incorporarme a trabajar en el programa de Mejora Genética de Especies Forestales en el Centro de Lourizán, donde permanecí 10 años, primero con Guillermo Vega y posteriormente con Fina Fernández. Trabajé en el departamento de mejora genética de coníferas, con multitud de especies entre las que destacaría: Pinus pinaster, Pseudotsuga menziesii y Pinus radiata …….entre otras. Como uno aprende de la experiencia, me voy a atrever a redactar este artículo a través de la mía.

Las cosas principales que me gustaría destacar como base de este “de dónde venimos” son:

• Que la mejora genética clásica, se basa enconseguir mejores árboles mediante el cruzamiento sucesivo de mejores padres seleccionados por caracteres heredables. La ganancia dependerá de la variabilidad del carácter que se quiere mejorar, la intensidad de la selección y la heredabilidad del mismo

• Que para evaluar si un árbol es genéticamente superior en un carácter concreto y conocer lo “heredable” de ese carácter hay que evaluar la descendencia de ese árbol en diferentes ambientes y bajo un diseño experimental que permita el análisis estadístico. Esto es: “evaluar la genética de los padres a través de los hijos” .

• Que lo que observamos (Fenotipo) es la suma de la genética (Genotipo), del ambiente (ambiente) y de la interacción entre ámbos y eso explica por qué no todos los genotipos se comportan de la misma manera en todos los sitios.

Fenotipo=Genética(G)+Ambiente (A) +Interacción (GxA).

Hay que ser conscientes que evaluar la descendencia implica evaluar varios miles de árboles (varias decenas de individuos por descendencia) y realizarlo en diferentes condiciones ambientales y en distintos momentos a lo largo de su desarrollo. Las variables que queremos evaluar y el método de evaluación deben ser viables en cuanto a coste, rapidez y no debe poner en riesgo la supervivencia de los árboles.

¿Qué medimos y cómo? Es el principal hándicap.

Tradicionalmente las variables evaluadas han sido y son: altura, diámetro, rectitud, ramificación…..etc. La evaluación en campo de ensayos de progenie y ensayos de procedencia implica el uso de hipsómetros, forcípula, y unos códigos para evaluar de visu la calidad externa del fuste. Esta caracterización permite identificar los genotipos candidatos que formarán parte de la segunda línea del programa de mejora y permite optimizar las masas productoras de semilla como los huertos semilleros. Numerosos programas de mejora a nivel internacional ya han conseguido aumentar los crecimientos y la forma del fuste en especies como Pinus radiata o Pseudotsuga menziesii, o Pinus pinaster. Pero ¿es suficiente? ¿es esto lo que necesita el sector?.

Cuidado! con seleccionar sólo por crecimiento y forma.

En el año 2000, asistí a un congreso IUFRO en Orleans (Francia), con mi gran amigo y mejor investigador Rafa Zas. Allí, Luis Gea (Investigador de Scion en Nueva Zelanda) nos expuso el peligro de no considerar las propiedades tecnológicas de la madera en los programas de mejoray la situación en la que ellos se encontraban en Nueva Zelanda entonces. Nos contó que tras 20 años de mejora genética habían conseguido clones altamente productivos, pero que no cumplían las expectativas de la industria por bajas prestaciones tecnológicas. En ese congreso, Luis Gea nos habló de la necesidad de incorporar las propiedades tecnológicas de madera en los procesos de selección de programas de mejora como Pinus radiata o Pseudotsuga menziesii y nos mostró la metodología que estaban utilizando para ello. Una estancia de 3 meses en Scion de Nueva Zelanda en el año 2004 me bastó para aprender la metodología e iniciar en Lourizán la selección de Pseudotsuga menziesii por módulo de elasticidad y densidad básica, que fue el germen que posteriormente derivó en “Madera +”.

Metodologías de selección de propiedades de madera.

Los programas de mejora deben responder a las demandas del sector maderero, incluyendo caracteres de interés económico en el producto final y en los costes operacionales. Las características tecnológicas de la madera determinan, en gran medida, las posibilidades de uso del recurso y, por tanto, la rentabilidad de las plantaciones. Así, la inclusión de parámetros de calidad de madera en los programas de mejora de especies forestales productivas es considerada fundamental por numerosos autores. La selección por propiedades tecnológicas de madera puede realizarse incluso a edades muy tempranas, ya que se ha demostrado una alta correlación juvenil/adulto, siendo las principales variables a mejorar el módulo de elasticidad, el ángulo de la microfibrilla y la densidad básica. Actualmente es posible realizar las mediciones directamente sobre el árbol en pie, utilizando equipos sónicos o recientemente equipos portátiles de espectroscopía de infrarojo cercano, calibrados para las principales variables de interés industrial. También puede realizarse a partir de muestras de madera extraídas de los árboles con barrenas y posteriormente evaluadas en laboratorio. En Galicia, somos pioneros a nivel nacional en caracterizar por módulo de elasticidad ensayos genéticos de especies como Pseudotsuga menziesii, Pinus pinaster y Pinus radiata.

Por qué es tan importante seleccionar por las propiedades tecnológicas de madera en zonas altamente productivas como Galicia?.

La respuesta es clara y está directamente relacionada con el turno (edad de corta) de las plantaciones forestales. La edad de corta se ha visto reducida en los últimos años con los primeros genotipos altamente productivos, derivados de la mejora genética y con el uso de selvicultura intensiva. Actualmente, es fácil encontrar plantaciones de radiata que se cortan a una edad de 25 años o incluso menos. Esto implica que la madera en rollo que se está aportando actualmente a la industria es casi todo madera juvenil, con unas prestaciones tecnológicas muy inferiores a la madera adulta. ¿Podemos hacer algo con la mejora genética para optimizar las prestaciones de la madera juvenil? La respuesta es sí, por supuesto. Los programas de mejora de los principales países forestales ya lo están haciendo. Se ha demostrado que existe una gran variabilidad, entre genotipos, en las prestaciones tecnológicas de la madera juvenil, lo cual implica que existe madera juvenil con mejores prestaciones que otra y es posible conocerlo a priori e incorporarlo en el programa de selección de material genético. Para ello, es necesario aplicar las metodologías existentes y calibrar otras nuevas que permitan con bajo coste caracterizar aquellas propiedades tecnológicas, como el módulo de elasticidad, de gran interés para la industria de madera estructural que está surgiendo con fuerza en nuestro país y en Galicia.

Hacia dónde va la mejora genética?

La situación actual está bajo un contexto global de cambio climático, salud forestal, riesgo de permanencia de masas forestales, y bioeconomía, con una amplia gama de nuevos productos forestales. Los programas de mejora genética forestal deben incluir características ligadas a las respuestas adaptativas ante limitaciones abióticas (estrés hídrico y térmico) y bióticas (enfermedades y plagas) y a la calidad de los nuevos productos madereros. Es necesario definir criterios de selección integradores para mejorar las respuestas de los árboles a corto y largo plazo a las condiciones ambientales y la producción de productos de madera de alto valor añadido en una amplia gama de entornos de mercado, en Europa. Por lo tanto, la selección de los nuevos materiales genéticos no puede cumplir un único objetivo y será necesario tener caracterizado su comportamiento para diversas variables de interés para poder realizar una selección multicriterio, ponderando en cada caso según la especie y las exigencias del sector.

Además, los rasgos evaluados y los criterios deseados no siempre se relacionan favorablemente entre sí, lo que puede crear el complicado equilibrio de las compensaciones. Por lo tanto, las partes interesadas se enfrentarán con la pregunta de cómo priorizar entre los criterios deseados que potencialmente podrían lograrse y para ello es posible aplicar un análisis de decisión multicriterio.

¿A dónde vamos?

Para terminar como empecé es interesante conocer el “¿a dónde vamos?” respecto de los tres puntos de partida en cuanto a la metodología clásica de mejora. Así, aunque hoy está muy alejado del uso cotidiano, cabe decir que:

• En algunos países, las mejoras no se obtienen sólo por selección y cruzamiento sino a través de la modificación genética. Así, en Brasil, por ejemplo, la empresa International Paper ha generado clones de eucalipto con más porcentaje de celulosa para la industria de pasta. Por supuesto, la reglamentación europea no lo permite.

• Algunos avances en ingeniería genética y marcadores moleculares, auguran que el fenotipado de los hijos podría ser sustituido por el genotipado directo del individuo que se quiere evaluar. Así, una vez conocidos los genes implicados en los diferentes caracteres de interés, bastaría saber si están presentes en los genotipos que se quieren evaluar y en caso afirmativo seleccionarlos.
• En el marco del punto anterior, la interacción genotipo-ambiente y la edad de selección, se reduciría a conocer la expresión de determinados genes en diferentes ambientes, en ensayos tempranos y temporales en condiciones controladas de invernadero.

Conclusión

Para garantizar el crecimiento futuro de los bosques y permitir el uso económico y ecológicamente sostenible de los recursos forestales producidos de manera óptima, es requisito imprescindible integrar y equilibrar múltiples criterios de selección en los programas de mejora genética forestal que integren adaptación, crecimiento y tecnología de madera. Es fundamental saber en qué medida los rasgos a mejorar están regidos por factores genéticos hereditarios o por señales ambientales y dar un peso económico diferencial que puede utilizarse para calcular el rendimiento y la ganancia. Es imprescindible que la mejora genéticase haga acorde con la industria: -Caracterizar acorde con las exigencias de la industria y testar con ellas los modelos desarrollados; -Conseguir que la industria valore y demande la madera previamente caracterizada para destinos concretos; -Conseguir que esa diferenciación por calidad se vea reflejada en el precio. Por último, los avances en ingeniería genética y marcadores moleculares podrían, en un futuro, modificar en gran medida la forma de selección de genotipos.

Resumen:

Los programas de mejora genética son fundamentales para poder optimizar la calidad de la materia prima forestal. Numerosos ejemplos a nivel internacional nos muestran lo que es posible obtener a partir de ciclos sucesivos de selección y cruzamiento (Pinus radiata, Pinus taeda). La posibilidad de realizar un correcto fenotipado en variables de interés para la industria, lo antes posible, es uno de los principales hándicaps para acelerar los resultados en los programas de mejora. La tendencia en los principales programas de mejora a nivel internacional es realizar la selección en base a índices multicriterio, que se traduzcan en rentabilidad económica y siempre de acuerdo con la industria que va a procesarla.

Editores del post: Maderayconstruccion

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