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La mejora genética del eucalipto en Navigator

El Instituto RAIZ (Portugal) es el principal referente de la Península Ibérica en mejora genética del eucalipto. Conocemos sus líneas de trabajo y su aplicación en Galicia, en donde la pastera lusa Navigator gestiona alrededor de 1.000 hectáreas cultivadas con estos materiales

La mejora genética del eucalipto en Navigator

Evaluación del resultado de los ensayos de vivero y de la calidad de las plantas obtenidas. / Imágenes: RAIZ.

RAIZ es el Instituto que desarrolla las actividades de investigación y presta servicios especializados en el campo forestal y de procesos productivos de celulosa y papel. Actualmente es un centro de excelencia a nivel internacional, reconocido como entidad del sistema científico y tecnológico mundial. Además, The Navigator Company, RAIZ tiene como asociados a la Universidad de Aveiro, la Universidad de Coímbra y el Instituto Superior de Agronomía/Universidad de Lisboa.

En el área forestal, RAIZ investiga en las áreas de mejora genética vegetal, biotecnología, propagación vegetal, suelo y nutrición vegetal, silvicultura, protección forestal, cambio climático y uso del agua, tecnologías de la información y promoción de la gestión forestal para terceros.

En el área industrial, los esfuerzos de investigación se centran en la química y estructura de la madera para uso papelero, procesos de cocción, blanqueo y producción de papel, valorización de residuos, así como nuevas aplicaciones de fibras y componentes de la biomasa desde la perspectiva de la biorrefinería y la economía circular.

Programa de Mejora Genética

Plantas en vivero, identificadas y ordenadas para la plantación en ensayos de campo.

Plantas en vivero, identificadas y ordenadas para la plantación en ensayos de campo.

La mejora genética de plantas es una de las áreas de investigación más antiguas de RAIZ, con actividad y conocimiento generado desde la década de 1980. Su objetivo es desarrollar materiales genéticos, clones y semillas de calidad superior en volumen por hectárea, sanidad y madera, que hagan posible bosques plantados más productivos y mejor adaptados, con mayor resiliencia a plagas y enfermedades o al cambio climático.

Otra cuestión a considerar es que la mejora genética posibilita aumentar la calidad de la materia prima para las fábricas, al desarrollar plantas con madera de características tecnológicas superiores. La actividad se realiza a través de un Programa de Mejoramiento Genético, que explora la variabilidad del género Eucalyptus, buscando seleccionar las características de las plantas de mayor interés. La especie principal es E. globulus, pero también incluye hibridación interespecífica con otras especies más resistentes al estrés hídrico y otros factores limitantes.

Un Programa de Mejora Genético está compuesto por un conjunto de etapas, que se repiten en el tiempo y que, en el caso del eucalipto en Portugal, pueden durar entre 12 y 15 años. Estos pasos son:

1) Selección: corresponde a la elección de los padres del programa. En una primera fase se realiza la selección en masa o elección de árboles plus en bosques comerciales, escogiendo las plantas en función de su fenotipo. En etapas más avanzadas del programa, los progenitores pasan a ser individuos conocidos, ya estudiados a través de ensayos de campo, y que se destacan por una o más características evaluadas en ensayos, así como por comparación con otros individuos.

Polinización controlada, con flores de eucalipto globulus polinizadas y protegidas de contaminación por polen externo.

Polinización controlada, con flores de eucalipto globulus polinizadas y protegidas de contaminación por polen externo.

2) Cruces controlados: consisten en aplicar polen de un árbol (padre) a la flor de otro árbol (madre), con el fin de obtener una gran cantidad de semilla (descendencia) en la que se encuentre un individuo que combine las mejores cualidades de ambos padres y se distinga de otros hermanos.

3) Producción de plantas y ensayos de campo: las semillas generadas por cruces controlados se siembran y multiplican en vivero, obteniendo plantas copias de cada una de las originales. Estos ejemplares se instalan en ensayos clonales, repartidos en diversas condiciones edafoclimáticas, que permitirán valorar los clones para estos diferentes ambientes.

4) Medición y análisis de datos: los ensayos instalados en el suelo se evalúan para la supervivencia de las plantas, el crecimiento, la densidad y el rendimiento de la madera, así como la resistencia a plagas y enfermedades. El análisis de datos permite ordenar individuos, identificando aquellos con calidad superior para cada característica o para todas ellas simultáneamente, agregadas en un índice de selección.

Después de esta secuencia, es posible seleccionar a los individuos que constituirán nuevos padres de un nuevo ciclo de mejoramiento.

Posteriormente, el proceso se repite, creando nuevas generaciones de nuevos clones, lo que hace que el programa evolucione.

Evolución del Programa de Mejora Genético de RAIZ

Años 80
Las primeras actividades de selección masiva de E. globulus en Portugal comenzaron en la década de 1980. Se seleccionaron alrededor de 2.000 árboles de varios bosques cultivados comerciales, mediante una observación rigurosa de su fenotipo. Después del sacrificio, se recolectaron semillas para probar progenies y horquillas (ramas) para realizar los primeros injertos.

Los brotes que emergieron del tocón fueron llevados al vivero y sustentaron los primeros estudios de propagación vegetativa para la clonación de individuos seleccionados, siendo colocados sus ejemplares en pruebas de campo.

A finales de esa década se importaron semillas nativas de E. globulus de diferentes orígenes australianos y, junto con los materiales portugueses, se estableció la población base para el futuro Programa de Mejora Genética

Cápsulas de eucalipto globulus listas para recolección.

Cápsulas de eucalipto globulus listas para recolección.

Años 90
A principios de la década de 1990 se realizaron las primeras plantaciones clonales de E. globulus (con clones F0, es decir, clones sin pedigrí conocido) y se iniciaron las actividades de injertos y cruces de E. globulus, dando lugar a la creación de individuos con pedigrí conocido. (clones F1 y superiores). A finales de la década de 1990 se obtuvo el primer clon operativo con polinización controlada, el clon GOES.

Inicios del siglo XXI
En esta década se introdujeron nuevas especies de eucalipto, dada la susceptibilidad de E. globulus al gorgojo del eucalipto (Gonipterus platensis), y en 2009 se iniciaron los clones híbridos, para ser propagados operativamente. El trabajo con clones híbridos se inició en aquellos años con un primer huerto semillero y en 2018 se instaló un segundo huerto semillero.

La resistencia a la sequía, en el contexto del cambio climático, y enfrentar plagas y enfermedades son los principales desafíos de la mejora genética

A lo largo de los años, la línea de trabajo con materiales híbridos ha ido creciendo, fundamentalmente en la búsqueda de soluciones de tolerancia al estrés hídrico, en el contexto del cambio climático, así como con el objetivo de lograr una mayor resistencia a plagas y enfermedades, en campo y vivero.

Muestras de madera para analizar en laboratorio el rendimiento industrial y calidad de distintos clones.

Muestras de madera para analizar en laboratorio el rendimiento industrial y calidad de distintos clones.

Desde 1995, se utilizan las técnicas estadísticas más modernas para el análisis de datos, a saber, el software AsReml y el análisis BLUP (Best Linear Unbiased Prediction). Desde entonces, los modelos se han ido sofisticando cada vez más, buscando incorporar toda la riqueza de información que puede aportar un pedigrí avanzado (actualmente en 4ª generación), en paralelo a la red de pruebas existente, en la búsqueda de una estimación del verdadero valor genético de los individuos, ya sea como clon o como padre.

El programa actualmente administra alrededor de 45.254 pies en 220 ensayos. La evaluación de estos arrojó alrededor de 125.000 registros de sobrevivencia y 170.000 de altura y Diámetro a la altura del pecho (con una edad promedio de 7.5 años), produciendo por análisis BLUP una estimación de la ganancia genética por volumen/hectárea para cada uno de esos individuos.

Las variables de rendimiento en monte se completan con las industriales: densidad (PILODYN) y rendimiento de pulpa (NIR), con un total de 56.000 y 7.000 registros respectivamente. Así se obtienen las ganancias para densidad y rendimiento. Estas ganancias se integran en un único índice (Rendimiento en pulpa/hectárea) que constituye el criterio final para seleccionar clones y evaluar el éxito del Programa.

Los clones de Navigator logran un rendimiento de pasta / hectárea un 40% superior a una planta de semilla no mejorada

Los resultados del programa: plantas comerciales
Actualmente, los viveros Navigator cuentan con diez clones (7 de eucalipto globulus y tres de ellos híbridos), cuyo valor medio en producción de Pasta/hectárea es en torno a un 40% superior al obtenido por una planta de semilla no mejorada. En un estudio reciente que evaluó el curso del Programa de Mejora Genético entre 2010 y 2022 con respecto al conjunto de clones propuestos para forestación, se observó una mejora en este conjunto, tanto en número (de seis a diez clones) como en valor genético promedio global (del 20 % al 40 %), lo que corresponde a un aumento medio anual de 1,6 puntos porcentuales.

Evolución del valor genético de la recomendación clonal del Programa de Mejoramiento Genético RAIZ.

Evolución del valor genético de la recomendación clonal del Programa de Mejoramiento Genético RAIZ.

Nuevos trabajos del Programa de Mejora Genético para el Norte de España

Clones listos para podar y recolectar miniesquejes.

Clones listos para podar y recolectar miniesquejes.

El Programa de Mejora Genético de RAIZ fue desarrollado con foco en la especie E. globulus, no sólo por su buena adaptabilidad a las condiciones portuguesas, sino también por las características de la madera, que son más favorables para la industria papelera. A lo largo de los años se han ido introduciendo nuevas especies con la expectativa de poder contribuir, especialmente a través de la hibridación, a solucionar o al menos minimizar problemas que surgen o se agudizan, como la sequía y el gorgojo del eucalipto.

En este sentido, la especie E. nitens tiene una expresión mucho menor en Portugal que en Galicia, por lo que está siendo trabajado desde hace pocos años, pero con gran interés.

Sin embargo, uno de los problemas existentes en Galicia (el gorgojo del eucalipto) también se deja sentir en algunas zonas de Portugal y, en este caso, el Programa de Mejora Genético ya ha desarrollado un híbrido de E. saligna x E. rudis (H1205) muy poco susceptible a la plaga. De hecho, en Portugal se utiliza para regiones con riesgo de fuerte o muy fuerte ataque de gorgojos, habiéndose sustituido allí por completo el uso de E. globulus, salvo que exista la posibilidad de utilizar insecticidas como medio de control de la plaga.

Además, se están estudiando y probando otros materiales potencialmente interesantes, como ciertos híbridos de E. nitens x E. globulus o clones de otras especies, que a medio plazo pueden aportar respuestas interesantes para complementar el uso generalizado de E. nitens, así como para diversificar las plantaciones forestales en términos genéticos y resiliencia.

Casi una docena de ensayos o pequeñas plantaciones experimentales ya están en marcha en Galicia y Asturias, con la esperanza de identificar otras soluciones genéticas interesantes y operativamente utilizables, aunque se admite que E. nitens debería ser la especie principal en estos contextos, al igual que E. globulus está en Portugal.

Con la implantación de una base forestal Navigator en el Norte de España, RAIZ ha querido redoblar sus esfuerzos para desarrollar materiales genéticos que hagan frente a las condiciones edafoclimáticas y riesgos bióticos de la región.

Las líneas de trabajo ya en curso, o por desarrollar, permitirán obtener resultados en diferentes momentos, y son las siguientes:

• Evaluación de los ensayos existentes y selección de clones para la instalación de arboledas demostrativas, que precederán a su total puesta en funcionamiento.

• Continuación de la instalación de nuevos ensayos en 2023-2025, con diferentes materiales destinados al crecimiento, resistencia al gorgojo y exposición a vientos fríos.

• Selección de árboles de E. nitens resistentes a la enfermedad de la mancha foliar (hongos de los géneros Teratosphaeria y Mycosphaerella). Una vez seleccionados, mediante técnicas biotecnológicas/marcadores moleculares, se confirmará cuál es su zona de procedencia australiana, ayudando así a identificar una fuente ideal de semilla.

• Adquisición de lotes australianos de E. nitens de los mejores orígenes en cuanto a resistencia a la mancha foliar e instalación de rodales que se conviertan en futuras zonas semilleras o huertas, aumentando la disponibilidad de semilla de calidad y diversidad genética plantada en el Norte de España.

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