“O millo de dobre aptitude, para producir gran e bioetanol, ten un potencial considerable”

Noemi Gesteiro Portas é graduada en Bioloxía pola Universidade de Vigo, onde tamén sacou o master en Biotecnoloxía Avanzada. Recentemente, obtivo o título de doutora pola Universidade de Vigo coa tese doutoral ‘Mellora xenética do millo para dobre aproveitamento’, realizada baixo a dirección de Rosa Ana Malvar Pintos e Rogelio Santiago Carabelos, da Misión Biolóxica de Galicia.

Nesta entrevista conta cales son as principais conclusións que obtivo da investigación e en que proxectos está a trabllar nestes momentos.

– Como se desenvolveu a investigación?
Utilicei material recolleito en 2018 e 2019 dun panel de liñas americanas con alta diversidade, e mesmo incluín datos agronómicos deses anos, aínda que empecei a miña tese en 2020. Durante os primeiros dous anos, realicei análises bioquímicas e tamén tiven unha estancia na Universidade de York para tomar datos de sacarificación cunha plataforma robótica de alto rendemento. No terceiro ano, enfoqueime en análises estatísticas e no desenvolvemento de modelos de predición xenómica, recibindo supervisión do Dr. Holland durante unha estancia de tres meses na Universidade de Carolina do Norte. Despois, dediqueime exclusivamente á escritura da miña tese doutoral.

– Que variedade de millo se escolleu para o desenvolvemento da tese?
Utilizouse un panel de liñas de millo con alta diversidade xenética. Esta elección permitiunos investigar que xenotipos poderían ser os candidatos ideais en condicións tépedas para a mellora do dobre aproveitamento do millo, é dicir, para a produción de bioetanol sen comprometer a produción de gran.

No meu traballo utilizamos un panel de liñas con diferentes orixes. Aínda que cultivamos 835 liñas en Pontevedra, as análises fixéronse só con 238 liñas porque son as que se adaptaron ben ás nosas condicións (Galicia) e así non comprometer o fenotipado.

– Cales serían as principais conclusións?
Que tanto o rendemento de gran coma o de restrollo son caracteres altamente polixénicos, subliñando a necesidade de enfoques de mellora xenética que consideren a contribución de múltiples xenes con efectos individuais pequenos. Neste contexto, a selección xenómica emerxe como unha alternativa máis efectiva en comparación coa selección baseada nuns poucos marcadores asociados a QTLs específicos. Este enfoque de selección xenómica permitiu a selección de parentais ao comezo do proceso de mellora, optimizando caracteres de calidade do restrollo ou fortificación da parede, e reducindo a necesidade dun fenotipado extenso, moi laborioso e custoso.

– Que características determinan a aptitude dunha variedade de millo para dobre aproveitamento?
Tanto o rendemento de gran coma de restrollo, así coma o seu potencial de sacarificación para produción de bioetanol. Hai outros caracteres, como a composición da parede celular que está moi relacionada coa súa fortificación e en consecuencia co potencial de sacarificación do restrollo de millo, polo que tamén deben tomarse en conta.

A predición xenómica realizada permitiunos identificar liñas con características desexables para a produción de gran e restrollo

– Que destacarías dos avances logrados coa túa tese doutoral e que liñas de investigación se abren para ti agora?
En primeiro lugar, suxerimos a eficacia da selección xenómica como unha ferramenta prometedora para mellorar o millo con potencial para dobre aproveitamento. A predición xenómica realizada permitiunos identificar liñas con características desexables para a produción de gran e restrollo. Identificamos liñas con potencial para o dobre aproveitamento baseadas nestes modelos de predición xenómica. Con todo, é crucial validar estas predicións mediante ensaios en campo. Este paso é fundamental para garantir a fiabilidade e aplicabilidade das nosas conclusións en condicións reais de cultivo.

– Os obxectivos da tese centrábanse en optimizar os programas de mellora do millo. Logrouse o obxectivo?
Avanzouse de xeito significativo. As predicións permitíronnos identificar liñas con potencial para o dobre aproveitamento de maneira máis rápida. Se despois das validacións en campo se confirma que as predicións son precisas e confiables, isto representaría un avance considerable. Ao eliminar a necesidade dun fenotipado extenso, laborioso e custoso, poderiamos acelerar o proceso de selección de liñas de millo con características desexables para o dobre aproveitamento. Isto non só aforraría recursos, senón que tamén permitiría unha resposta máis rápida ás demandas do mercado e ás necesidades dos agricultores.

– Produce a mesma cantidade de bioetanol calquera variedade de millo?
A cantidade de bioetanol que se pode producir a partir dunha liña (ou xenotipo) de millo depende de varios factores, incluída a composición do restrollo e a facilidade coa que os azucres presentes neste restrollo poden ser liberados e fermentados para producir etanol.

Por esta razón, é importante identificar e seleccionar liñas con maior potencial para unha maior liberación de azucres. Isto implica buscar genotipos que teñan unha composición de restrollo favorable e, por tanto, un maior potencial de sacarificación, o que permitirá unha produción máis eficiente de bioetanol.

Aínda que actualmente o dobre aproveitamento non se ten implementado, existe un potencial considerable para desenvolver esta práctica no futuro

– Actualmente estase utilizando considerablemente o dobre aproveitamento do millo en Galicia? Obtense alta produción de bioetanol a partir de restrollo?
Actualmente o dobre aproveitamento do millo non se utiliza, xa que a produción de gran segue sendo o principal carácter de interese, sobre todo, a nivel económico. Con todo, no contexto do cambio climático e a crecente preocupación pola seguridade na subministración de enerxía, está a impulsarse unha transición cara a alternativas enerxéticas máis sustentables.

O restrollo de millo, debido ás grandes cantidades que se producen anualmente, preséntase coma un material interesante para a produción de bioetanol ou outras formas de enerxía renovable. A posibilidade de obter un dobre uso do millo, combinando un rendemento óptimo de gran cunha alta produtividade de restrollo, é unha estratexia atractiva desde o punto de vista económico e ambiental. Aínda que actualmente o dobre aproveitamento non se introduciu, existe un potencial considerable para desenvolver esta práctica no futuro, especialmente a medida que aumenta a demanda de fontes de enerxía renovable e sustentable.

– En que proxectos ten previsto seguir investigando?
En primeiro lugar, quero levar a cabo a validación das predicións xenómicas, xa que é un paso crucial para determinar a eficacia e a utilidade da selección xenómica nos programas de mellora do millo. Logo, seguindo no contexto de cambio climático e crecemento demográfico, a seguridade alimentaria convértese nunha preocupación central. Os cultivos enfróntanse a diversos tipos de estreses, abiótico e/ou biótico, que comprometen o seu rendemento e produción agrícola. Predíse que o cambio climático aumentará a frecuencia e magnitude destes impactos negativos, o que subliña a importancia de desenvolver cultivos resistentes e adaptados a condicións adversas. Para abordar estes desafíos, é crucial comprender os procesos implicados na resposta ao estrés e buscar alternativas para mellorar o rendemento dos cultivos. De modo que quero investigar a identificación de xenotipos con respostas diferenciais ás condicións non óptimas e a caracterización dos mecanismos moleculares, bioquímicos e fisiolóxicos involucrados nas respostas dos cultivos aos estreses abióticos e bióticos, e como facilita a identificación de xenes, alelos e moléculas importantes para mellorar o rendemento do cultivo baixo tensión.