Biotecnología forestal, un paso para lograr árboles más productivas y adaptadas al cambio climático

Actualmente existe un escenario de aumento de temperaturas, baja disponibilidad de agua y un descenso claro tanto de la supervivencia como de la productividad de las especies forestales. Por eso, es necesario combinar técnicas de mejora tradicionales con nuevas herramientas biotecnológicas como el cultivo in vitro, principalmente a través de la organogénesis y de la embriogénesis somática.

Paloma Moncaleán, investigadora principal de Neiker, participó en una jornada sobre frondosas en Oleiros (A Coruña) en la que abordó la biotecnología vegetal como herramienta para el desarrollo del sector. “Desde diversos ámbitos nos instan a los investigadores a mejorar la productividad y la calidad de los árboles que tenemos en nuestros bosques y la mejor opción para obtener un árbol de calidad es la multiplicación vegetativa”, comentó Moncaleán. Su investigación se centra en coníferas, pero puntualiza que se puede aplicar perfectamente a frondosas.

Con la embriogénesis somática, de un árbol madre puedes obtener cientos de clones exactamente iguales

Inicialmente, desarrollaron numerosos sistemas in vitro de producción de plantas de variedades de pino y especies de coníferas que tenían importancia desde el norte hasta el sur de Europa. Utilizaron semillas como material inicial para empezar un proceso de propagación. “Tratamos de desarrollar procedimientos que nos permitieran clonar o propagar vegetativamente árboles adultos”, indica la investigadora.

Proceso de embriogénesis somática en un castaño. Foto de Paloma Moncaleán

Para perfeccionar la técnica visitaron países como Canadá o Holanda donde utilizaban una técnica llamada embriogénesis somática (proceso por el cual se produce un embrión a partir de una célula somática de la semilla). “En una silvicultura convencional, eliges un árbol recoges la semilla y de ese árbol tienes otro árbol. Con la embriogénesis somática pasa un poco distinto”, puntualiza. En este caso escoges un árbol madre o varios y a partir de una semilla puedes tener cientos de clones exactamente iguales. En este punto se pueden plantar en el campo y evaluarlos, o congelarlos y cuando un ingeniero de montes solicite un clon que le interese descongelar la línea y propagar.

Proceso de la embriogénesis somática
El proceso consiste en hacer una selección de padres élite, “con un trabajo de campo extraordinario”. Después hay que llevar a cabo una polinización controlada que, “en determinadas especies no es fácil”. Posteriormente se lleva a cabo la embriogénesis somática, se congela el material que se está dividiendo, se propaga y se planta.

Una de las ventajas extraordinarias de esta técnica es que “cuando nosotros queremos hacer la puesta en el mercado de un material que provenga de un huerto semillero, tardamos unos 17 años”, expone la investigadora y añade que “si trabajamos con la técnica de embriogénesis somática, en 7 años los árboles madre ya pueden entrar en producción comercial”. Esto significa un gran avance para las empresas que se dedican a la producción de plantas.

Fases de la embriogénesis somática. Foto de Paloma Moncaleán

En datos, aclara que de un gramo de tejido embriogénico se obtiene una media de 1.500 embriones que se podrían transformar en plantas. Tras años de investigación y ajustando el procedimiento, obtienen un éxito de germinación del 95 %. Además, el gramo de tejido cuando se descongela se puede propagar las veces que se quiera, así se puede tener otra vez todos los gramos necesarios y, de nuevo, todos los embriones.

Tecnología avanzada para el proceso
Moncaleán explicó que los costes son elevados para este proceso, pero hay empresas que se encargan de hacer todo de manera automatizada. Puso de ejemplo SweetTree Technologies. El proceso empieza con la transformación del tejido embriogénico hasta obtener las células y posteriormente los embriones. La propia maquinaria, a través de un software, separa el embrión válido, que va a germinarse, y el no válido, que se descarta. Finalmente lo coloca en un papel con substancias para sobrevivir hasta ser plantado. Todo el proceso se realiza de forma automatizada.

Así mismo, para su conservación mostró unas cápsulas con nutrientes y antiplagas que le permiten germinar a los embriones.

Cápsula donde se conservan los embriones. Foto de Paloma Moncaleán

Adaptaciones a condiciones extremas
Las nuevas técnics de biotecnología no sólo facilitan la multiplicación del material existente, sino también su mejora. Desde Neiker empezaron a trabajar en la inducción de tolerancias a diferentes estreses en la fase de embriogénesis somática. “Sabíamos que árboles genéticamente idénticos plantados en varias zonas climáticas producían semillas que tenían diferente tolerancia al estrés por temperatura”, explica la investigadora.

En el desarrollo de la investigación, durante las fases iniciales del proceso embriogénico, aplicaron diferentes temperaturas y provocaron diferentes disponibilidades de agua en el medio de cultivo. “Lo que veíamos es que producían un claro efecto a largo plazo”. Aplicaron temperaturas de 18 y 28 grados que luego subieron hasta 50 grados. “El efecto era más marcado y así analizamos todos los mecanismos que estaban involucrados en que unos tejidos sometidos a altas temperaturas y otros respondieran diferente en el invernadero cuando aplicábamos el estrés”, indica y añade que “había una expresión diferencial de genes clarísima que explicaba que unos toleraran más las condiciones de estrés hídrico que otros”.

Finalmente, observaron que las plantas originadas a partir de líneas celulares sometidas en su proceso de maduración a 40 y 50 grados tenían una adaptación a la sequía dos años después en el invernadero mucho mayor que las otras.

Ahora mismo se encuentran investigando estreses bióticos, para ello someterán los embriones a patógenos y estudiarán si logran convivir con ellos.