Científicos descubren cómo aumentar el peso y tamaño de los granos de raps manteniendo su calidad

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+Se trata de una investigación desarrollada en conjunto por la UACh y la WUR.

“La plasticidad del peso de grano de raps (Brassica napus) compensa reducciones en el número de granos en respuesta al sombreo en floración”, es el título de la investigación desarrollada en conjunto por investigadores de la Universidad Austral de Chile y de Wageningen University (WUR) de Holanda que cambia la percepción y usos potenciales del peso de grano para el mejoramiento genético de este cultivo.

Desde Holanda el Dr. (c) Marcelo Labra, ingeniero Agrónomo, MSc. de la UACh y estudiante de los programas de doctorado de Ciencias Agrarias de esta universidad y de Wageningen University, relata cómo descubrió que un cambio en la disponibilidad de radiación solar en floración modifica el número, peso y tamaño de los granos de raps.

“Disminuimos la radiación solar durante floración en raps y observamos que causaba una baja en el número de granos, lo cual era esperable, pero al mismo tiempo y sorprendentemente, esto era compensado por incrementos de entre 47 y 61% en su peso, sin afectar el contenido de aceite y proteína del grano. Es decir, el tamaño de los granos permitió mantener los rendimientos y la calidad del cultivo. Más aún, en algunas silicuas el peso de grano se duplicó”, explico estudiante de doctorado.

En los últimos cincuenta años, el mejoramiento vegetal y la intensificación de la agricultura (ej. fertilización, riego, uso de herbicidas y otros), han permitido incrementar la producción y rendimiento mundial de raps, principalmente a partir de un mayor número de granos, mientras que el peso o tamaño de los granos no se modificó significativamente, recalca el investigador.

De acuerdo a esto, “nuestro estudio tuvo como objetivo dilucidar el grado de plasticidad (estabilidad) que tienen el número, peso y concentración de aceite en granos de raps, en respuesta a la disponibilidad de radiación solar durante floración”, una etapa clave para el rendimiento de todos los cultivos que producen granos, explica el investigador.

La plasticidad en el tamaño del grano de raps observada en su investigación no había sido encontrada nunca antes en éste u otro cultivo de grano. “Esto nos permite comprender la forma en que las plantas distribuyen sus recursos para maximizar el rendimiento de grano y aceite, mecanismos que potencialmente podrían ser utilizados en beneficio de la agricultura”. Tanto es así que empresas como NPZ-Lembke de Alemania (la generadora del híbrido utilizado en el experimento) ha expresado su gran interés en el hallazgo.

Explica que durante la última década se han observado signos de estancamiento en los rendimientos de raps en numerosos países de Europa y Sudamérica, siendo necesario explorar nuevas estrategias que permitan continuar incrementando sus rendimientos de manera sustentable, y el peso de grano podría ser esa alternativa.

Para el Dr. Daniel Calderini, académico del Instituto de Producción y Sanidad Vegetal de la Facultad de Ciencias Agrarias de la UACh, este descubrimiento es un indicador del tipo de investigación y ciencia que hacemos en nuestra Facultad y demuestra claramente la contribución que realiza la fisiología no sólo al avance del conocimiento sino también al mejoramiento genético y la agronomía de los cultivos.

El investigador, y autor de correspondencia de la publicación, considera que “el principal aporte de este estudio, es el de dar una vuelta de página en la concepción sobre la generación del rendimiento de los cultivos que proveen granos a la humanidad. Siempre se ha pensado en el peso de los granos como un carácter muy estable y de escasa capacidad de respuesta.

“Este estudio ha demostrado claramente que un recurso poco explotado por el mejoramiento genético, como es el peso de los granos, tiene un lugar de relevancia mayor al que pensábamos. Desde mi punto de vista, después de estos resultados no creo que la visión que se tiene de los componentes del rendimiento de cultivos como raps siga siendo la misma”, subraya  Daniel Calderini.

“Si bien este ha sido un paso importante, el siguiente desafío será mucho más complejo: incrementar el tamaño de los granos, pero sin afectar de manera negativa su número. Para ello, será necesario evaluar los mecanismos fisiológicos, genéticos y moleculares que originan estos granos de mayor tamaño, por lo que junto a Daniel Calderini y a un grupo de investigadores de la Universidad Austral de Chile, estamos planificando futuros proyectos que nos permitan profundizar en éstos temas”, sostiene Marcelo.

Importancia del raps y potenciales ventajas para la agricultura y la industria

De acuerdo a la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), la producción mundial de raps alcanza los 73 millones de toneladas. Se utiliza principalmente para producir aceite vegetal para consumo humano y biocombustibles.

En Chile actualmente se producen 212.016 toneladas de raps (ha crecido un 88% desde el año 2000 a la fecha) las que se destinan básicamente a tres mercados: la industria salmonera, el consumo humano local y la exportación. Los subproductos del proceso industrial son utilizados en la industria acuícola, lecherías y alimentación animal en general.

Es por eso que los resultados del estudio de Marcelo Labra abren nuevas posibilidades para que en el futuro los mejoradores vegetales puedan generar híbridos de raps con mayores potenciales de rendimiento a partir de granos de mayor tamaño, característica que hasta ahora ha sido escasamente explotada. Esto, tendría impacto en el rendimiento que logran los agricultores.

Además, la utilización de semillas de mayor tamaño ofrece para los productores de raps numerosas ventajas, tales como la mejora del establecimiento del cultivo, un mayor vigor inicial, y mayor tolerancia a agentes bióticos, lo que se traduciría en una reducción en el uso de productos agroquímicos para el control de malezas e insectos. Mientras que para la industria aceitera, granos de mayor tamaño son una característica altamente deseable, ya que mejoran la eficiencia en el proceso de molienda del grano y posterior extracción de aceite.

Contexto de la Investigación

Cabe destacar que este proyecto chileno-holandés se ejecuta en el marco de la tesis doctoral de Marcelo Labra, titulada “Plasticidad fenotípica del raps en respuesta a densidad de siembra y fertilización nitrogenada”, cuyos  experimentos y análisis de laboratorio fueron financiados en parte por los proyectos FONDECYT-1141048 y DID-UACh D-2014-07, liderados por el Profesor Calderini. También ha contado con la colaboración de empresas de mejoramiento nacionales (Semillas Baer) e internacionales (NPZ-Lembke), además de la Universidad de Wageningen.

La investigación comenzó a desarrollarse en octubre  2012 y finalizará a mediados de éste año. Los experimentos de campo relatados aquí fueron realizados en la Estación Experimental Agropecuaria Austral (EEAA) y los análisis de calidad de grano en el Laboratorio de Fitoquímica del Instituto de Producción y Sanidad Vegetal.

De Igual modo, los investigadores acaban de publicar en el European Journal of Agronomy, una de las revistas científicas de mayor importancia en agricultura, el artículo “Plasticity of seed weight compensates reductions in seed number of oilseed rape in response to shading at flowering”. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1161030116302556

Contacto: marcelo.labra@postgrado.uach.cl

Daniel Calderini y Marcelo Labra

Daniel Calderini y Marcelo Labra

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