Investigadores evaluaron 151 líneas obtenidas del cruce entre cebada cultivada y Hordeum bulbosum para identificar plantas capaces de rebrotar y producir grano durante varios ciclos
Redactor: Javier Morales O.
Editor: Karem Díaz S.
Investigadores de la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas avanzaron en el desarrollo de una cebada perenne capaz de rebrotar después de la cosecha y producir durante más de una temporada. El equipo evaluó material genético obtenido mediante cruces entre la cebada anual cultivada y su pariente silvestre perenne Hordeum bulbosum.
El estudio examinó 151 líneas de introgresión, cada una portadora de segmentos cromosómicos específicos de la especie silvestre dentro del fondo genético de la cebada convencional. Las plantas fueron sometidas a ensayos de campo en el centro de Suecia y a ciclos estacionales controlados en una cámara climática.
Los resultados, publicados en la revista Agronomy, muestran que algunas líneas poseen una elevada capacidad de rebrote. Sin embargo, también revelan que recuperar el crecimiento después de la cosecha no basta para convertirlas en un cultivo perenne adaptado a los inviernos fríos.
Más de la mitad de las líneas rebrotó en condiciones controladas
En la cámara climática, el 54 % de las líneas presentó un rebrote fuerte después del corte. Dos tercios de ese grupo también alcanzaron una fase reproductiva durante dos ciclos estacionales simulados, lo que indica que determinadas combinaciones genéticas pueden mantener tanto el crecimiento vegetativo como la producción de espigas.
Los científicos reprodujeron condiciones estacionales durante dos años para seguir la respuesta de las plantas. Esta evaluación permitió separar la capacidad de formar nuevos brotes de la aptitud para completar otro ciclo reproductivo, dos características necesarias para una cebada destinada a permanecer varios años en el campo.
En los ensayos agrícolas, la mayoría de las líneas volvió a crecer después de la cosecha, pero no consiguió sobrevivir al invierno frío. La diferencia con la cámara climática mostró que la expresión de la perennidad depende de múltiples respuestas ambientales y no solamente de la presencia de genes asociados con el rebrote.
Los cultivos que permanecen en el terreno durante todo el año pueden prestar servicios agronómicos semejantes a los observados cuando el maíz se establece sobre una cubierta vegetal perenne, aunque cada sistema requiere un manejo específico para evitar competencia por agua, nutrientes y luz.
Hordeum bulbosum aporta diversidad a la cebada cultivada
Hordeum bulbosum es un pariente silvestre de la cebada que puede vivir y rebrotar durante varios años. Su compatibilidad con Hordeum vulgare permite transferir segmentos de sus cromosomas al cultivo anual y estudiar qué regiones contribuyen a la persistencia, la tolerancia al estrés y la adaptación estacional.
Las 151 líneas evaluadas contenían diferentes fragmentos genéticos de la especie perenne. Este diseño permitió comparar plantas que, en términos generales, conservaban las características de una cebada cultivada, pero incorporaban porciones concretas del genoma silvestre.
El fondo genético del progenitor anual ejerció una influencia importante sobre varios rasgos de crecimiento y reproducción. No obstante, algunas líneas mostraron comportamientos que no podían anticiparse únicamente a partir de la variedad de cebada utilizada en el cruce.
Entre las líneas con rebrote elevado y características divergentes, los investigadores encontraron una representación frecuente de segmentos de Hordeum bulbosum en los brazos cromosómicos 2HL y 4HL cuando el progenitor cultivado era la variedad Emir. En las líneas derivadas de la variedad Morex apareció con mayor frecuencia la región 1HL.
Estas asociaciones no significan que un único fragmento cromosómico controle toda la perennidad. Proporcionan candidatos para la selección asistida por marcadores y para nuevos cruces destinados a conservar las combinaciones favorables durante las siguientes generaciones.
El invierno continúa siendo el principal obstáculo
La capacidad de las plantas para rebrotar bajo condiciones suaves no se tradujo automáticamente en supervivencia a campo abierto. En un clima templado frío, la futura variedad deberá coordinar el crecimiento con la duración del día, entrar en reposo en el momento adecuado, tolerar las heladas y reanudar su desarrollo después del invierno.
La vernalización también resulta determinante. Algunas plantas necesitan acumular un periodo de bajas temperaturas antes de iniciar la floración, mientras la respuesta al fotoperiodo regula la transición entre las fases vegetativa y reproductiva.
Una cebada que siga creciendo demasiado tarde puede resultar dañada por el frío. En cambio, una planta que entre prematuramente en reposo podría limitar su rendimiento. El mejoramiento necesita equilibrar supervivencia, rebrote, producción de espigas, tamaño del grano y regularidad entre años.
Los autores señalaron que la perennidad observada hasta ahora ocurrió únicamente bajo condiciones relativamente suaves. Por esa razón, serán necesarias evaluaciones en varios ambientes para comprobar la estabilidad de los rasgos y seleccionar materiales capaces de soportar inviernos reales sin perder productividad.
La cebada perenne busca reducir la perturbación del suelo
Los cereales anuales dominan una parte considerable de la superficie agrícola mundial. Su elevada productividad actual es resultado del mejoramiento genético, fertilizantes, protección fitosanitaria y mecanización, pero la preparación y siembra anual del terreno pueden incrementar la perturbación física y los costos operativos.
Una cebada perenne permanecería establecida después de la cosecha, por lo que no necesitaría sembrarse nuevamente cada temporada. Sus raíces vivas podrían prolongar la cobertura del suelo, captar nutrientes durante más meses y disminuir las oportunidades de erosión o lixiviación.
Los sistemas con vegetación permanente también pueden sostener comunidades biológicas diferentes. Una evaluación anterior encontró que los pastos perennes mantuvieron suelos con elevada actividad microbiana, aunque los resultados de un pastizal no pueden trasladarse automáticamente a un cereal en proceso de domesticación.
La menor frecuencia de labranza podría favorecer la conservación del carbono almacenado en el suelo. Los efectos reales dependerán del clima, el manejo, la duración productiva del cultivo, el rendimiento y las operaciones que continúen siendo necesarias entre cosechas.
Otros proyectos han demostrado el interés comercial que pueden despertar estos cereales. El caso de Kernza como grano perenne para alimentos y cerveza ofrece una referencia sobre las oportunidades y dificultades de construir una cadena productiva para un cultivo nuevo.
El rendimiento deberá acercarse al de la cebada anual
El beneficio ambiental no será suficiente si la futura cebada produce poco grano, presenta maduración irregular o exige varios años antes de alcanzar un rendimiento aceptable. Los investigadores deberán combinar la persistencia de Hordeum bulbosum con características agrícolas propias de variedades modernas.
Entre los rasgos prioritarios figuran la fertilidad de las espigas, el tamaño y calidad del grano, la resistencia al acame, la maduración uniforme y la capacidad de recuperación después de cada cosecha. También será necesario estudiar la respuesta a enfermedades, malezas y variaciones en la disponibilidad de agua y nutrientes.
La selección asistida por marcadores puede acelerar el seguimiento de los segmentos silvestres favorables, pero los ensayos de campo continuarán siendo indispensables. Las interacciones entre los genes de ambas especies pueden producir respuestas diferentes según el progenitor cultivado y el ambiente.
El proyecto sueco cuenta con la colaboración de la Universidad de Copenhague y el Laboratorio de Investigación Carlsberg. La Fundación para la Innovación de Dinamarca aportó 23,1 millones de coronas danesas para acelerar el programa, mientras Axfoundation mantiene parcelas experimentales de cebada bulbosa y otros cereales perennes en la granja Torsåker.
El trabajo todavía corresponde a una fase de investigación y mejoramiento, no a una variedad comercial disponible para los agricultores. Su progreso dependerá de identificar líneas que combinen rebrote, resistencia invernal y rendimiento durante varios años bajo diferentes condiciones productivas.
La cebada perenne se integra en una búsqueda más amplia de sistemas que combinen producción con menor perturbación ecológica. Experiencias como el agriwilding basado en vegetación permanente y recuperación de biodiversidad muestran el interés creciente por conservar cobertura y funciones ecológicas dentro de los paisajes agrícolas.
Fuentes referenciales:
AgroXXI
Agronomy
Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas
Axfoundation
