¿Cuáles son algunos de los avances actuales en el mejoramiento del lúpulo?



El lúpulo común, podrías llamarlo lúpulo, es un ingrediente principal en la cerveza responsable de su rico perfil de sabor. 


POR BLOG DE ALIMENTOS SEGUROS SOSTENIBLES

por John Hennig , Universidad Estatal de Oregón


Los cerveceros artesanales y los grandes fabricantes siempre están buscando ese nuevo sabor. Es posible que no sepa que se dedican muchos esfuerzos de mejoramiento a esos nuevos sabores, pero se está realizando un trabajo adicional para crear variedades de lúpulo que sean resistentes a las enfermedades, así como tolerantes a la sequía y al calor.

Es el fruto del lúpulo lo que los cerveceros tienen en cuenta a la hora de elegir los ingredientes. El fruto de la planta hembra es una flor en forma de cono. Muchas variedades de lúpulo florecen prolíficamente en vides perennes. Las vides pueden crecer más de siete pies de altura.

Si bien el lúpulo es importante en la industria cervecera, no mucha investigación se ha centrado en crear un perfil genético del cultivo. Durante la última década, varios criadores, incluyéndome a mí, nos hemos centrado en crear mapas genéticos que describen «marcadores» para ayudarnos a guiarnos en nuestra crianza.

persona con sombrero inspeccionando vides de lúpulo en plantas altas de lúpulo
El Dr. John Hennig junto a vides de lúpulo que crecen en los campos de prueba de la Universidad Estatal de Oregón. El equipo está mejorando el sabor del lúpulo, así como la tolerancia al clima y la resistencia a las enfermedades. Crédito: Kayla Altendorf

Los marcadores son ubicaciones en los genes que predicen un rasgo específico. Hay marcadores para la altura de la planta, la tolerancia a la sequía y, especialmente, ese importante perfil de sabor. El estudio de los marcadores de rasgos se denomina genómica y hemos progresado mucho en esta década.

Para muchos cultivos de EE. UU., los marcadores se utilizan como herramientas para seleccionar rasgos que se mejorarán o investigarán.

Rasgos como la resistencia a las enfermedades, el hábito de crecimiento (enano vs alto), el color y la forma de la fruta o el contenido de aceite se identifican fácilmente en la etapa de plántula usando estos marcadores. Esto ahorra mucho tiempo a los mejoradores, dado que el ADN de una plántula es el mismo que el de la planta adulta, la determinación de los marcadores en las primeras etapas de desarrollo ahorra meses en el proceso.

Al crear este perfil de marcadores genéticos, los mejoradores pueden reducir la cantidad de líneas experimentales que deben evaluarse en el campo. Esto también ayuda a que el proceso de selección tenga mayor precisión, con semillas que probablemente produzcan plantas que produzcan los frutos deseados.

Para cultivos populares, como el trigo, el maíz, la soja y el arroz, gran parte del trabajo inicial sobre el desarrollo de marcadores tuvo lugar a fines de la década de 1990 y principios de la de 2000. Los genomas de estos cultivos fueron completamente secuenciados, ensamblados y sus genes identificados hace más de una década. Tener esta herramienta básica permitió a los fitomejoradores buscar marcadores para rasgos importantes y aumentar la precisión en los programas de mejoramiento para los cultivos principales.

comedero grande lleno de conos de lúpulo cosechado junto con docenas de juegos de conos secos en bolsas
Conos verdes de lúpulo cosechado junto con juegos de conos secos en bolsas. Líneas de lúpulo experimentales del programa de mejoramiento de lúpulo USDA-ARS dispuestas para horno. Crédito: John Henning

Las grandes empresas de fitomejoramiento de propiedad internacional analizarán más de un millón de plántulas en busca de miles de marcadores vinculados a una plétora de características para cada cultivo y lugar de cultivo. Los costos de tales análisis están mucho más allá del alcance de un cultivo menor como el lúpulo. Anualmente se generan entre 40 000 y 100 000 plántulas por programa de mejoramiento.

Actualmente, solo hemos determinado los marcadores para algunos rasgos de lúpulo para usar en nuestros programas. Algunos marcadores importantes que conocemos para el lúpulo son:

  • Sexo: esto es importante porque solo se cultivan líneas femeninas.
  • Resistencia a enfermedades: conocemos los marcadores de Hop Powdery Mildew, Hop Downy Mildew
  • Altura de la planta: esto es importante porque los lúpulos enanos se pueden cultivar en un enrejado corto como seto, lo que reduce significativamente la mano de obra.
  • Niveles de ácido alfa: estos contribuyen al potencial de amargor que un lúpulo contribuirá a la elaboración de la cerveza.
  • Aceites esenciales predominantes: estos son más compuestos que contribuyen al sabor de la cerveza.

Los desarrollos recientes en el rastreo genómico han reducido el costo del proceso. Más de estos rasgos, y otros que pronto se identificarán, se implementarán en el mejoramiento de rutina. Esto es cierto tanto para los programas públicos de mejoramiento como para los emprendimientos privados.

Los primeros esfuerzos en el ensamblaje del genoma del lúpulo se publicaron recientemente (2015) y el primer borrador verdadero del genoma se publicó el año pasado (2020). Como resultado, los esfuerzos en el desarrollo de marcadores para el lúpulo todavía están en su etapa inicial en el lúpulo. Y esto es solo para algunos de los rasgos más simples, aquellos controlados por uno o solo unos pocos genes. Algunos rasgos están controlados por tres o más genes, lo que aumenta drásticamente la complejidad de la expresión génica y hace que la selección de rasgos sea mucho más difícil.

Además de desarrollar el genoma del lúpulo e identificar marcadores para rasgos simples, investigaciones recientes en mi programa han revelado el control genómico sobre la eficiencia del uso del agua (respuesta a la sequía) y su impacto en la química del lúpulo. 

conos de lúpulo que crecen en vides altas
Conos de lúpulo creciendo en vides altas. El lúpulo le da a la cerveza sus sabores distintivos. Los esfuerzos de mejoramiento tanto en variedad de sabor como en resistencia a enfermedades han progresado en la última década debido al mapeo genómico. Crédito: John Henning

Observamos que el mayor impacto en los ácidos amargos del lúpulo y otros compuestos aromatizantes se produjo durante la etapa intermedia del desarrollo del cono (fruta). Esto significa que la sequía o el estrés por calor durante las etapas intermedias del desarrollo del cono de lúpulo afectarán el rendimiento general. Igual de importante, afectará los niveles de ácido amargo y los niveles de otros compuestos saborizantes.

Si bien el trabajo de genómica y el desarrollo de marcadores son emocionantes e impactantes, el mejoramiento regular de plantas continúa teniendo el mayor impacto en la salud económica de la industria del lúpulo y el mundo cervecero.

El programa público de mejoramiento de USDA-ARS ha lanzado recientemente su último cultivar de lúpulo, USDA Triumph (2020). Este cultivar es una nueva línea pública tolerante a enfermedades y de alto rendimiento (disponible para cualquier persona sin regalías). Tiene un aroma increíble y características de preparación para cualquier cosa, desde una lager hasta una IPA nebulosa.

Además, mi programa lanzó otro nuevo y emocionante cultivar de lúpulo público: el nombre experimental «074», al público a fines de 2021. Esta línea es un lúpulo sin semillas, con conos grandes. Tiene una fruta tropical increíblemente intensa con sabor cítrico y notas posteriores de fruta de hueso. Los rendimientos de “074” han superado con creces los de otras líneas aromáticas. El cultivo es adaptable en los EE. UU., ya que se cultivó y cosechó con éxito desde el noroeste del Pacífico hasta Vermont. 

Otro cultivar experimental está esperando su lanzamiento este año. Tiene la característica de ser una línea de cosecha extremadamente temprana con amplio uso en diferentes estilos de elaboración.



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