Las lentejas para el futuro

España, y también la provincia de León, tiene un potencial importante por explotar en la producción de leguminosas. La UE es deficitaria en estos productos y los importa, para alimentación humana pero sobre todo animal, ya que son una fuente importante de proteínas Una de las líneas prioritarias de la Política Agracia Común (PAC) es tratar de reducir su dependencia de proteína vegetal. El problema de la producción nacional es que no está mejorada, y las variedades que hay no siempre se adaptan a las exigencias del mercado.

Ahora la Universidad de León inicia un proyecto de mejora genética de lentejas, financiado por el Ministerio de Ciencia y Tecnología con 115.000 euros, que utilizará tecnología puntera de secuenciación para identificar miles de marcadores y poder establecer programas de mejora que den lugar a nuevas variedades, sobre todo resistentes al hongo Ascochyta y tolerante a la sequía. Es el proyecto Identificación de QTLs/genes implicados en la tolerancia a sequía y resistencia a Ascochyta en lenteja.

El investigador principal del proyecto (que se integra en el Grupo de Investigación Genplant1) es Juan José Gutiérrez González, del Área de Genética del Departamento de Biología Molecular de la Universidad de León, y doctor en Genética por la Universidad de Missouri-Columbia. «En el archivo de la Universidad tenemos más de 600 variedades distintas de lentejas. La idea es, utilizando este germoplasma, genotipar miles de marcadores para estudiar fundamentalmente su resistencia al hongo y su tolerancia a la sequía».

Nunca se ha llevado a cabo en España un genotipado a la escala que va a hacerse ahora con las lentejas. «Vamos a ensayar con miles de marcadores, y sobre todos ellos estudiar los dos caracteres sobre los que nos centramos, la resistencia al hongo y a la sequía. La idea es buscar asociaciones entre marcadores y los caracteres para determinar qué genes controlan estos dos aspectos. Una vez que tengamos esas asociaciones de marcadores estudiaremos las líneas más prometedoras, las que tienen más marcadores asociados a la resistencia y la tolerancia y, con esas líneas, se establecerán programas de mejora. Se tratará de cruzar las variedades entre ellas para obtener lo que nos interesa, nuevas variedades más resistentes al hongo y más tolerantes a la sequía».

El proyecto comienza en septiembre, y contará entre el equipo de investigadores con Andrea Fernández, becaria predoctoral que preparará su tesis sobre este trabajo.

Juan José Gutiérrez explica que «lo primero que tenemos que hacer es extraer el ADN de cada una de las variedades, y determinar los marcadores a través de una tecnología de secuenciación que es novedosa en España, conocida como genotyping-by-sequencing (GBS). Se trata de una tecnología basada en secuenciación que busca cambios en un solo nucleótico en todo el genoma de la planta. El ADN de la lenteja tiene unos cuatro millones de pares de bases, se trata de localizar los cambios que haya en las casi 650 variedades que tenemos a nivel de un solo nucleótido. Se utilizan miles de posiciones que sólo tienen un cambio en una base».

El investigador destaca que «lo realmente interesante es que en lentejas nunca se habían utilizado estas propuestas, son marcadores masivos y la tecnología permite obtener decenas de miles. Ahora estamos yendo a tecnologías de secuenciamiento que son más baratas y accesibles, y permiten obtener fácilmente entre 20.000 y 30.000 marcadores. Es una escala en la que nunca se ha trabajado».

El Grupo de Investigación Genplant1 (cuyas líneas de investigación se centran en genética de plantas, biotecnología vegetal, localización de genes y construcción de mapas genéticos, utilización de marcadores moleculares en estudios genéticos y de mejora, caracterización de genes para la mejora, principalmente de leguminosas; mejora Genética, principalmente de leguminosas, detección de resistencia a estreses bióticos y abióticos en leguminosas, genómica y transcriptómica de plantas aplicada a la mejora, estudio de la variabilidad genética mediante marcadores moleculares y análisis genómico y recursos genéticos) ha estudiado durante muchos años las lentejas, pero «la genómica se ha incorporado hace relativamente poco tiempo». Y además «este cultivo tiene grandes posibilidades en León. Esas son dos de las razones por las que se ha impulsado este proyecto».

Se trata, explica Gutiérrez, de un cultivo «que tiene bastante contenido en fibra y proteína, y que ya de por sí es bastante tolerante a la sequía. Eso es un plus de cara a la adaptación al cambio climático». Es además un cultivo que puede tener importancia de cara al futuro, porque «la producción europea es bastante deficitaria en proteína. Se importa mucho, sobre todo soja, para alimentación animal fundamentalmente. La lenteja puede cubrir perfectamente este déficit, y además es un cultivo que no requiere gran cuidado, ya de por sí es tolerante a la sequía, resistente a muchas plagas,... Si los agricultores disponen de variedades mejoradas, puede incrementarse la producción a nivel local.

Un gran alimento

Se trata además de un alimento con enormes propiedades, que forma parte de la dieta local (en general mediterránea) desde siempre. Las lentejas se consideran un componente de esta dieta, que es rica en legumbres, frutas, verduras, cereales integrales, aceite de oliva y pescados, mientras que es baja en el consumo de productos cárnicos distintos del pescado.

Las lentejas también son ricas en proteínas, hierro, fibra dietética, minerales, vitaminas y antioxidantes. «La dieta mediterránea se asocia con numerosos beneficios para la salud, como la reducción de la mortalidad por enfermedades cardiovasculares, y la prevención de ciertos tipos de cáncer y diabetes tipo 2», señalan los investigadores del proyecto.

Sin embargo, si bien su producción mundial se ha duplicado en las últimas décadas, en España, a pesar de la tradición y el consumo de lentejas, se ha mantenido o incluso disminuido, y por eso «es necesario importar millones de euros en lentejas cada año. Por ejemplo, en 2019 España tuvo que importar 48.753 toneladas de lentejas, por valor de 31,5 millones de euros. No cabe duda que España parece estar desaprovechando la oportunidad que ofrecen las lentejas al sector agroalimentario».

Mientras en otros países se han desarrollado variedades de lentejas para satisfacer mejor las demandas del mercado y superar los desafíos climáticos, hay factores que continúan afectando negativamente la producción de lentejas en España. «Entre ellos hay que destacar el bajo rendimiento debido a la falta de variedades modernas mejoradas. Las variedades locales tradicionales, aunque apreciadas por los consumidores, a menudo son genéticamente heterogéneas y no tan productivas como los cultivares comerciales. Esto es una consecuencia de la práctica ausencia de programas de mejoramiento de lentejas en España. Los cultivadores de lentejas españoles probablemente notarán que sus cultivos se verán cada vez más afectados por el cambio climático, y seguirán perdiendo así más cuota de mercado».

Como cultivo tradicionalmente producido en secano en España, las variedades mejoradas de lentejas deben adaptarse para resistir periodos de sequía conservando las características que las hacen deseables para los consumidores.

Pérdidas de cosechas

Por otra parte se producen los «estreses bióticos y abióticos, que producen graves pérdidas y marcadas fluctuaciones de un año a otro. La sequía es probablemente el principal factor de estrés abiótico en España para los sistemas de cultivo de secano. Dado que se prevé que la incidencia de sequías aumente con el cambio climático, es fundamental desarrollar cultivos más tolerantes a los déficits hídricos».

Sin embargo, a pesar de su importancia y prioridad de investigación, la genética subyacente a la tolerancia a la sequía se comprende solo parcialmente, «lo que dificulta drásticamente el desarrollo de variedades más resistentes».

Las pérdidas de rendimiento causadas por los diferentes estreses bióticos y abióticos en las lentejas son muy variables. Sin embargo, la resistencia y la tolerancia están determinadas en gran medida por factores genéticos. «Por lo tanto, encontrar esos loci/marcadores y usarlos para hacer variedades mejoradas es la forma más eficiente de establecer una resistencia duradera. Nuestro objetivo general será conocer las regiones genómicas (loci) implicadas en la tolerancia a la sequía y la resistencia a la enfermedad fúngica causada por Ascochyta».

Para eso la investigación que ahora se pone en marcha debe responder a preguntas como cuáles son los loci/genes involucrados en la resistencia a Ascochyta; y cuál es un protocolo adecuado para estudios de sequía en lentejas. Además de analizar cuáles son los loci/genes implicados en la tolerancia a la sequía y cuál es su expresión.