Cada 7 de marzo se celebra el Día Mundial de los Cereales, una fecha clave para reflexionar sobre la relevancia de estos cultivos en la alimentación global, la economía agrícola y la sostenibilidad del planeta. Durante milenios, el trigo, la avena, la cebada, el arroz y otros cereales han sido la base de la dieta humana y continúan desempeñando un papel fundamental en la seguridad alimentaria mundial. Sin embargo, la crisis climática, la disminución de la biodiversidad agrícola y el crecimiento demográfico plantean desafíos sin precedentes para su producción.
Ante esta situación, el Instituto de Agricultura Sostenible del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IAS-CSIC) de Córdoba se ha convertido en un referente en la investigación y desarrollo de nuevas variedades de cereales que sean más resistentes a enfermedades, tolerantes a condiciones climáticas adversas y con mejores cualidades nutricionales. Los científicos del instituto aplican desde técnicas tradicionales de mejora genética hasta las más avanzadas herramientas de edición de genes para lograr estos objetivos.
Investigación para la resiliencia de los cereales ante el cambio climático
Uno de los mayores retos a los que se enfrenta la agricultura moderna es la adaptación de los cultivos al cambio climático. El aumento de temperaturas y la variabilidad en las precipitaciones afectan directamente la productividad agrícola, poniendo en riesgo la estabilidad de los sistemas alimentarios. “En el IAS-CSIC, estudiamos la biología reproductiva del trigo y otros cereales con el objetivo de desarrollar herramientas que optimicen su rendimiento en condiciones climáticas extremas”, explica Elena Prats, investigadora del Departamento de Mejora Genética Vegetal del IAS-CSIC.
Los investigadores trabajan en la manipulación de la meiosis, un proceso crucial en la división celular, y en el desarrollo de sistemas de androesterilidad para la producción de híbridos comerciales más eficientes. Estas innovaciones tienen el potencial de transformar la agricultura cerealista y mejorar la estabilidad de los rendimientos en un contexto de cambio climático. “Utilizamos herramientas avanzadas como la microscopía confocal y aproximaciones genómicas y proteómicas para estudiar la estructura de los cromosomas y su comportamiento durante la reproducción, lo que nos permite transferir características beneficiosas a las variedades cultivadas”, añade Prats.
Además de los desafíos climáticos, la producción de cereales se enfrenta a enfermedades y estreses abióticos que pueden comprometer la producción y calidad del grano. Patógenos como el oidio y la roya, así como condiciones adversas como la sequía y las temperaturas extremas, afectan significativamente el rendimiento de los cultivos, obligando a un uso intensivo de fungicidas o requiriendo grandes cantidades de agua, un recurso cada vez más escaso.
“El IAS-CSIC investiga la respuesta de los cereales a estos estreses, explorando las bases celulares y moleculares de la resistencia y evaluando el impacto del estrés en la planta y sus interacciones”, explica Prats. Estos estudios permiten identificar genes y mecanismos que contribuyen a la tolerancia de los cultivos, facilitando el desarrollo de variedades más resistentes y resilientes.
El trabajo en genética y biotecnología es otro de los pilares fundamentales de la investigación en el IAS-CSIC. “Técnicas como la edición genética mediante CRISPR/Cas y el ARN de interferencia están revolucionando la manera en que se mejoran los cultivos”, destaca Prats. Estas herramientas permiten modificar genes específicos y se están utilizando en el instituto para desarrollar cereales con bajo contenido en proteínas inmunogénicas, responsables de la enfermedad celíaca y otras intolerancias al gluten.
Asimismo, la calidad de los cereales es un aspecto central en las investigaciones del IAS. Uno de los ejemplos más destacados es el estudio de los carotenoides en el trigo duro, compuestos clave en la nutrición humana. “Los carotenoides, en particular la luteína, no solo determinan el color amarillo del grano, sino que también poseen propiedades beneficiosas para la salud”, señala Prats. Entender cómo se acumulan estos pigmentos y qué factores genéticos los regulan permite desarrollar variedades con mayor contenido de carotenoides, contribuyendo tanto a la calidad del producto como a la mejora de la dieta de los consumidores.
La investigación llevada a cabo en el IAS-CSIC no se desarrolla de manera aislada, sino que forma parte de un entramado de colaboraciones con instituciones nacionales e internacionales. El instituto participa en proyectos como la Red de Investigación en Cereales Resilientes y de Calidad para la Seguridad Alimentaria Española, la Conexión Trigo del CSIC y el Consorcio Internacional PanOat, que lidera el primer estudio pangenómico en avena a nivel mundial.
Además, el IAS ha contribuido al desarrollo de un genoma de alta calidad en trigo, un avance clave para la mejora de este cultivo estratégico. Estos proyectos permiten compartir conocimientos y aplicar tecnologías avanzadas para resolver los desafíos del sector cerealista a nivel global.
La conmemoración del Día Mundial de los Cereales es una oportunidad para destacar la importancia de seguir invirtiendo en investigación y desarrollo para garantizar el futuro de estos cultivos esenciales. En un mundo donde la seguridad alimentaria se enfrenta a múltiples amenazas, la labor de institutos como el IAS-CSIC resulta crucial para desarrollar soluciones innovadoras que permitan alimentar a una población creciente sin comprometer los recursos naturales.
“La mejora de los cereales no es solo una cuestión agrícola; es una apuesta por la seguridad alimentaria global, la salud humana y la resiliencia de nuestros sistemas de producción”, concluye Prats. Con el avance de la ciencia y la colaboración entre investigadores de todo el mundo, el futuro de los cereales puede ser más sostenible, resiliente y beneficioso para toda la sociedad
