- El IAS-CSIC de Córdoba investiga trigo, avena, arroz y tritordeum para mejorar su valor nutricional y su adaptación al clima.
- La edición genética con CRISPR/Cas9 se aplica para obtener cereales aptos para personas con celiaquía e intolerancias al trigo.
- Se refuerza la calidad del trigo mediante el aumento de carotenoides y el estudio de genes como ZIP4 y regiones teloméricas.
- El instituto lidera y participa en redes científicas como WheatNet, CeReS y PanOat para coordinar la investigación en cereales.
Los cereales siguen siendo, a día de hoy, una pieza básica en la alimentación mundial y en la economía agraria. Trigo, arroz, cebada, maíz o avena continúan sosteniendo la dieta de millones de personas, pero el cambio climático, el crecimiento de la población y las nuevas demandas nutricionales están poniendo contra las cuerdas al modelo productivo tradicional.
Desde Córdoba, el Instituto de Agricultura Sostenible del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IAS-CSIC) está volcado en replantear cómo se cultivan y se mejoran los cereales. Sus equipos trabajan para obtener variedades más nutritivas, capaces de aguantar mejor la sequía, las altas temperaturas y las enfermedades, y que aprovechen al máximo la enorme diversidad genética disponible en estos cultivos.
Cereales en el centro de la seguridad alimentaria
La relevancia de estos cultivos va mucho más allá del campo. Los cereales son un pilar de la seguridad alimentaria y de la sostenibilidad global, especialmente en Europa y en la cuenca mediterránea, donde forman parte de los principales sistemas agrícolas. De su productividad y estabilidad dependen tanto la dieta básica de la población como la viabilidad económica de muchas explotaciones.
En este contexto, el Departamento de Mejora Genética del IAS-CSIC, con sede en Córdoba, orienta su labor a desarrollar nuevas variedades de trigo, avena, arroz y tritordeum que combinen rendimiento, calidad nutricional y resistencia a condiciones climáticas cada vez más extremas. El objetivo es claro: cultivos que produzcan más y mejor, con menos riesgo frente a sequías, olas de calor o patógenos.
Estas líneas de trabajo se han dado a conocer con especial énfasis coincidiendo con el Día Mundial de los Cereales, una fecha que el instituto ha aprovechado para explicar cómo la ciencia puede marcar la diferencia en el futuro de la alimentación.
El enfoque del centro no se limita únicamente al rendimiento agronómico; también se presta atención al impacto de los cereales en la salud de la población, desde alergias e intolerancias hasta enfermedades asociadas al envejecimiento, lo que refuerza el papel de la investigación pública en la mejora de la dieta.
Nuevas metodologías de mejora genética en cereales
En el corazón de estas investigaciones se encuentra la aplicación de metodologías de mejora genética de última generación. El Departamento de Mejora Genética del IAS-CSIC combina técnicas clásicas de selección con herramientas modernas que permiten avanzar mucho más deprisa y con gran precisión.
Entre estas herramientas destaca la edición genética mediante CRISPR/Cas9, una tecnología que posibilita introducir cambios dirigidos en el genoma. Según detalla Sergio Atienza, responsable del departamento, en el IAS-CSIC se está empleando esta técnica para generar cereales destinados a personas con enfermedad celíaca y, en la misma línea, desarrollar trigo resistente a la sequía y con menos gluten, así como a quienes padecen alergia o sensibilidad al trigo no celiaca.
Esta línea de trabajo se centra, por ejemplo, en reducir o eliminar las proteínas implicadas en la respuesta inmunitaria de estos pacientes, como determinadas fracciones del gluten, sin renunciar a las propiedades tecnológicas necesarias para elaborar pan, pasta u otros productos derivados del trigo.
Además del trigo, estudios recientes en arroz muestran que la edición génica permite reconfigurar el perfil de proteínas del grano para aumentar su valor nutricional. Esto abre la puerta a variedades adaptadas a necesidades específicas de población, sin perder de vista las condiciones ambientales de Europa y otras regiones productoras.
Avances en la calidad nutricional del trigo y el tritordeum
Una parte destacada de las investigaciones del IAS-CSIC se centra en mejorar la calidad nutricional y funcional del trigo. No se trata solo de producir más grano, sino de que ese grano aporte más beneficios para la salud y responda a las expectativas del sector agroalimentario.
Uno de los campos más activos es el aumento del contenido en carotenoides en el grano de trigo. Estos pigmentos naturales son responsables del color amarillo de la pasta y del tono dorado característico del tritordeum, un cereal desarrollado en Córdoba a partir del cruce entre trigo duro y una especie de cebada silvestre.
Más allá del color, los carotenoides tienen un marcado interés sanitario. En el caso del trigo duro, la luteína es el carotenoide predominante y numerosos estudios la asocian con una menor probabilidad de desarrollar degeneración macular asociada a la edad, una patología que provoca la pérdida progresiva de visión en personas mayores.
Por este motivo, el equipo del IAS-CSIC trabaja tanto en incrementar la cantidad total de carotenoides como en ajustar su perfil concreto, con el fin de potenciar los compuestos de mayor interés para la salud. En paralelo, se analiza cómo las condiciones derivadas del cambio climático —temperaturas más altas, estrés hídrico o cambios en el ciclo de cultivo— pueden afectar a la calidad del trigo y, en particular, a estos compuestos bioactivos.
Innovación en estudios genéticos y hibridación del trigo
Para acelerar la obtención de nuevas variedades, el IAS-CSIC está explorando en profundidad la manipulación cromosómica y el estudio de la meiosis en trigo. Estas investigaciones buscan hacer más eficiente la incorporación de características útiles procedentes de especies emparentadas o silvestres.
Uno de los grandes avances del centro se ha logrado a través del estudio del gen meiótico ZIP4, clave para controlar cómo se intercambia material genético durante la formación de gametos. Gracias a esta línea de trabajo, ha sido posible facilitar la introducción de genes beneficiosos desde especies silvestres hacia el trigo cultivado, ampliando así su base genética.
El equipo también está caracterizando con detalle las regiones teloméricas y subteloméricas del genoma del trigo. Los resultados obtenidos revelan una variación estructural en los telómeros mayor de lo que se esperaba inicialmente, y muestran que las zonas subteloméricas son especialmente ricas en genes y en elementos móviles.
Esta combinación de alta variabilidad y densidad génica convierte a estas regiones en objetivos estratégicos para los programas de mejora. Comprender su arquitectura permite diseñar estrategias más finas para introducir o seleccionar rasgos de interés, desde la resistencia a enfermedades hasta la adaptación a temperaturas extremas.
En paralelo, se están llevando a cabo trabajos orientados al desarrollo de trigo híbrido mediante sistemas de androesterilidad, tanto citoplásmica como termo-sensible. Esta aproximación busca aprovechar el vigor híbrido para lograr plantas más productivas y estables, algo especialmente relevante en ambientes mediterráneos donde los rendimientos pueden fluctuar mucho de un año a otro.
La avena, aliada clave en los sistemas agrícolas mediterráneos
Las investigaciones del IAS-CSIC no se limitan al trigo. El grupo de Resistencia a Estreses Bióticos y Abióticos del instituto concentra buena parte de sus esfuerzos en la mejora de la avena, un cultivo esencial en el arco mediterráneo tanto para la alimentación humana como para el ganado.
Este equipo analiza cómo responde la avena frente a enfermedades como el oídio y la roya, dos patologías que reducen la producción y pueden comprometer seriamente las cosechas. Al mismo tiempo, estudia su comportamiento frente a estreses abióticos típicos del clima mediterráneo, con especial atención a la sequía y a las altas temperaturas.
La calidad funcional de la avena también ocupa un lugar central. Las investigadoras del IAS evalúan compuestos bioactivos de interés nutricional presentes en el grano y su variación entre variedades modernas y materiales tradicionales o landraces. Este conocimiento permite seleccionar líneas con mejor perfil saludable y adaptarlas a los sistemas productivos actuales.
Para abordar todos estos retos, el instituto combina herramientas que abarcan distintos niveles de análisis: molecular, celular, fisiológico y agronómico. Los ensayos se realizan en laboratorio, invernadero y campo, lo que permite comprobar si los resultados obtenidos en condiciones controladas se mantienen en situaciones reales de cultivo.
El objetivo final es disponer de variedades de avena más resilientes, productivas y saludables, que encajen en los sistemas agrícolas mediterráneos y respondan a la creciente demanda de este cereal en la industria alimentaria europea.
Redes científicas y cooperación internacional en cereales
El peso del IAS-CSIC en el ámbito de los cereales no se limita al trabajo interno de sus laboratorios. El instituto tiene un papel activo en redes y consorcios que coordinan la investigación en España y en el extranjero, con el objetivo de compartir datos, herramientas y recursos.
Entre estas iniciativas destaca la Conexión Trigo (WheatNet) del CSIC, una plataforma que agrupa a grupos de investigación especializados en trigo para reforzar el estudio de este cultivo estratégico. Su finalidad es contribuir a garantizar el suministro de alimentos y la seguridad alimentaria, especialmente ante la incertidumbre climática y geopolítica.
El personal investigador del IAS participa además en la red CeReS (Cereales Resilientes y de Calidad para la Seguridad Alimentaria), centrada en desarrollar materiales que combinen resistencia y calidad, y en el Consorcio Internacional PanOat, dedicado al estudio del pangenoma de la avena, lo que facilita una visión más completa de la diversidad genética disponible a escala global.
A esto se suman colaboraciones dentro de la Wheat Initiative, en concreto en los grupos de expertos Quality EWG y Durum EWG, donde se trabajan aspectos relacionados con la calidad del grano y las particularidades del trigo duro. Esta red de alianzas permite que los resultados obtenidos en Córdoba se integren en una estrategia internacional más amplia.
Todo este entramado colaborativo refuerza la posición del IAS-CSIC como referente en investigaciones sobre cereales en España y Europa, ayudando a transferir conocimiento hacia otros centros, al sector agrario y a la industria alimentaria.
El conjunto de proyectos que impulsa el IAS-CSIC en trigo, avena, arroz y tritordeum muestra cómo la combinación de mejora genética clásica, edición de genes con CRISPR/Cas9, estudios avanzados de genoma y trabajo en red puede dar lugar a cereales más nutritivos, resistentes al clima y adaptados a las necesidades sociales actuales, situando a la investigación pública como uno de los motores clave para asegurar la alimentación y la calidad de la dieta en las próximas décadas.
