• En su trabajo final de máster (TFM), Seifelden Metwally explora un nuevo paradigma de la mejora genética para acelerar la mejora de los cultivos y al mismo tiempo salvaguardar la diversidad genética a largo plazo.

Uno de los mayores desafíos en la mejora genética vegetal consiste en encontrar el equilibrio entre la ganancia genética y la conservación de la diversidad. ¿Cómo se puede optimizar la mejora hoy sin comprometer los recursos genéticos necesarios para mañana?

Esta es la pregunta a la que se pretende responder en el trabajo de investigación de Seifelden Metwally, egresado del Máster Internacional de Genética, Genómica y Mejora Vegetal del CIHEAM Zaragoza y la Universidad de Lleida. En su TFM, realizado bajo la supervisión de Julio Isidro Sánchez en el Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBPG), Metwally ha analizado el potencial de integrar estrategias óptimas de apareamiento genómico (OGM por sus siglas en inglés) en los programas de selección genómica.

UN CAMBIO DE PARADIGMA EN LA MEJORA

Tradicionalmente, los mejoradores han utilizado el método «élite por élite», es decir, cruzar los individuos de mayor rendimiento entre sí para conseguir una progenie superior. Este método es eficaz a corto plazo, sin embargo, si se utiliza repetidamente, se reduce la variación genética y se limita el potencial de la mejora a largo plazo.

Resumen gráfico con los tres conceptos principales de mejora y los factores que se deben equilibrar en las estrategias OGM para dirigir los cruzamientos entre parentales.

Las estrategias OGM ofrecen una alternativa. Al combinar información de marcadores de todo el genoma con algoritmos evolucionarios, las OGM identifican diseños de apareamiento que maximizan la ganancia genética esperada y al mismo tiempo limitan el apareamiento de parentales estrechamente relacionados entre sí. En vez de seleccionar plantas individuales, el diseño optimiza un conjunto de estrategias de apareamiento con una perspectiva multigeneracional.

Esto ha dado lugar a un cambio de filosofía en la mejora de plantas: se ha pasado de seleccionar los mejores individuos a diseñar las mejores combinaciones. Este enfoque tiene como objetivo acelerar el desarrollo de cultivos resilientes y de alto rendimiento y a la vez conservar la diversidad genética, esencial para una mejora sostenible.

RESULTADOS PUBLICADOS EN LA REVISTA GENETICS

El TFM de Metwally demuestra que las estrategias OGM aportan mayores ganancias genéticas que el método élite por élite o apareamiento aleatorio, y conserva mayor variabilidad genética. Estos resultados confirman la capacidad de las estrategias OGM de conciliar resultados de mejora a corto plazo con las metas a largo plazo.

Basada en este trabajo, la investigación ha llevado a la publicación de un artículo original en la revista GENETICS con el título «MateR: a novel genomic mating framework», que presenta una nueva metodología que utiliza el apareamiento genómico para controlar mejor la diversidad genética en los programas de mejora.

ESTRATEGIAS ÓPTIMAS DE APAREAMIENTO GENÓMICO EN LA MEJORA DEL OLIVO

La mejora genética del olivo en España ofrece un claro ejemplo de cómo el apareamiento genómico óptimo puede contribuir a la mejora sostenible de los cultivos. España es el mayor productor de olivos del mundo y sus esfuerzos de mejora dependen cada vez más de un conjunto reducido de variedades élites muy valoradas por su idoneidad en sistemas de producción intensiva. Si se utilizan los mismos parentales de forma repetida, se acelera la pérdida de diversidad genética, difícil y lenta de restaurar.

Los ciclos de mejora del olivo son largos, a veces más de diez años. Por este motivo la selección genómica es especialmente atractiva. Sin embargo, la selección genómica puede intensificar aún más la utilización de parentales élites relacionados entre sí. La integración de estrategias OGM en estos programas permite aprovechar los beneficios de la predicción genómica y al mismo tiempo controlar la diversidad, para que las ganancias de hoy no comprometan el potencial de mañana.

SOBRE EL AUTOR

Seifelden Metwally se graduó del Máster Internacional de Genética, Genómica y Mejora Vegetal organizado por el CIHEAM Zaragoza y la Universidad de Lleida (2023-2025). Tiene un BSc en Biotecnología de la Universidad de El Cairo. Actualmente realiza un doctorado en Biotecnología y Recursos Fitogenéticos en la Universidad Politécnica de Madrid y la Universidad de Córdoba.

Su trabajo de investigación se centra en el diseño de programas de selección genómica que aceleren el proceso de mejora sin comprometer la variabilidad genética de poblaciones de élite. Bajo la supervisión de Julio Isidro Sánchez y Concepción Muñoz Díez, pretende aplicar las herramientas genómicas de vanguardia desarrolladas en el laboratorio Rocinante (CBGP) al programa de mejora del olivo en Córdoba.

Recientemente, ha representado el laboratorio Rocinante con su último trabajo «Un nuevo marco para controlar la diversidad genética para el apareamiento genómico óptimo», en la 19ª Conferencia de EUCARPIA de Biométrica en la Mejora Genética Vegetal.