Edición No 19

Investigación del Genoma del café, clave para la sostenibilidad del cultivo

Diciembre de 2011

Detrás del Café de Colombia

Investigación del Genoma del café, clave para la sostenibilidad del cultivo

Los resultados de los estudios adelantados por Cenicafé en estos últimos años con la iniciativa de descifrar los aspectos más importantes del genoma del café son un insumo inicial para responder a los nuevos desafíos de la caficultura, como el cambio climático y el conocimiento íntimo del producto y de los factores que determinan su calidad.


La producción de café depende de varios factores, entre ellos el potencial genético de la planta; las interacciones con el clima que definen la inducción de floración y la maduración del fruto; las interacciones con el suelo que determinan la eficiencia de la fertilización; la mitigación del efecto de plagas, enfermedades y arvenses, y el correcto manejo agronómico de las plantaciones.

La Federación de Cafeteros ha promovido la investigación científica en Cenicafé en las áreas de agronomía, biología, genética, química e ingeniería, que han resultado en el desarrollo de tecnologías específicas para la caficultura colombiana, que disminuyen los costos de producción y favorecen su sostenibilidad.

En este sentido, las condiciones cada vez más exigentes de un mercado global y competitivo como el del café obligan a la continua innovación en los adelantos científicos. Por eso a partir de 1991 Cenicafé inició trabajos en biotecnología y biología molecular del café, a partir del conocimiento de la secuencia de la cadena de ADN del cafeto.

La tecnología disponible en ese entonces permitía examinar fragmentos muy cortos de ADN, como la identificación de genes o de las unidades de información responsables de procesos como el llenado de los granos de café o de las reacciones de resistencia a enfermedades.

Para el 2001, la tecnología de secuenciación del ADN estaba lo suficientemente madura como para revelar el contenido de toda la información presente en un organismo, lo que se denominó como El Genoma. Así, la secuenciación del genoma humano con aproximadamente 30 mil genes, se constituyó en noticia mundial.

De inmediato las investigaciones en los principales cultivos del mundo siguieron ese camino: de esta manera se generaron mapas genéticos que muestran la posición relativa de los genes, lo que ha permitido entender con mayor detalle las características agronómicas de los cultivos y la interacción entre el genoma y el ambiente. Esto facilita la selección de plantas mejoradas que han dado origen a nuevas variedades.

Los avances en Genómica, es decir, el estudio de los genomas, han permitido la caracterización de la diversidad genética, un factor fundamental para los programas de mejoramiento genético en su búsqueda de las fuentes características de la producción, la resistencia a enfermedades y la adaptabilidad.

En el año 2003, la Federación dio inicio al megaproyecto del estudio del genoma del cafeto con la cofinanciación del Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, en una iniciativa paralela y casi simultánea al proyecto del genoma del café de Brasil y a estudios del genoma de café robusta (Coffea canephora), en Francia.

Mediante la combinación de diferentes estrategias que incorporan metodologías de punta se han buscado y caracterizado regiones cromosomales, genes, proteínas, metabolitos y rutas metabólicas asociadas a procesos determinantes en la producción, como la resistencia durable a la broca del café y a la roya, la floración y el efecto de la interacción genotipo por ambiente en la calidad de bebida.

De esta manera también se están revelando la genética y la bioquímica de nuevas fuentes de resistencia a la broca que apuntan a una solución de largo plazo, a través de un control genético en las nuevas variedades, así como alternativas de control químico derivados de productos naturales.

Avances en el estudio del genoma del café

En Cenicafé se ha logrado el primer mapa genético de la especie responsable por el café suave (Coffea arabica), que va a reducir los tiempos y los costos en el desarrollo de nuevas variedades manteniendo atributos cruciales para calidad, adaptabilidad, resistencia y producción.

Además, de revelar la información de diversidad genética presente en la Colección de germoplasma que mantiene Cenicafé (el recurso genético más importante hacia el futuro), los trabajos en genómica han permitido reconocer la diversidad de compuestos del grano que se originan por la interacción de la planta con el ambiente (como los lípidos, ácidos clorogénicos, cafeína y otros), que soportan con datos las reclamaciones de cafés especiales basadas en pruebas de taza y donde por primera vez se permite ligar estadísticamente los componentes genético, bioquímico y ambiental con el tema de la calidad.

Cenicafé no solo ha avanzado en la investigación de la genómica del café, sino que ha sido pionero en el estudio de otros organismos asociados. Estos estudios han profundizado en el conocimiento de la fisiología de la broca –insecto que ataca exclusivamente el grano del café hasta destruirlo– y han adelantado la caracterización de las enzimas de su sistema digestivo y la identificación de genes asociados a la resistencia a insecticidas.

Igualmente, el centro de investigaciones ha profundizado en la genómica del hongo de la roya, con lo que se han identificado los genes que se activan y desactivan en la planta con miras a generar resistencia duradera, y así mismo caracterizar la diversidad genética.

Finalmente, Cenicafé también ha adelantado investigaciones sobre el genoma del hongo controlador de la broca, llamado Beauveria bassiana, lo que la ha llevado a la caracterización de los genes responsables de su ataque sobre la broca del café y de su susceptibilidad a la luz ultravioleta, uno de los factores más importantes que afecta la durabilidad de aplicaciones del hongo en el campo.

Así como el trabajo visionario de la Federación de Cafeteros (para desarrollar una variedad de café resistente a la roya en 1967 cuando la enfermedad en ese entonces ni siquiera se encontraba en el continente americano) permitió ofrecerle una alternativa a los caficultores para enfrentar la roya en 1983. Los resultados de los trabajos adelantados en estos últimos años con la iniciativa de Genómica son el insumo inicial para responder a los nuevos desafíos de la caficultura como el cambio climático.

La aplicación de las tecnologías genómicas en el estudio de los diferentes componentes de la productividad del cafeto bajo las condiciones actuales de oferta ambiental y el entorno del mercado, van a permitir ampliar y mejorar las opciones de manejo del cultivo del café para que continúe siendo la fuente de ingresos de los productores.


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