Por Marytere Narváez
Mérida, Yucatán. (Agencia Informativa Conacyt).- Jatronergy Agroindustria Alternativa del Sureste, empresa mexicana dedicada a la producción de biocombustibles en la península de Yucatán, y el Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco (Ciatej), unidad Sureste, desarrollan un programa de mejoramiento genético de Jatropha curcas L., con la finalidad de generar híbridos adaptados a las condiciones de Yucatán y con rendimiento óptimo para la fabricación de biocombustible.
Carlos Góngora Canul, gerente general de investigación y desarrollo de Jatronergy, señaló en entrevista para la Agencia Informativa Conacyt que la propuesta de valor de la empresa consiste en ofertar material genético mejorado de Jatropha curcas L., ya sea a través de la planta, la semilla o la tecnología agronómica para potenciar el rendimiento.
“Nosotros llevamos cuatro años de investigación en mejoramiento genético, durante los que hemos podido levantar la producción de decenas de kilogramos por hectárea a 4.5 toneladas por hectárea, y eso es producto de la investigación”, indicó.
Para Góngora Canul, la aplicación de genética básica y molecular desarrollada en colaboración con el Ciatej, unidad Sureste, en conjunto con una estrategia agresiva de toma de datos y protocolización, ha posicionado a la empresa Jatronergy en el panorama nacional e internacional de las energías renovables.
“A nivel nacional, tenemos negociaciones con diferentes organizaciones que están interesadas en la siembra del cultivo y servicios agronómicos. A nivel internacional, tenemos contacto con corporaciones muy grandes donde estamos empezando a trabajar en el tema principalmente de jet fuel, es decir, combustible para avión o turbosina”, apuntó.
Protocolo de micropropagación para Jatropha curcas L.
Gilbert José Herrera Cool, estudiante del doctorado en ciencias e innovación biotecnológica en el Ciatej, unidad Sureste, ha trabajado como parte de su tesis en el desarrollo de un protocolo de micropropagación para Jatropha curcas L.
De acuerdo con el doctorando, un protocolo de micropropagación consta normalmente de cuatro etapas: establecimiento, multiplicación, enraizamiento y aclimatación. En la primera etapa, se toma un explante (un grupo de células de la hoja, tallo o cualquier parte de la planta) y se coloca en un medio artificial en condiciones in vitro, es decir, estériles.
Posteriormente, se induce el desarrollo de brotes con reguladores de crecimiento y ciertas condiciones ambientales. Después de que estos se han desarrollado, inicia la etapa de multiplicación, en la que se separan y se introducen en un nuevo medio en el que deben enraizarse. Finalmente, cuando ya cuentan con raíces, se trasplantan en campo.
“En condiciones in vitro no es tan sencillo establecer un protocolo donde A + B = C, pues las condiciones del medio en el que se desarrolla cada explante varían tanto a nivel de especie como de variedad”, indicó.
La selección de variedades se realiza a partir de la literatura científica y antecedentes de otros estudios realizados por los investigadores del proyecto. “La parte que yo trabajo es el desarrollo del protocolo de las variedades. La variedad que estoy trabajando actualmente es la ALJC01, que es altamente productiva, tolerante a patógenos y enfermedades”, comentó.
Mejoramiento genético con técnica de dobles haploides
Las semillas de Jatropha curcas L. —conocida comúnmente como jatrofa y piñón mexicano— contienen un aceite no comestible con potencial para producir aceite y su posterior conversión a biodiesel. Sin embargo, proyectos comerciales han fracasado principalmente debido a la falta de materiales genéticos considerables que permitan su rentabilidad.
Cultivo in vitro de Jatropha Curcas L.Con el financiamiento del Programa de Estímulos a la Innovación (PEI) del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), Jatronergy inició un proceso de mejoramiento genético de la especie para un aprovechamiento óptimo de su cultivo.
“Buscábamos generar híbridos a base de líneas endogámicas y desarrollar un proceso biotecnológico que pudiera incrementar la velocidad de generación de las mismas”, apuntó Erick Aguilera Cauich, jefe de Mejoramiento Genético de Jatronergy.
De acuerdo con Aguilera Cauich, la técnica de haploidía consiste en la generación de una planta completa a partir del óvulo o del polen no fertilizado de una planta, evitando la recombinación con información genética de otros organismos de la misma especie.
“Al generar un haploide, solo se toma la mitad de la información genética de una planta y con esto se genera una planta completa, ya sea a través de polen o de óvulo. Nosotros estamos trabajando con óvulos, estamos conservando la carga materna de la planta que, por lo general, está asociada directamente con el rendimiento”.
La primera etapa del programa de mejoramiento genético por doble haploidía consistió en el proyecto de inducción de plantas haploides con métodos biotecnológicos. En la segunda etapa, se indujo la duplicación cromosómica entre plantas haploides para generar dobles haploides y de ellas líneas puras.
A través del uso de herramientas moleculares y mejoramiento tradicional, se separaron grupos heteróticos para finalmente generar cruzas híbridas que expresaran heterosis (vigor híbrido) para el carácter de rendimiento de semilla, principalmente.
“Lo que nosotros hacemos es aislar el óvulo, evitar la recombinación, generar una planta a partir de ese óvulo, la cual cuenta con la mitad de la carga genética, duplicar la carga cromosómica y con ello volver a generar una planta que contará con la carga completa de cromosomas y tendrá la capacidad de reproducirse normalmente y generar descendencia”, indicó.
El protocolo para generación de híbridos procedentes de la tecnología de doble haploidía está actualmente en solicitud de patente internacional.
Disminución de toxicidad
Un objetivo importante en el proyecto fue disminuir la toxicidad de la semilla para que la pasta resultante del proceso de extracción de aceite pueda ser utilizada en la alimentación humana o animal.
Cultivo in vitro de Jatropha Curcas L.“Jatropha contiene un compuesto tóxico que se llama éster de forbol. Disminuir la concentración de este en la semilla dará la posibilidad de utilizar la pasta en la alimentación, ya que esta pasta contiene muchas proteínas y aminoácidos esenciales”, indicó Aguilera Cauich.
Entre los resultados preliminares del proyecto se obtuvieron materiales mejorados genéticamente con un porcentaje de entre 50 y 52 por ciento de contenido de aceite en la semilla —rendimientos superiores a los que se obtienen con variedades de polinización libre— alcanzando hasta 2.027 kilogramos de semilla seca por planta en las condiciones del sureste de México.
“Al momento de realizar la hibridación para potencializar los materiales, nos encontramos que se elevó un poco el contenido de éster de forbol, superando los valores mínimos recomendados para consumo. De ahí nacen líneas de investigación paralelas al proyecto de Sagarpa, buscando la detoxificación o reducir la concentración del éster de forbol”, indicó Aguilera Cauich.
Actualmente, los investigadores trabajan en el proceso de disminución de la toxicidad de la pasta de J. curcas como parte de sus líneas de investigación particulares. En el Banco de Germoplasma de la empresa, localizado en el municipio de Espita, Yucatán, se cuenta ya con variedades no tóxicas de Jatropha.
