Colaboración entre Chile, Argentina y Bolivia logra identificar la genética de nogales silvestres en bosques nativos
Texto y fotos: Gentileza CEAF
En las laderas húmedas y en los valles de altura de la cordillera andina, ocultos entre la densa vegetación de las Yungas y los bosques nativos de Bolivia y el noroeste de Argentina, crecen árboles ancestrales que la ciencia acaba de mapear con precisión inédita. No se trata de los nogales comerciales comunes que habitan los huertos agrícolas de Chile (Juglans regia), sino de sus parientes silvestres: los “nogales criollos” o “coquitos”, especies capaces de resistir condiciones climáticas extremas y aislamientos geográficos de miles de años.
Descifrar el mapa de su ADN no fue una tarea de escritorio. Fue, ante todo, una odisea de exploración botánica y colaboración internacional que unió a científicos de Chile, Argentina y Bolivia bajo el alero del macroproyecto Centro Fruticultura Sur (PTEC66647), específicamente del proyecto “Mejoramiento genético de patrones de nogal para una fruticultura moderna”, financiado por CORFO y liderado por la Universidad de Chile, con una participación técnica crucial del Centro de Estudios Avanzados en Fruticultura (CEAF). Desde Bolivia colaboraron investigadores de la Universidad Católica Boliviana San Pablo y del Museo Nacional de Historia Natural, mientras que los investigadores de Argentina trabajan en la Universidad Nacional de Córdoba.
El académico de la U. de Chile a cargo de esta investigación, Dr. Rodrigo Infante, explica que esta colaboración nace porque el germoplasma nativo de la familia de Junglans regia que se encuentra en Argentina y Bolivia “nunca se ha utilizado en estudios profundos de genética ni se ha visto su potencial” agregando que “generar estas colaboraciones, de las cuales se tiene poca experiencia, con nuestros vecinos, es de alto valor para esta investigación sobre germoplasma nativo de América Latina”.
La investigadora principal de CEAF, Dra. Verónica Guajardo, explica que “existe este eslogan de ‘conocer para proteger’. Para que tú puedas proteger una especie vegetal primero tienes que saber dónde está y si está relacionada con otras que estén cerca” agregando que “generar esta información sobre nogales, y cualquier otra especie vegetal, que crece en condiciones climáticas extremas y muy distintas a las nuestras (Chile) es biológicamente muy valioso”.
La travesía en el terreno
El punto de partida de esta investigación estuvo marcado por la complejidad del territorio. A diferencia de otros muestreos agrícolas, estos nogales nativos – pertenecientes a las especies Juglans australis y Juglans boliviana – no se encuentran al borde de rutas pavimentadas. Los investigadores en Bolivia y Argentina debieron internarse en sectores rurales profundos, comunidades indígenas y zonas montañosas de gran altitud y humedad.
Un gran desafío fue social: ganarse la confianza de los habitantes locales. Fueron los propios miembros de las comunidades quienes guiaron a los científicos cerro arriba para localizar los ejemplares más antiguos y aislados de estos árboles. De cada ejemplar seleccionado, el equipo extrajo delicadamente muestras de hojas frescas.
El investigador asociado al Museo de Historia Natural de Bolivia, el Dr. Ariel Ayma, colectó y exportó las muestras. “El estudio significó recorrer varias comunidades indígenas quechuas. La gente es muy fraterna y ellos fueron la principal fuente de conocimiento para identificar a los árboles de nogales silvestres. Sin ellos, no hubiera sido posible encontrar los árboles. Ellos son muy amables y cordiales. Te reciben en su hogar, te cuentan historias de uso de los nogales, y te ayudan a encontrar los árboles. Muchos de ellos cuidan los árboles de nogales porque consumen sus nueces”, recuerda el científico boliviano quien colaboró en este proyecto.
Para que estas hojas pudieran soportar el largo viaje transfronterizo hacia los laboratorios del CEAF en la Región de O’Higgins en Chile, sin pudrirse ni perder su material genético, los investigadores aplicaron una técnica de conservación inmediata en terreno: deshidratar el material vegetal en pequeñas bolsas con sílica gel (las esferas que absorben la humedad). Así, lo que viajó por el continente no fueron plantas vivas, sino hojas secas y perfectamente preservadas en su estructura celular.
“Frecuentemente se asocia la ciencia con estar encerrados en un laboratorio con tubos de ensayo, pero este proyecto implicó una tremenda logística humana en el territorio”, indica la científica de CEAF.
El ADN revela la identidad
Una vez que las bolsas con hojas deshidratadas llegaron al laboratorio de Mejoramiento Genético de CEAF, el equipo liderado por la Dra. Verónica Guajardo, Subdirectora del proyecto de Genética de Nogal, comenzó el minucioso proceso técnico. El objetivo: extraer el ADN puro triturando el material seco y aplicar un innovador sistema de “filtros” moleculares para resolver una confusión taxonómica histórica, ya que visualmente estos árboles cambian mucho según el ambiente en el que crecen.
En lugar de secuenciar a ciegas el genoma completo de las 98 accesiones recolectadas, los científicos implementaron una estrategia/metodología de análisis en varias capas:
Análisis HRM (High-Resolution Melting): Esta técnica actúa como un “filtro térmico rápido”. Al calentar gradualmente las muestras de ADN, los científicos miden la temperatura exacta a la que se separan sus cadenas. Como las distintas especies tienen sutiles diferencias en su secuencia de ADN, se generan curvas que generan un perfil único para cada especie analizada.
Código de Barras de ADN (Barcoding): Utilizando regiones específicas de genes, el laboratorio generó una especie de “código de barras” genético, permitiendo asignar e identificar taxonómicamente de forma infalible a qué sección botánica correspondía cada muestra.
Marcadores de Microsatélites (SSR): Finalmente, mediante el uso de 17 marcadores de microsatélites, el equipo analizó las regiones más variables del ADN para obtener la “huella genética” de cada árbol.
“El cambio climático nos está obligando a buscar respuestas fuera de nuestras fronteras agrícolas tradicionales. Ahora podemos saber qué árboles podrían guardar información genética de resistencia a distintos climas, por los lugares donde crecen. Un paso siguiente podría ser la utilización de polen de este material vegetal para realizar cruzamientos controlados y desarrollar portainjertos que podrían aportar a la fruticultura del futuro”, explica la Dra. Guajardo.
El ADN revela la identidad
Una vez que las bolsas con hojas deshidratadas llegaron al laboratorio de Mejoramiento Genético de CEAF, el equipo liderado por la Dra. Verónica Guajardo, Subdirectora del proyecto de Genética de Nogal, comenzó el minucioso proceso técnico. El objetivo: extraer el ADN puro triturando el material seco y aplicar un innovador sistema de “filtros” moleculares para resolver una confusión taxonómica histórica, ya que visualmente estos árboles cambian mucho según el ambiente en el que crecen.
En lugar de secuenciar a ciegas el genoma completo de las 98 accesiones recolectadas, los científicos implementaron una estrategia/metodología de análisis en varias capas:
Análisis HRM (High-Resolution Melting): Esta técnica actúa como un “filtro térmico rápido”. Al calentar gradualmente las muestras de ADN, los científicos miden la temperatura exacta a la que se separan sus cadenas. Como las distintas especies tienen sutiles diferencias en su secuencia de ADN, se generan curvas que generan un perfil único para cada especie analizada.
Código de Barras de ADN (Barcoding): Utilizando regiones específicas de genes, el laboratorio generó una especie de “código de barras” genético, permitiendo asignar e identificar taxonómicamente de forma infalible a qué sección botánica correspondía cada muestra.
Marcadores de Microsatélites (SSR): Finalmente, mediante el uso de 17 marcadores de microsatélites, el equipo analizó las regiones más variables del ADN para obtener la “huella genética” de cada árbol.
“El cambio climático nos está obligando a buscar respuestas fuera de nuestras fronteras agrícolas tradicionales. Ahora podemos saber qué árboles podrían guardar información genética de resistencia a distintos climas, por los lugares donde crecen. Un paso siguiente podría ser la utilización de polen de este material vegetal para realizar cruzamientos controlados y desarrollar portainjertos que podrían aportar a la fruticultura del futuro”, explica la Dra. Guajardo.
Esta investigación no solo aporta la primera evidencia molecular robusta para diferenciar y proteger legalmente a las especies J. australis y J. boliviana, sino que abre una ventana para el futuro de la agricultura frente al cambio climático. Al haber evolucionado en entornos tan diversos y hostiles, estos nogales silvestres guardan en sus genes el secreto de la resiliencia: la capacidad de tolerar el estrés hídrico, las fluctuaciones extremas de temperatura y los patógenos del suelo.
El Dr. Infante destaca que el estudio de la diversidad genética “de estos germoplasmas recolectados en los países vecinos, nos permite conocer los genes que están relacionados con ciertos fenotipos, como por ejemplo los patrones de resistencia y de fitóftora, para desarrollar más portainjertos que tengan estas características de resistencia y tolerancia a este tipo de suelo”.
Para el Dr. Ariel Ayma fue “una gran satisfacción, haber colaborado con colegas de Argentina y de Chile” agregando que “contar con un mapa genético nos ayuda a descubrir la gran diversidad genética de nogales existentes en Bolivia y Argentina, lo que abre oportunidades con fines de conservación de los bosques, pero también para proyectar oportunidades económicas para las comunidades campesinas y reducir los niveles de pobreza”.
Por su parte, la Dra. Verónica Guajardo concluye que “uno de los logros importantes de este trabajo es la colaboración internacional, donde nosotros acá en el laboratorio realizamos toda la parte técnica del análisis genético, pero fue vital la recolección de las muestras realizadas por investigadores en Bolivia y en Argentina que dieron origen a este estudio”.
