Mejoramiento de PSEUDOCEREALES en el ININ

Transcripción

1 El ININ hoy Mejoramiento de PSEUDOCEREALES en el ININ Por Eulogio de la Cruz Torres y Juan Manuel García Andrade Antecedentes y Barandales, para ofrecerlas como alternativas de cultivo a campesinos en zonas agrícolas marginales A nivel mundial, varias organizaciones han mostrado interés en buscar cultivos que cubran las necesidades alimenticias de la creciente población global, que además de presentar un valor nutricional satisfactorio, sea posible cultivarlos en las poblaciones que los requieren. Entre estos cultivos, destacan algunos pseudocereales como el amaranto, la quinua y el huauzontle o huazontle. Por ejemplo, la Organización para la Agricultura y la Alimentación (FAO) de las Naciones Unidas se fijó en la quinua por su alto valor nutricional, además de considerarla como parte de los llamados «cultivos olvidados» que formaban parte de la alimentación de las culturas prehispánicas. La NASA también mostró su interés por la quinua y el amaranto al incluirlos en su lista de alimentos del futuro, pues además de sus propiedades alimenticias, no se descomponen en los viajes espaciales, lo que posibilita su uso para el consumo de los astronautas. En México, a principio de la década de los noventa, el Instituto de Investigación y Capacitación Agropecuaria, Acuícola y Forestal del Estado de México (ICAMEX) estudiaba cuatro variedades de quinua: Isluga, Sierra Blanca, Lipez La quinua y el amaranto Los pseudocereales, como la quinua y el amaranto, se denominan así porque sus semillas son como las de los cereales, ricos en materiales Los pseudocereales Constituyeron cultivos de gran importancia en el desarrollo de las culturas prehispánicas: así, para los aztecas, el huauzontle (Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae) y la alegría (Amaranthus hypochondriacus raza Azteca) constituyeron junto con el maíz (Zea maiz), el fríjol (Phaseolus vulgaris) y la chía de agua (Salvia hispánica), la base de su alimentación. Entre los purhépechas, el amaranto (alegría) y la chía roja (Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae) formaban parte de su sistema de cultivo, junto con el maíz y la calabaza. Actualmente el amaranto se sigue cultivando en Michoacán, Guerrero, Jalisco, Sonora, Puebla, Durango, Oaxaca, Tlaxcala, Morelos y el Estado de México, principalmente en Tulyehualco, mientras que la chía roja, sólo se cultiva en Michoacán y el Estado de México. En México, el consumo de los quelites (como se le denominaba antiguamente a cualquier hierba que se cocinara) se ha dado desde hace siglos. Los huazontles, el amaranto y los quintoniles (amaranto en sus fases tempranas) todavía son llamados quelites por mucha gente. Incluso a principios de este siglo XXI, la bibliografía mencionaba que la quinua (Chenopodium quinua willd) era un huazontle (Chenopodium verlandieri nuttalliae), aunque luego se dieron cuenta de que se trataba de diferentes quenopodiáceas. Contacto Nuclear 35

2 harinosos y aptos para la panificación, pero pertenecen a las dicotiledóneas, que son plantas con hojas embrionarias o cotiledones en sus semillas; son distintas a las monocotiledoneas gramíneas (llamadas cereales verdaderos) como el arroz, el sorgo, el maíz y el trigo. Como estas dicotiledóneas no contienen gluten, son fácilmente digeribles, lo que ha provocado un auge en el consumo de estos alimentos en los últimos años, sobre todo en países europeos donde es mayor la incidencia de la enfermedad celíaca (intolerancia al gluten). Otra ventaja de los pseudocereales es que crecen de forma rústica y son adaptables a varios ambientes, es decir, son resistentes a bajas temperaturas, alta salinidad y sequías, entre otras condiciones adversas. En su forma natural, la quinua y otros pseudocereales como el huauzontle, tienen un alto contenido de saponinas, compuestos naturales (glicósidos) en forma de cristales que Quinua testigo (sin irradiar). La espuma demuestra la gran cantidad de saponinas que contiene en forma natural se encuentran pegados a la cubierta de la quinua; por su sabor similar al del jabón, las saponinas no son atractivas para el consumo humano. Por su adaptabilidad a las condiciones del Valle de Toluca y con la finalidad de reducir el contenido de saponinas, el ICAMEX solicitó al Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ) que aplicara la estrategia de mutagénesis radioinducida en la quinua para Irradiador Gammacell 220 obtener variedades dulces (sin saponinas). En 1992, los doctores Margarita Hernández y Rubén Sosa Chávez iniciaron el programa de mutagénesis radioinducida, es decir, irradiaban las semillas para lograr mutantes con una reducción de las saponinas, que eventualmente alcanzó un 45%. Un aspecto que debe destacarse es que en la naturaleza se dan miles de mutaciones diariamente. Probabilísticamente, puede darse una mutación natural en un millón, mientras que aplicando la técnica de la mutagénesis se incrementa la probabilidad a una mutación en diez mil. Quinua después de una primera irradiación. Se observa disminución de saponinas Quinua después de tres irradiaciones. Se presenta una disminución de saponinas significativa Antes de irradiar las semillas fueron necesarios estudios de radiosensibilidad con el propósito de determinar la dosis óptima a la que se debería exponer la quinua. Una vez establecida (entre 200 y 250 grays), y en virtud de que las mutaciones se dan en forma aleatoria, se irradiaron las semillas a varias dosis para lograr alguna o algunas de las variaciones deseadas. En el Gammacell 220, uno de los irradiadores experimentales del ININ, se irradiaron 200 gramos de quinua por cada dosis (en un gramo hay entre 200 y 300 semillas) lo que implicó irradiar más de 40 mil semillas por dosis. Por su alta 36 Contacto Nuclear

3 capacidad de penetración, al utilizar radiación gamma puede haber alteraciones genéticas, pues además del efecto directo de la radiación sobre el ADN, se generan radicales libres que son altamente reactivos y que al interaccionar con el ADN pueden producir mutaciones. Actualmente ya se cuenta con mutantes de bajo contenido de saponinas. Además de esta propiedad, las plantas deben cumplir con otras cualidades, para lo que se evalúan siete variables: la altura de planta, la longitud y el diámetro de panoja (sitio donde tiene la semilla), el número de ramas, el número de entrenudos (espacios entre rama y rama), el diámetro de tallo y el rendimiento (que dé suficientes semillas). En este sentido, se han caracterizado unos 15 materiales o líneas que cubren estas variables. El Colegio de Posgraduados de Chapingo inició un programa de mejoramiento de semillas de pseudocereales por métodos convencionales, como la selección. De ellas, 15 fueron proporcionadas al ININ para complementar este proyecto. Cultivo experimental de la quinua en la FCA/UAEM Después de la irradiación se hizo una selección de plantas que habían sido sembradas en terrenos que había facilitado la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Autónoma del Estado de México (FCA/UAEM) y el ICAMEX. En esta selección se toman en cuenta criterios como ausencia de saponinas, rendimiento y resistencia a condiciones adversas. Cada año, se hace la siembra bajo un diseño experimental que incluye un testigo no irradiado y tres repeticiones, para confirmar estabilidad de los caracteres. Otras plantas se seleccionaron para volverse a irradiar, pues se observó que con irradiación recurrente, se reducía el contenido de saponinas. Cabe destacar que acaba de instalarse un invernadero, perteneciente al departamento de Biología del ININ, con el que se buscará obtener dos generaciones de quinua por año. En esta misma instalación se tiene planeado realizar hibridaciones para 2008 entre quinua y chía, ya que este último pseudocereal no tiene saponinas. Para lograr estos trabajos ha sido fundamental el apoyo del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) Por medio del proyecto Exploración y caracterización de pseudocereales nativos de México, el OIEA otorgó becas de capacitación para tres investigadores del ININ: Eulogio de la Cruz El amaranto Los aztecas cultivaban el amaranto, muy apreciado por sus cualidades nutritivas y curativas. Se cree que fabricaban ídolos con su harina mezclada con miel (y en ocasiones con sangre humana) que ofrecían como tributo a los dioses. Se sabe que se colectaban 7,000 toneladas anualmente de semillas de amaranto y huauzontle y se ofrecían como tributo al emperador Moctezuma; esta cantidad únicamente la superaban el maíz, el fríjol y la chía de agua (Salvia hispánica) que se cosechaba en la época. Tanto el amaranto como la quinua fueron prohibidas por los españoles por usarse en ceremonias idólatras. Con el amaranto se preparan alegrías, pinole, atole, panqués, pasteles, galletas, tortillas y nieve, entre otros productos. Contiene vitaminas A, B, C, B1, B2, B3, ácido fólico, niacina, calcio, hierro, fósforo y aminoácidos, como la lisina. Esto hace al amaranto el producto de origen vegetal más completo. Contacto Nuclear 37

4 viajó a la Brigham Young University (Estados Unidos) para capacitarse en marcadores moleculares; Juan Manuel García Andrade, a la Fundación PROIMPA de Bolivia para hibridaciones en quenopodáceas; y Josefina González, a la Universidad de la Molina en Perú para un curso de cultivos de tejidos de quenopodiáceas y rescate de anteras. También se han recibido apoyos del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), de la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA) a través del Sistema Nacional de Recursos Filogenéticos para la Agricultura y Alimentación (SINAREFI). La chía Con la finalidad de buscar fuentes de quenopodáceas libres de saponinas y nativas de México, se realizaron exploraciones en Michoacán para estudiar otros pseudocereales, que existen en localidades aledañas a la zona lacustre de Pátzcuaro en las que se consume la semilla de una variedad local conocida como chía roja ; con ella se producen tortillas y tamales dulces conocidos como chapatas. El cultivo de pseudocereales se realiza en asociación con el maíz y la calabaza. En la región estudiada existen tres variedades locales: la chía blanca o alegría, la chía negra o prieta, denominada así por el color de su semilla, y la chía roja. En algunas comunidades de la meseta Purhépecha se ha reducido drásticamente la superficie cultivada como consecuencia de varios factores socioeconómicos y culturales, como la migración de los campesinos, las arduas labores para la trilla y la limpieza, y, en algunos casos, la baja viabilidad de la semilla. Esto ha ocasionando lamentablemente la pérdida de la diversidad genética en la región. En Opopeo, Huiramangaro, Zirahuén y San Juan Tumbio persiste el cultivo de la chía. En estas comunidades se detectó a 60 productores que utilizan fundamentalmente dos sistemas de cultivo: el mogote, que consiste en seleccionar áreas pedregosas con vegetación arbustiva, la cual se corta y se incinera para sembrar los pseudocereales sobre las cenizas; y el sistema milpa, que se practica en parcelas de maíz (normalmente en lugares planos), cultivo al que se le asocian la chía blanca, la chía negra (en mínima proporción), la chía roja y la calabaza. Aunque los usos de los pseudocereales son muy variados, en algunos lugares estudiados, el amaranto solo se usa para hacer dulces de forma Nuevo invernadero del departamento de Biología del ININ 38 Contacto Nuclear

5 Cultivo Energía Proteínas Carbohidratos Cenizas Grasa (g) Kcal (g) totales fibra (mg) Chía Amaranto Quinua Maíz Trigo Propiedades nutritivas de la chía y amaranto comparados con otro pseudocereal y dos cereales contenido en 100 g. de semilla. (Cenizas = minerales) esférica, mientras que con la chía roja se preparan tamales, como se mencionó anteriormente. De hecho, existen sólo unas 10 «chapateras» o «amaranteras» (mujeres que los preparan) en 3 pueblos del municipio de Pátzcuaro. Por esta causa, los mismos investigadores del ININ han dado pláticas y han repartido folletos sobre el valor nutricional y los usos medicinales y gastronómicos de estos productos. Un aspecto de gran atractivo para los agricultores es el costo de comercialización de estos pseudocereales: mientras que un kilogramo de maíz en temporada lo pueden vender en 80 centavos, por un litro de amaranto o de chía obtienen entre 25 y 30 pesos. En la tabla de la parte superior se presenta una comparación entre las propiedades nutritivas de En la imagen aparecen plantas de amaranto y chía en el sistema de cultivo llamado mogote la chía, el amaranto y la quinua, contra los propios del maíz y el trigo. La quinua Quinua (se pronuncia keen-wah) es un alimento antiguo que todavía no se conoce bien en Norteamérica. Es originaria de Bolivia, donde existen más de 3 mil variedades de esta planta y ha sido cultivada en los Andes de América del Sur desde por lo menos el año 3,000 A. C. para utilizarla como alimento. Los antiguos Incas llamaban a la quinua «grano madre» y lo veneraban como algo sagrado. Cada año en época de siembra era tradición que el líder inca, sembrara la primera quinua utilizando una pala de oro sólido. La quinua fue utilizada para sostener al ejército inca, que frecuentemente marchaban durante muchos días comiendo una mezcla de quinua y grasa conocida como «pelotas de guerra». Iniciada la conquista española -en los años se dio una disminución en la producción de quinua que se ha prolongado por más 400 años con lo que se volvió un cultivo de menor importancia, sembrado en áreas remotas para el consumo local. La semilla de la quinua es altamente nutritiva. El aporte nutricional de este cultivo se puede comparar con el de la leche. Presenta alto contenido de proteína, calcio y hierro y es una fuente relativamente buena de vitamina E y algunas vitaminas del complejo B. Contiene un equilibrio casi perfecto de los ocho aminoácidos esenciales que se necesitan para desarrollo del tejido humano. Es excepcionalmente alta en lisina, cistina y metionina, aminoácido que es típicamente bajo en otros granos. Algunos tipos de trigo se aproximan en contenido a las proteínas de la quinua, pero granos como cebada, maíz y arroz generalmente tienen menos de la mitad de la proteína que contiene este pseudocereal. La quinua tiene de 12% a 18% de proteína y entre el 6 y el7% de grasa, que es relativamente alta comparada con otros granos, pero el volumen de sodio es bajo. También contiene almidón, fibra y albúmina (una proteína que se encuentra en la clara del huevo, el suero de sangre y muchas plantas y tejido animal). Las semillas están libres de gluten, lo que hace de este grano una alternativa nutritiva y sabrosa. La quinua sería una opción digna de cualquier dieta y contribuye a la buena nutrición. Contacto Nuclear 39

6 Además de los especialistas del departamento de Biología del ININ, Eulogio de la Cruz T. y J. Manuel García A., en este proyecto participan Cristina Mapes S. del Instituto de Biología de la Universidad Nacional Autónoma de México (del Jardín Botánico, etnobotánica experta en amaranto con maestría y doctorado en Pátzcuaro), Antonio Laguna C. (que ha trabajo con mutagénesis del Centro de Estudios Avanzados en Fitomejoramiento de la UAEM) y Adriana López M. (becaria del ININ) de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. La colaboración con estos especialistas ha permitido obtener facilidades para el uso de instalaciones, además de asesoría. Semillas, harina y masa para preparar pan de quinua Tortillas y tamales (de los llamados «chapatas») elaborados con chía roja Dulces típicos de amaranto 40 Contacto Nuclear