Leguminosas, biodiversidad y cambio climático · Diferenciacion del MAGRAMA en Proteaginosas (guisantes secos, altramuz dulce, habas y haboncillos) y Leguminosas Leguminosas grano

Leguminosas, biodiversidad y cambio climático

Lucía De la Rosa FernándezCRF, INIA- AEL

Valladolid, 5 de octubre 2017

Innovaciones agroecológicas en cultivos extensivos y legumbres

Diferenciacion del MAGRAMA en Proteaginosas (guisantes secos, altramuz dulce, habas y haboncillos) y Leguminosas Leguminosas grano (judías secas, lentejas, garbanzos, vezas y yeros)

Objetivos del Año Internacional de las Legumbres (IYP)

Fuente: ALE

Foro INIALeguminosas. Produccióny consumo, una revolución pendiente

Año Internacional de las Legumbres (IYP)

• Posición taxonómica:

Reino: Plantae

División: Magnoliophyta

Clase: Magnoliopsida

Subclase: Rosidae

Orden: Fabales

Familia: Leguminosae o Fabaceae*

(730 géneros y 19.300 especies)

Subfamilia Papilionoideae o Faboideae(478 géneros, 28 tribus** y 13.800 especies)

• Frutos en forma de vaina y de las que se utiliza la semilla seca (principalmente para consumo humano)

Leguminosas y Legumbres

*Sub-familias: Caesalpinioideae (cesalpinoideas), Mimosoideae (mimosoideas) y Papilionoideae o Faboideae

**Tribus:Fabeae, Ciciereae, Phaseoleae, Genisteae, Aeschynomenae

Legumbres: centros de origen y especies

Centro de Origen Tribu Nombre científico de la especie Nombre común

Próximo Oriente y Mediterráneo Cicereae Cicer arietinum L. Garbanzo

Fabeae Lathyrus sativus L. y otros latiros Almorta

Fabeae Lens culinaris Medik. Lenteja

Genisteae Lupinus albus L. y otros lupinos Altramuz

Fabeae Pisum sativum L. Guisante

Fabeae Vicia faba L. Haba

Fabeae Vicia ervilia Willd. Yero

Fabeae Vicia sativa L. y otras vicias menores Veza

África Subsahariana Phaseoleae Dolichos purpureusL. y otros dolicos Dolico

Phaseoleae Vigna ungiculata(L.) Walp. y otras vignas Caupí

Phaseoleae Vigna subterranea (L.) Thouars ex DC. Guanzú

Phaseoleae Macrotyloma geocarpum (Harms)Merechal &Baudet Kestingiela

Norte de China Phaseoleae Glycine max (L.) Merill. Soja

Phaseoleae Vigna angularis (Willd.) Ohwi&H.Ohashi y otras vignas Judia adzuki

Phaseoleae Mucuna pruriens (L.)DC. y otras mucunas Judía aterciopelada

Sudeste Asiático Phaseoleae Canavalia gladiata (Jacq) DC. Judía Jack

Phaseoleae Phosphocarpus tetragonolobus (L.) DC Judía alada

Phaseoleae Vigna mungo (L.) Hepper Judia mungo

Phaseoleae Vigna radiata (L.) R. Wilczek Judia mungo

Phaseoleae Cajanus cajan (L.)Huth Gandul

América Phaseoleae Canavalia ensiformis (L.) DC. Judía sable

Phaseoleae Phaseolus vulgaris L. Judía común

Phaseoleae Phaseolus coccineus L. Judía escarlata

Phaseoleae Phaseolus lunatusL. Judía de Lima

Dalbergieae Arachis hypogaea L. Cacahuete

Genisteae Lupinus mutabilis Sweet Altramuz

Características nutricionales:

Características ambientales: • Capacidad de fijación de nitrógeno atmosférico mediante la acción de

bacterias establecidas de forma simbiótica en las raíces de estas plantas

Leguminosas y Legumbres

• Elevado contenido en proteínas (20-25%), hidratos de carbono de absorción lenta, fibra soluble (12-25%). Poca grasa. No tienen gluten ni colesterol. Nutraceúticos (galacto oligosacáridos, saponinas, fitatos, inhibidores de proteasas).• Efecto positivo en la reducción del riesgo cardiovascular, hipertensión y la diabetes de tipo II. Anti-inflamatorio

Alto contenido en proteínas (15-50%)

Aspectos positivos• Contenido 2-3 veces mayor

que cereales• Ricas en lisina y treonina• Bajo contenido en aa

azufrados, que favorece la retención de calcio

• Globulinas 7S en soja y lupino, relacionadas con la disminución de colesterol y triglicéridos

• Las lectinas, los inhibidores de proteasas y de amilasas son compuestos bioactivos

• No tienen gluten

Aspectos negativos• Bajo contenido en aa azufrados

(metionina y cistina)

• Menor digestibilidad que las proteínas de origen animal debido a

- Su estructura- Presencia de inhibidores de proteasas

Aunque los ttos. térmicos aumentan la digestividad

Hidratos de carbono (25-60%)

Importante fuente de hidratos de carbono complejos, principalmente almidón (hasta 60% del total) y oligosacáridos tipo rafinosa (30-80% del total)

Absorción lenta y bajo índice glucémico (40-50)

Almidón:Ayuda a controlar los niveles de glucosa e insulina en sangre, esto tiene un efecto positivo en la diabetes tipo 2Ayuda a mejorar la homeostasis de lípidos, esto tiene un efecto positivo en las enfermedades cardiovasculares

Galactósidos (azúcares de la familia de la rafinosa)Responsables de las flatulenciasSon prebióticos (favorecen el crecimiento de microorganismos)

Fijación de Nitrógeno

Las leguminosas en la PAC

Las leguminosas en la PAC

Producción de las especies más importantes de leguminosas grano por continente, 1993-2013. Fuente: FAOSTAT (2015)

Producción total de leguminosas por continentes. Fuente: FAOSTAT (2015)

Cultivo de leguminosas: entre el 12-15% de la superficie mundial cultivable; 27% de la producción mundial de alimentos

Cultivo mundial de legumbres

Serie histórica de superficie cultivada y producción total de leguminosas enEspaña (Faostat 2014; Magrama 2016 )

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Cultivated area Production

Cultivo de legumbres en España

Superficie dedicada al cultivo de leguminosas en España. (FaoStat 2014; MAPAMA 2016)

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Pea

ChickpeaBean Faba bean

Lentil Vech

Bitter Vech

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Pea

ChickpeaBean Faba bean

Lentil Vech

Bitter Vech

Serie histórica de producción de las principales leguminosas en España(FaoStat 2014; MAPAMA 2016 )


¿Qué se siembra?

• Variedades incluidas en los registros de variedades de la OEVV o de la Oficina Comunitarias:

http://www.mapama.gob.es/app/regVar/BusRegVar.aspx?id=es• Las variedades incluidas en las IGP y DO

• Variedades locales

Serie histórica de las principales leguminosas importadas (t) en España (Faostat 2014; Magrama 2016 ).

Beans Faba Bean Chickpea Lentil Pea

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TIRFAA: son cualquier material genético de origen vegetal de valor real o potencial para la agricultura y la alimentación. El material genético es el que contiene unidades funcionales de la herencia

AGROBIODIVERSIDAD

Recursos fitogenéticos para la agricultura y la alimentación

▪ Especies cultivadas

variedades comerciales actuales

variedades comerciales obsoletas

variedades locales (autóctonas, criollas…)

▪ Materiales de mejora y stock genético

▪ Especies silvestres

•uso directo

•uso indirecto

•uso potencial

(Esquinas- Alcázar, 1993)

NUS, CWR

Recursos fitogenéticos para la agricultura y la alimentación

Variedades locales adaptadas a diferentes agroecosistemas

AMBIENTEClima, suelo, seres vivos, mutación,

recombinación, hibridación

ACCION HUMANAPrácticas agrícolas, preferencias…

Movimientos humanos

VARIABILIDAD GENETICA DE LAS PLANTAS

Bases genéticas de la diversidad

Domesticación

Origen de los recursos fitogenéticos

Son un Patrimonio de la Humanidad de valor incalculable

La estabilidad de los ecosistemas (resiliencia)

La seguridad alimentaria mundial

Hacer frente a cambios ambientales

Obtención de nuevos cultivos para nuevas necesidades

interdependencia alimentaria

mejora vegetal

Cambio climático

•

Importancia de los recursos fitogenéticos

PERDIDA DE DIVERSIDAD GENETICA(especies y cultivares)

SUSTITUCION DE VARIEDADES LOCALES POR VARIEDADES COMERCIALES MAS PRODUCTIVAS Y HOMOGÉNEAS

▪ LIMITACIÓN FRENTE A NUEVAS NECESIDADES

▪ INCREMENTO DE LA VULNERABILIDAD DE LOS CULTIVOS

La aplicación masiva de los logros de la mejora vegetal ha puesto en marcha un proceso que destruye la materia prima de los mejoradores

Erosión

Monumento a la gran hambruna irlandesa enDublín.

Una patata afectada por el mildiú(Phytophtora infestans). El exteriorestá contraído y el interiordescompuesto y podrido.

Helminthosporium maydis

Erosión

Colección campo de olivo

Flora silvestre

Variabilidad en semillas

Banco de semillas

Sistemas de conservación de RFs

In situ: parque nacionales, parque regionales, red Natura 2000, LIC, ZEPA…

Ex situ: bancos de semillas, colecciones en campo, colecciones in vitro, crioconservación, polen, bancos de ADN…

▪ 1893. Colección de vides de la Estación de Viticultura y Enología de Haro

▪ 1.900-50. Colecciones del Instituto de Cerealicultura

▪ 1956. Estación Pomológica en Villaviciosa (Asturias)

▪ 1966. Banco de semillas de especies silvestres ETSIA-Madrid

▪ 1974. Recolección de maíz en Galicia

▪ 1977. Primeras actividades sistemáticas de recolección de germoplasma para conservación (apoyo de FAO)

▪ 1981. O.M. 5 marzo del MAPA sobre “Conservación y Utilización del Patrimonio Genético Vegetal”

▪ 1993. O.M. del MAPA de 23 de abril sobre “Conservación y Utilización de Recursos Fitogenéticos”

La conservación de los RFs en España

El Programa Nacional de Conservación y Utilización Sostenible de los Recursos Fitogenéticos Para la Agricultura y la Alimentación

Título IV de la Ley 30/2006, considerando los Art. 6 y 7 del TI

Objetivos

• Evitar la pérdida de la diversidad genética de especies yvariedades agroalimentarias en desuso y de aquellas otrascuyo potencial genético es susceptible de ser utilizadodirectamente o en mejora genética

• Caracterizar y documentar el material para fomentar su uso• Establecer la adecuada estructura de la red de bancos de RFs

que encauce la necesaria cooperación nacional e internacionalen el tema.

Ley 30/2006, Título IV, Artículo 48


El Centro Nacional de Recursos FitogenéticosFunciones

I. Colección de Semillas Base de la Red Española

II. Documentación de la Red Española, Inventario Nacional

III. Colección activa nacional de cereales de invierno, leguminosas grano, industriales

Relaciones con otros grupos

• Con todos los usuarios de RF interesados en investigación, mejora, docencia… en el ámbito nacional e internacional.

• Con ECPGR y sus grupos de trabajo, ISTA, Comisión de Recursos Fitogenéticos de FAO, Órgano Rector del TIRFA.

• Docencia: cursos de post-grado, másteres…


37public collections

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Wintercereals

Spring cereals Forages Forestryspecies

Fruits Vegetables Industrialcrops

Legumes Olive tree Ornamentals Aromatic &medicinal

plants

Other species Vitis

ESP004 CRF ESP003 ETSIA_Wild ESP010 La Orden ESP027 CITA_Veg ESP026 COMAV ESP080 IMIDRA_Wine

ESP119 CIAM ESP172 CCBAT ESP124 CIA_Cuenca ESP109 ITACYL ESP058 CSIC_EELM ESP007 CSIC_EEAD

ESP046 IFAPA_Cor ESP009 CSIC_MBG ESP117 JBO_Ten ESP149 CITA_For ESP197 Uni Navarra ESP110 CITA_Fru

ESP025 IVIA_Citrus ESP160 Univ MH ESP014 IRTA ESP133 IMIDA_Fru ESP200 IRFAP ESP032 SERIDA

ESP074 IFAPA_Jerez ESP216 IVICAM ESP089 Univ Lleida ESP016 NEIKER ESP223 EVEGA ESP048 ICIA

ESP031 Lourizan ESP138 IFAPA_Mal ESP218 JBCLM ESP198 IMIDRA_Hor ESP103 Univ Oviedo ESP222 EL Chaparrillo

ESP214 Univ Sevilla

La conservación de los RFs en España en cifras

COLECCIONES ACTIVAS DEL CRF: 22.046 entradas

Triticum; 3285; 35%

Hordeum; 2673; 28%

Avena; 1680; 18%

Aegilops; 746; 8%

Triticosecale; 528; 6%

Secale; 502; 5% Otras; 31;

0%

CEREALES DE INVIERNO

Phaseolus; 3590; 37%

Vicia; 2950; 30%

Cicer; 842; 9%

Pisum; 681; 7%

Lens; 595; 6%

Vigna; 493; 5%

Lathyrus; 440; 4%

Glycine; 129; 1%

Lupinus; 21; 0% Otros; 94;

1%

LEGUMINOSAS GRANO


COLECCIÓN BASE DEL CRF: 42.264 entradas


Leguminosas

Colecciones de leguminosas grano en instituciones de la Red del PCURF. Tipo de material

La conservación de leguminosas en cifras

Vicia

V. articulata 112

V. ervilia 271

V. faba 1.465

V. narbonensis 26

V. sativa 1005

V. villosa 124

V. narbonensis 26


Phaseolus: P. vulgaris 3.454; P. coccineus 109; P. lunatus 35


Lupinus

L. albus 742

L. angust. 682

L. gredensis 157

L hispanicus 68

L luteus 357

L mutabilis 20

L consentinii 19


Cicer arietinum 843


Lens

L. culinaris 557

L. nigricans 36

L lamottei 8


Pisum

P. sativum 687

P. sativum elatius 8


Lathyrus

L . sativus 217

L. cicera 189

L. clymenum 12

L. ochrus 10

L. tingitanus: 9


• Fisiología y tecnología de semillas• Patología (hongos) asociados a semillas• Multiplicación y regeneración de entradas• Caracterización y evaluación de colecciones• Recolección de variedades tradicionales y de especies silvestres

emparentadas• Documentación, Inventario nacional, Portales internacionales

Líneas de trabajo

http://wwwx.inia.es/inventarionacional/

http://wwwx.inia.es/coleccionescrf/

Peticiones al CRF

Inventario nacional de RFs

Inventario nacional de RFs

Leguminosas y cambio climático

El papel de los RFs en el cambio climático


• Los cultivos actuales se han seleccionado para muchos ambientes concretos a lo largo de la historia de la agricultura

• Fuente de genes tanto en variedades locales como en CWR

• Importancia de especies y cultivos abandonados e infrautilizados

Algunos avances

Aproximaciones ecofisiológicas: ajustar el tiempo de desarrollo de la planta al de condiciones climáticas adecuadasAproximación genómica:Garbanzo: 22 loci asociados a vainas/planta* y peso de 100 semillas; variantes para celulosa sintetasaJudía: gen candidato asociado a días de floración y maduración, SNPs para producción de semillasVigna: SNPs asociados a la longitud de la vainaSoja: genes asociados a floración, maduración, altura de la planta, peso de semillas


• Es preciso asegurar el movimiento de germoplasma entre países para dar respuesta a necesidades concretas en sitios particulares

• Énfasis en conservación in situ para permitir mantener la evolución de la planta en ambientes cambiantes

• Buscar caracteres de adaptación. Aproximación genómica en especies, poblaciones y variedades


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Leguminosas, biodiversidad y cambio climático · Diferenciacion del MAGRAMA en Proteaginosas (guisantes secos, altramuz dulce, habas y haboncillos) y Leguminosas Leguminosas grano