Mejora del lúpulo: mejores lúpulos para un futuro amargo

Cuando te acercas un vaso de IPA a la nariz y hueles el complejo aroma floral, probablemente no estés pensando en botánica o genética.

Sin embargo, esos aromas, y las variedades de lúpulo de las que provienen, son el resultado de generaciones de cultivo de lúpulo. Aparecen nuevas variedades de lúpulo todo el tiempo, y hay más en preparación. Así es como surgen.
Empecemos por el principio para tener una idea general. Todos sabemos que la cerveza está hecha de malta, lúpulo, agua y levadura. La levadura de cerveza (Saccharomyces cerevisiae) es un hongo y el agua (H2O) es una molécula. La malta se elabora con mayor frecuencia a partir de cebada (Hordeum vulgare), que es una planta con flores (o angiosperma). Como todas las gramíneas (incluidos todos los granos de cereales), la cebada es una monocotiledónea (su semilla contiene solo una hoja embrionaria), uno de los dos tipos de angiospermas.

eso es clasificado

La planta del lúpulo (Húmulo lúpulo) es también una planta con flores, pero es una dicotiledónea (o eudicotiledónea), el tipo de angiosperma más abundante. Su semilla tiene dos hojas embrionarias. De los más de cuarenta órdenes de dicotiledóneas, las plantas de lúpulo pertenecen al Orden Rosales, que comprende las rosas y sus parientes, incluidas las manzanas, las fresas y los melocotones. De las nueve familias dentro de la Orden Rosales, la planta del lúpulo pertenece a la Familia Cannabaceae, junto con los almez y, por supuesto, el cáñamo y el cannabis. Hay tres especies de lúpulo—Humulus yunnanensis, H. japonicus, y H. lúpulo—la última de las cuales es la especie utilizada en la elaboración de cerveza.

Hablemos de sexo

Las plantas de lúpulo son dioicas, lo que significa que tienen flores masculinas y femeninas en plantas masculinas y femeninas separadas. Las plantas de lúpulo no producen flores llamativas con pétalos grandes. En cambio, las flores son pequeñas estructuras de aspecto puntiagudo.

Las variedades de lúpulo silvestre son diploides, lo que significa que tienen dos juegos de cromosomas, uno heredado de la madre y otro del padre. Algunos cultivares comerciales son triploides, lo que significa que tienen tres conjuntos de cromosomas. Las plantas de lúpulo tienen diez cromosomas, nueve de los cuales son autosomas (cromosomas «regulares»). El cromosoma final es el cromosoma determinante del sexo.
Al igual que en los humanos, el lúpulo tiene cromosomas sexuales etiquetados como X e Y, y un individuo XX es femenino y un XY es masculino. (Nota: aunque etiquetados como cromosomas X e Y, los cromosomas del lúpulo no son homólogos a los cromosomas humanos).

En la naturaleza, el lúpulo se reproduce sexualmente. El polen de la planta masculina, que lleva una copia de cada uno de sus diez cromosomas, se deposita en el cono femenino y fertiliza un óvulo. El óvulo, por supuesto, lleva una copia de cada uno de sus diez cromosomas. La fusión del polen y el óvulo crea un cigoto que contiene dos copias de cada uno de sus diez cromosomas.

Este cigoto diploide se encapsula en una semilla y la semilla crece hasta convertirse en una plántula (ya sea una planta masculina o femenina) y el ciclo continúa. El lúpulo también produce rizomas (tallos de almacenamiento subterráneos de los que pueden brotar tanto raíces como tallos) y también puede propagarse asexualmente a través del crecimiento de rizomas laterales.

Hablemos de la clonación

Comercialmente, las plantas de lúpulo se hacen para reproducirse asexualmente (clonalmente), y solo se cultivan plantas hembra para uso cervecero. Las plantas femeninas producen los conos de semillas (o estróbilos) que contienen las glándulas de lupulina que contienen los ácidos alfa y beta, además de los aceites esenciales utilizados en la elaboración de cerveza. Los machos carecen de conos y su presencia cerca de las plantas femeninas hará que los conos femeninos produzcan semillas, lo que reduce su valor de preparación.

Las plantas de lúpulo son perennes y, una vez establecidas, brotan cada primavera de los rizomas. En un entorno comercial, el primer conjunto de bines se corta cada primavera, y el segundo conjunto que emerge se entrena para enrejar alambres cuando son lo suficientemente altos. Un bine es un tipo de vid que carece de zarcillos. En la naturaleza, los bines de lúpulo crecen en cualquier soporte disponible: árboles, cercas, etc. Las plantas de lúpulo pueden crecer hasta diez metros verticalmente. A fines del verano, florecen y luego producen conos.

Por lo general, la densidad de conos es mayor en la parte superior del bine. Por lo general, se necesitan tres años para que un clon de lúpulo recién plantado comience a producir una cosecha de conos que valga la pena.

En la granja

En una granja de lúpulo, las plantas de lúpulo hembra se plantan como rizomas. Los rizomas provienen de dividir los rizomas existentes en pedazos. Al momento de la siembra, las piezas de rizoma pueden ser tan pequeñas como la longitud y el ancho de un dedo humano. Pero crecen en tamaño cada año.

Cultivé lúpulo hace unos años y descubrí que, después de 3 años, el rizoma subterráneo del lúpulo era una maraña de rizomas del tamaño de una pelota de baloncesto. Estas grandes masas de rizomas se llaman coronas. Se pueden establecer muchas plantas de lúpulo nuevas rompiendo una sola corona.

En una granja comercial de lúpulo, las hileras de espalderas de lúpulo pueden extenderse casi de horizonte a horizonte. Cuando te paras en un campo de lúpulo donde se cultiva una sola variedad, estás rodeado por una sola planta de lúpulo que surgió de una sola semilla hace muchos años. En el caso de algunas variedades clásicas de lúpulo, esa semilla pudo haber brotado hace siglos.

Además, estás rodeado por una variedad de lúpulo representada por una única hembra y para la que no existe ningún macho.

Nombra cualquier variedad de lúpulo que se use en la elaboración de cerveza, y no hay ningún macho de esa variedad. (Por supuesto, hay machos que comparten parte de la genética del cultivar, pero nunca toda. Para empezar, el padre de cualquier cultivar cervecero comparte el 50 por ciento de su genética con ese cultivar).

Cría de lúpulo

Aunque hay más de 100 variedades de lúpulo disponibles en la actualidad, los criadores continúan produciendo más. Los cerveceros siempre están buscando nuevas variedades con características de elaboración atractivas. Los productores siempre buscan mejores rendimientos, mejor resistencia a las enfermedades, mayor vigor y altos niveles de ácido alfa (porque a algunos productores se les paga por el alfa, no por el peso del lúpulo). Además, las nuevas variedades de lúpulo tienen que funcionar bien con las máquinas existentes que cosechan las plantas y separan los conos de las tolvas.

La capacidad de almacenamiento también es una característica importante; puedes producir los mejores lúpulos cerveceros del mundo, pero si su alfa desaparece en su mayoría después de unos meses, ninguna cervecería querrá usarlo.

Las plantas de lúpulo tienen un alto nivel de heterocigosidad (una medida de variación genética). Los organismos diploides portan dos copias de cada gen. Cada una de estas copias se denomina alelo. Si un organismo tiene dos alelos diferentes para un gen, es heterocigoto para ese gen. (O heterocigoto en ese locus, usando la terminología de los genetistas. Un locus es una ubicación).

Si el organismo tuviera dos alelos iguales en ese locus, sería homocigoto.

Como ejemplo, tomemos el gen del tipo de sangre humana. En la población hay tres alelos, A, B y O. Si un individuo fuera AA (o BB o OO), sería homocigoto. Los individuos que fueran AB, AO o BO serían heterocigotos. La heterocigosidad es una medida de qué porcentaje de loci (ubicaciones genéticas o genes) son heterocigotos en un organismo o población.

Las nuevas variedades de lúpulo comienzan con el cruce de una planta de lúpulo hembra (casi siempre una variedad cervecera conocida) y una planta macho con una característica deseable. Cuando emergen las flores femeninas, se embolsan para bloquear el polen en el aire. El polen de las flores masculinas se frota y se aplica a las flores femeninas, lo que da como resultado la producción de semillas. Estas semillas se plantan en macetas pequeñas, generalmente en un invernadero, y se germinan. Una observación interesante sobre las plántulas producidas a partir de cruces de lúpulo es que ninguno de los descendientes coincide exactamente con ninguno de los padres. Por ejemplo, si una hembra Cascade se cruzara con un macho, incluso un macho con algo de material genético Cascade, ninguna de las semillas se convertiría en una planta Cascade. Los lúpulos son heterocigotos en la medida en que cada semilla contiene una nueva mezcla de alelos. Y, aunque todas las plántulas son obviamente de lúpulo, cada una es una variedad de lúpulo única.

Evaluación de plántulas

Durante el primer año, las plántulas se cultivan en un invernadero. Las plantas con defectos evidentes en sus propiedades agronómicas se abandonan y las plántulas restantes se trasladan al aire libre. Después de 2 años de crecimiento al aire libre, las plantas de lúpulo se evalúan en cuanto a resistencia a enfermedades, vigor y rendimiento. También se realiza una evaluación inicial de la química de elaboración de la cerveza (niveles de ácido alfa, etc.).

Evaluación de colinas múltiples

A las plantas que avanzan a la siguiente etapa se les rompen los rizomas para que se produzcan de 15 a 30 clones de la plántula. Cada clon es una «colina», en la jerga, porque los rizomas se plantan en un montículo de tierra. Estas plantas maduran y se evalúan como antes para garantizar que el rendimiento de la plántula individual no fue una casualidad ni estuvo influenciado por las condiciones locales. (Por ejemplo, una plántula puede funcionar mejor que otras porque por casualidad se plantó en un terreno inusualmente rico en el campo). El análisis de las propiedades de las plantas continúa, y las que se desarrollan bien se plantan en parcelas cada vez más grandes.

Ensayos a escala comercial

Si alguno de los cultivares llega a esta etapa final, se plantan en una parcela de dos acres. Este tamaño de parcela puede producir suficiente lúpulo para cubrir el fondo de una tostada (foto, derecha), el “horno” de secado de lúpulo (aunque se parece más a un edificio que a un electrodoméstico) que usan los cultivadores comerciales. El productor puede pasar por la recolección, la separación del cono, el secado y el empaque para ver si este candidato a lúpulo es compatible con las máquinas y los métodos de los productores de lúpulo. También es posible en esta etapa realizar pruebas de elaboración de cerveza a escala comercial. Si todo sale bien, entonces el criador debe decidir si lanzar o no el cultivar. Dada la gran cantidad de cultivares de lúpulo existentes, una nueva variedad de lúpulo necesita algo que la diferencie de otros cultivares para poder competir.

Comparación con otros fitomejoradores

Los objetivos de los fitomejoradores de lúpulo y de otros fitomejoradores son, en muchos sentidos, los mismos. Ambos quieren producir variedades con mayor resistencia a enfermedades, mayor rendimiento (para plantas de cultivo), mejor potencial de almacenamiento, etc. También quieren producir plantas que sean más atractivas tanto para los productores como para los consumidores: el público en el caso de los productores de cultivos y cerveceros. en el caso de las variedades de lúpulo. Sin embargo, también hay algunas diferencias notables.

La mayoría de las plantas de cultivo y las flores cultivadas comercialmente son anuales. Crecen a partir de semillas, flores y producen semillas, y frutas u otras partes comestibles de plantas en vegetales de cultivo, en una temporada de crecimiento. Un criador que trabaje con frijoles o petunias puede cruzar dos plantas y evaluar el resultado del cruce varios meses después. Con un invernadero bien equipado, el criador podría cultivar y evaluar al menos un par de generaciones de una planta anual por año.

La mayoría de las otras plantas en las que trabajan otros criadores no crecen a 30 pies y requieren grandes enrejados para crecer. Muchas plantas y flores de cultivo pueden cultivarse en invernaderos relativamente pequeños y probarse en el campo en parcelas exteriores comparativamente pequeñas sin ninguna infraestructura. Para que las plantas de cultivo se desarrollen comercialmente, se necesitan algunas pruebas a gran escala con equipos de cosecha.

La mayoría de los fitomejoradores trabajan a partir de variedades de plantas que «se multiplican». Por ejemplo, las semillas de una variedad de planta de tomate, el resultado de que la parte masculina de una flor de tomate fertiliza la parte femenina, producen semillas de esa variedad de tomate. Esto generalmente se debe a que, después de realizar un cruce inicial, la descendencia híbrida se retrocruza repetidamente con el tipo parental. Por ejemplo, supongamos que tomó una variedad de tomate, que llamaré Early Red Boy, con características deseables y la cruzó con otra variedad de tomate con un gen que confiere resistencia al virus del mosaico del tabaco (TMV).

El resultado sería una descendencia híbrida que sería genéticamente mitad Early Red Boy y mitad otra planta. Si la descendencia que contiene el gen de resistencia al TMV se cruzara con una planta Early Red Boy, esta descendencia de segunda generación sería genéticamente un 75 por ciento Early Red Boy y un 25 por ciento de la otra planta.

Si la descendencia de este retrocruzamiento que lleva el gen de resistencia al TMV se retrocruza con Early Red Boy, la descendencia resultante sería un 87,5 por ciento de Early Red Boy y un 12,5 por ciento del otro tipo. El retrocruzamiento repetido, con plantas resistentes al TMV seleccionadas en cada generación, eventualmente daría como resultado una planta que era casi indistinguible de Early Red Boy pero con un gen de resistencia al TMV agregado.

Los lúpulos, que son muy heterocigóticos, no se reproducen de verdad. Sin embargo, dado que pueden propagarse por clonación (rompiendo y plantando rizomas), un campo de cualquier variedad de lúpulo constará de plantas idénticas, incluso si las plantas progenitoras no se reproducen correctamente.

Bráctea al futuro

Entonces, el mejoramiento del lúpulo implica cruzar dos plantas progenitoras altamente heterocigotas y tamizar entre todos sus descendientes para obtener una o más plántulas prometedoras. Las plántulas inicialmente prometedoras se clonarán repetidamente hasta que puedan someterse a una prueba a gran escala, con cosecha mecánica y separación de conos.

En el momento en que una variedad de lúpulo está lista para ser lanzada, puede haber pasado una década desde que se produjo la plántula inicial, y la cantidad de clones de esa plántula puede ser fácilmente de decenas de miles. Cada acre de lúpulo, cuando se planta con el espacio estándar, tiene 889 colinas.

Por cada nueva variedad lanzada, cientos de plántulas híbridas no lo eran. Entonces, la próxima vez que tome una pinta de IPA, sepa que se ha invertido mucho trabajo, en laboratorios, invernaderos y campos, en el perfil del lúpulo.

Foto en la parte superior: Matt Graves