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¿Quieres una mejor cerveza? Científicos secuencian el genoma de la cebada

¿Está buscando una mejor cerveza o un whisky escocés de malta? Bueno, un equipo de investigadores de la Universidad de California, Riverside pueden haberlo resuelto. Son un grupo de 77 científicos de todo el mundo que ha secuenciado el genoma completo de la cebada, un ingrediente clave en la cerveza y la malta escocesa. La investigación, con 10 años de duración, fue publicada recientemente en la revista Nature.

“Esto lleva el nivel de completitud del genoma de la cebada hasta una enorme sección”, dijo Timothy Close, profesor de genética en UC Riverside. “Es mucho más fácil para los investigadores que trabajan con la cebada centrarse en los objetivos alcanzables, que van desde el desarrollo de nuevas variedades pasando por el fitomejoramiento y hasta estudios mecanísticos de genes”.

La investigación también ayudará a los científicos que trabajan con otros “cultivos de cereales”, incluyendo arroz, trigo, centeno, maíz, mijo, sorgo, avena, e incluso césped, que junto a los otros cultivos alimenticios se encuentra en la misma familia, dijo Close.

La cebada se ha utilizado por más de 10.000 años como alimento básico, para las bebidas fermentadas, y como alimentación animal. Se encuentra en los cereales para el desayuno, la harina de uso múltiple y ayuda a aumentar el pan. La cebada malteada da color de cerveza, cuerpo, proteína y los azúcares naturales necesarios para la fermentación. Y la malta escocesa está hecha de sólo agua y cebada malteada.

El estudio en Nature proporciona nuevas ideas sobre las familias de genes que son clave para el proceso del malteado. La secuencia del genoma de la cebada también permitió la identificación de regiones del genoma que han sido vulnerables al estrangulamiento genético durante la domesticación, conocimiento que ayuda a guiar a los fitomejoradores a optimizar la diversidad genética en sus esfuerzos de mejora de cultivos.

Hace diez años, el “Consorcio Internacional de Secuenciación del Genoma de la Cebada”, dirigido por Nils Stein, del Instituto Leibniz de Genética Vegetal y de Investigación de Cultivos en Alemania, se propuso montar una secuencia de referencia completa del genoma de la cebada.

Esta fue una tarea desalentadora, ya que el genoma de la cebada es casi el doble del tamaño del genoma humano y el 80% está compuesto de secuencias altamente repetitivas, que no pueden asignarse con precisión a posiciones específicas en el genoma sin un esfuerzo adicional considerable.

En este trabajo se utilizaron múltiples estrategias novedosas para eludir esta limitación fundamental. Los mayores avances en la tecnología de secuenciación, el diseño algorítmico y la informática lo hicieron posible. Sin embargo, este trabajo mantuvo equipos en todo el mundo (en Alemania, Australia, China, República Checa, Dinamarca, Finlandia, Suecia, Suiza, Reino Unido y Estados Unidos) ocupados durante una década. Este trabajo proporciona conocimiento de más de 39.000 genes de cebada.

Las bebidas alcohólicas se han hecho de cebada malteada desde la Edad de Piedra, y algunos incluso consideran que esta es una de las principales razones por las que la humanidad adoptó el cultivo de plantas agrícolas, al menos en la Media Luna Fértil, donde la cebada fue domesticada.

Durante el malteado, las proteínas amilasas son producidas por semillas germinadas para descomponer el almidón rico en energía que se almacena en los granos secos, produciendo azúcares simples. Estos azúcares entonces quedan disponibles para la fermentación por levaduras para producir alcohol. La secuencia del genoma reveló mucha más variabilidad de lo que se esperaba en los genes que codifican las enzimas amilasas.

La cebada se cultiva en todo el mundo, siendo Rusia, Alemania, Francia, Canadá y España los principales productores. En los Estados Unidos, la cebada se cultiva principalmente en el noroeste. Idaho, Montana y Dakota del Norte son los principales productores.

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