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Logran secuenciar el complejo genoma de la caña de azúcar

La caña de azúcar fue la última planta cultivada importante en tener su genoma secuenciado. Esto fue debido a su enorme complejidad: el genoma comprende entre 10 y 12 copias de cada cromosoma, mientras que el genoma humano tiene solo dos copias por cada cromosoma. Fue un equipo internacional coordinado por el CIRAD, una entidad pública francesa, que logró este hito según se informó en Nature Communications el pasado 6 de julio. Ahora será posible modernizar los métodos utilizados para desarrollar nuevas variedades de caña de azúcar. Esto será una gran ayuda para la industria del azúcar y la biomasa.

La secuenciación del genoma de la caña de azúcar fue tan compleja que las técnicas de secuenciación convencionales resultaron inútiles. Esto significaba que la caña de azúcar era la última planta cultivada importante en tener su genoma secuenciado.

El equipo tomó el guante con un nuevo enfoque basado en un descubrimiento realizado en el CIRAD hace unos 20 años: las estructuras del genoma de la caña de azúcar y el sorgo son muy similares. El término para esto es “colinealidad”, lo que significa que hay un cierto grado de paralelismo, con numerosos genes ubicados en el mismo orden. Olivier Garsmeur, un investigador del CIRAD y autor principal del estudio, pudo utilizar el genoma del sorgo como plantilla para ensamblar y seleccionar los fragmentos del cromosoma de la caña de azúcar para secuenciar. “Gracias a este novedoso método, la secuencia de referencia obtenida para un cultivar de Réunion, R570, es de muy buena calidad”, dice Angélique D’Hont, genetista del CIRAD que coordinó el estudio.

Esa secuencia de referencia es un paso vital para la secuenciación completa del genoma de la caña de azúcar y el análisis de las variaciones entre las diversas variedades de caña con mayor eficacia. Angélique D’Hont tuvo la misma experiencia con el genoma del plátano en 2012. Ella dice que “tener una secuencia de referencia para una especie cambia radicalmente todos los enfoques genómicos y genéticamente más amplios para esa especie”.

Como con todas las demás plantas cultivadas antes, el mejoramiento de la caña de azúcar ahora podrá ingresar en la era de la biología molecular. Hasta ahora, a falta de una secuencia de referencia, los programas de mejoramiento de cultivares de caña de azúcar se restringieron a la hibridación tradicional, seguidos por pesadas evaluaciones de campo convencionales. Las técnicas de detección molecular ahora se pueden desarrollar para complementar las pruebas de campo. Este es un gran avance, ya que casi el 80% del azúcar del mundo proviene de la caña de azúcar. Además, la planta también se ha convertido recientemente en un cultivo de biomasa. Este nuevo conocimiento genético servirá para crear nuevas variedades para una gama más amplia de usos.

En comparación con la caña de azúcar, el genoma del sorgo (en verde) es mucho más simple. Cada barra representa un cromosoma de caña de azúcar. En naranja, los de una variedad domesticada, Saccharum officinarum, y en rojo, los de la variedad silvestre S. spontaneum.

El genoma de la caña de azúcar es complejo por varias razones:

  • Alta poliploidía (gran cantidad de copias de cada categoría de cromosomas)
  • Aneuploidía (número variable de copias según la categoría del cromosoma)
  • Origen biespecífico de los cromosomas
  • Diferencias estructurales y cromosómicos interespecíficos recombinantes.

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