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Científicos decodifican el genoma del trigo usado para elaborar pastas

Un consorcio internacional ha secuenciado todo el genoma del trigo duro (o candeal), la fuente de sémola para las pastas, un alimento básico para la población mundial, según un nuevo estudio publicado en Nature Genetics.

El equipo también ha descubierto cómo reducir significativamente los niveles de cadmio en el grano duro, garantizando la seguridad y el valor nutricional del grano a través del mejoramiento selectivo.

“Este trabajo innovador conducirá a nuevos estándares para el mejoramiento y la seguridad de los productos derivados del [trigo] duro allanando el camino para la producción de variedades de trigo duro mejor adaptadas a los desafíos climáticos, con mayores rendimientos, mejor calidad nutricional y mayor sostenibilidad”, dijo Luigi Cattivelli del Consejo de Italia para la Investigación y la Economía Agrícola (CREA).

El genoma del trigo candeal es cuatro veces más grande que el genoma humano. El equipo ha reunido por primera vez el genoma completo de la variedad Svevo de alta calidad.

“Ahora podemos examinar los genes, su orden y estructura para armar un plan que brinda la oportunidad de comprender cómo funcionan y cómo se comunican los genes”, dijo el fitomejorador de trigo Curtis Pozniak de la Universidad de Saskatchewan (USask). “Con este plan, ahora podemos trabajar rápidamente para identificar los genes responsables de las características que seleccionamos en nuestros programas de mejoramiento como el rendimiento, la resistencia a enfermedades y las propiedades nutricionales”.

La investigación involucró a más de 60 científicos de siete países y el trabajo fue coordinado por el científico italiano Cattivelli del CREA (Research Centre for Genomics and Bioinformatics) ubicado en
Fiorenzuola d’Arda, Italia.

“Ahora podemos ver las distintas firmas de ADN que han sido tan críticas para la evolución y mejoramiento del trigo duro, lo que nos permite comprender qué combinación de genes está impulsando una firma en particular y mantener esas áreas objetivo del genoma para futuras mejoras en la reproducción”, dijo Marco Maccaferri, autor principal del manuscrito.

El trigo candeal, utilizado principalmente como materia prima para la producción de pasta y cuscús, evolucionó a partir del trigo silvestre emmer y se estableció como un cultivo prominente hace aproximadamente 1.500 a 2.000 años en el área del Mediterráneo.

El equipo comparó la secuencia de trigo duro con su pariente silvestre y pudo revelar genes que los humanos han estado seleccionando a lo largo de los siglos. Los científicos descubrieron una pérdida de diversidad genómica en el trigo duro en comparación con su pariente de trigo silvestre, y han podido hacer un mapa de estas áreas de pérdida y recuperar con precisión los genes beneficiosos perdidos durante siglos de mejoramiento.

“A diferencia de los humanos, el trigo duro es un llamado poliploide y contiene dos genomas [proveniente del padre y la madre]. La forma en que estos genomas interactúan y coordinan sus actividades es una pregunta fundamental que también podría tener un impacto en la calidad y el rendimiento de los alimentos”, dijo Mayer.

En un emocionante descubrimiento genético, el equipo de la Universidad de Saskatchewan, dirigido por Curtis Pozniak, junto con los científicos de la Universidad de Alberta, Gregory Taylor y Neil Harris, identificaron el gen en el trigo duro responsable de la acumulación de cadmio, un metal pesado tóxico que se encuentra en muchos suelos.

Ahora que hemos identificado este gen, podemos seleccionar efectivamente las variedades que no acumulan una cantidad significativa de cadmio en el grano, niveles muy por debajo de los estándares de la Organización Mundial de la Salud que asegurarán que nuestros productos de trigo duro sean más seguros desde el punto de vista nutricional“, dijo Pozniak.

Curtis Pozniak, científico de cultivos de la Universidad de Saskatchewan.

El trigo duro se cultiva principalmente en Canadá, Europa, Estados Unidos y el sur de Asia, y sigue siendo un cultivo clave para las granjas pequeñas en el norte y este de África, así como en el Medio Oriente.

Como la pasta es un alimento básico para la población mundial, las industrias están pidiendo más trigo duro, más seguro y de mayor calidad.

“Tener esta secuencia de genoma de alta calidad de trigo duro nos permite comprender mejor la genética de las proteínas del gluten y los factores que controlan las propiedades nutricionales de la sémola. Esto ayudará a mejorar las características de calidad de la pasta”, dijo Ceriotti.

“La selección de nuevos cultivares [de trigo] durum con un mayor potencial de rendimiento, así como una mejor calidad y propiedades nutricionales, es fundamental para nuestro bienestar futuro, particularmente frente al cambio climático. La disponibilidad de la secuencia del genoma durum es una herramienta esencial para “lograr estos objetivos y proporciona un puente estratégico entre la biodiversidad de los progenitores silvestres y el trigo harinero”, dijo Tuberosa.

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