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Estudio global mapea el genoma del trigo moderno y sus ancestros silvestres

Comparación de granos de especies de trigo domesticado (arriba) y trigos silvestres tipo maleza (abajo). Las muestras proceden del herbario del Federal Ex situ Gene Bank en el IPK. | Foto: Julie Himpe/IPK

Desde la Revolución Agrícola, hace aproximadamente 12,000 años, los humanos han estado cultivando plantas selectivamente con características deseables, como un alto rendimiento de granos y resistencia a enfermedades. Con el tiempo, Triticum aestivum, también conocido como trigo harinero, se ha convertido en uno de los cultivos más importantes del mundo. Junto con la creciente población humana y el clima cambiante, la demanda de trigo con mayor rendimiento y resiliencia adicional está aumentando.

Sin embargo, desde hace algunos años, el aumento del rendimiento promedio del trigo se está estancando. En un nuevo estudio internacional, la diversidad genética de 487 genotipos de trigo originados en grandes partes del mundo se ha catalogado y contextualizado con características agronómicas. El mapa de este rico conjunto de diversidad genética en el trigo harinero destaca nuestro conocimiento actual de la ascendencia del trigo y abre nuevas vías dentro del mejoramiento selectivo moderno del trigo.

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La evolución del trigo es una historia compleja de hibridación y eventos de flujo de genes, que condujeron al alohexaploide (con seis juegos de cromosomas al provenir de tres ancestros) Triticum aestivum, la especie de trigo que hoy conocemos como trigo harinero. El trigo harinero moderno se originó en la Media Luna Fértil hace unos 10.000 años y su reservorio genético ha sido moldeado por los humanos como resultado de la domesticación y el cultivo. Hoy en día, se pueden encontrar variedades de alto rendimiento de Triticum aestivum en todo el mundo, cada una adaptada al entorno particular en el que se cultiva, lo que hace del trigo una de las tres especies de cultivos más importantes del mundo para el suministro de calorías y proteínas humanas.

La creciente demanda de trigo, el inicio del calentamiento global y la transición de la agricultura occidental a la agricultura intensiva, están ejerciendo presión sobre los fitomejoradores para que se adapten y mejoren las especies modernas de trigo harinero. Sin embargo, para seleccionar y desarrollar nuevos cultivares de trigo con características nuevas y mejoradas, los fitomejoradores requieren plantas con variación genética para su selección y combinación durante el proceso de mejoramiento. Un nuevo estudio internacional de trigo harinero ha revelado el conocimiento de un acervo genético extenso y rico para futuras mejoras de mejoramiento de Triticum aestivum.

En este estudio, se secuenciaron los exomas de 487 genotipos de trigo de 68 países de todo el mundo, incluidas las variedades locales, los cultivares y las variedades modernas.

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Utilizando la secuencia de referencia Refseqv1.0 de la “Land Spring China”, que había sido publicada por el “International Wheat Genome Sequencing Consortium” (IWGSC, por sus siglas en inglés) en 2017, los investigadores colaboradores pudieron recopilar una descripción general de la diversidad genómica del trigo. A nivel génico, cromosómico y subgenómico. Esto les permitió refinar y expandir el modelo de evolución del trigo y descifrar los orígenes genéticos de las especies de trigo de hoy en día. Como tal, el linaje de trigo duro se confirmó como el ancestro más probable del germoplasma cultivado de trigo harinero de hoy. Además, al investigar las huellas de selección del trigo, los científicos mostraron los efectos de la expansión del rango y las variantes alélicas seleccionadas desde el inicio de la domesticación del trigo.

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Los datos informados son otro paso hacia el ensamblaje del “pan genoma” del trigo: la descripción de todos los genes y las variaciones genéticas dentro del trigo, que será un recurso valioso para los investigadores de plantas y los mejoradores de trigo por igual. Sin embargo, el estudio actual revela un rico recurso de datos genéticos, que se puede utilizar para mejorar los rasgos genéticos en el trigo harinero, desde la adaptación ambiental hasta un mejor rendimiento y la resistencia a enfermedades. Además, los resultados ilustran nuestro conocimiento actual de la ascendencia del trigo harinero, destacando nuestra historia cultural como agricultores y fitomejoradores.

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