AGRO 2.0 Científicos del USDA y sus colaboradores secuecian el genoma del trigo en un avance importante para la seguridad alimentaria global

Científicos del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés) trabajando como miembros de un grupo internacional han terminado la secueciación del genoma del trigo utilizando el método llamado "escopeta del genoma entero". Los resultados fueron publicados hoy en la revista 'Nature' (Naturaleza). Se espera que este logro aumentará los rendimientos del trigo, ayudará a alimentar al mundo, y acelerará el desarrollo de nuevas variedades que tienen niveles aumentados de valor nutritivo.

"Con esta revelación de los secretos genéticos del trigo, este estudio y otras investigaciones similares nos proporcionan las herramientas necesarias para mejorar el trigo y ayudar a nuestros agricultores a producir suficientes rendimientos para alimentar a las poblaciones crecientes en EE.UU. y en otros países", dijo Catherine Woteki, quien es la Científica Principal del USDA y la Subsecretaria de Investigación, Educación y Economía. "La genética nos provee con métodos importantes que no sólo aumentan los rendimientos, sino también abordan las amenazas siempre cambiantes que se enfrentan a la agricultura, tales como los insectos plagas, las enfermedades de cultivos, y los cambios climáticos".

Olin Anderson y Yong Gu, quienes son científicos con el Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del USDA y trabajan en el Centro de Investigación de la Región Occidental mantenido por el ARS en Albany, California, tuvieron papeles decisivos en el esfuerzo de secuenciación, juntos con Naxin Huo, quien es un investigador postdoctoral en el laboratorio de Gu. Los tres científicos son autores del informe publicado en 'Nature'.

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del USDA, y esta investigación apoya la prioridad del USDA de promover la seguridad alimentaria internacional.

Como el instituto más grande de investigación agrícola en todo el mundo, USDA se concentra en reducir el hambre global aumentando la colaboración global en estrategias de investigación y su aplicación. Por ejemplo, por la iniciativa 'Alimentar el Futuro' del gobierno de EE.UU., USDA y la Agencia de EE.UU. para el Desarrollo Internacional (USAID por sus siglas en inglés) están coordinando su cartera de investigaciones con los estudios en curso de otros donantes, institutos multilaterales, y entidades gubernamentales y no gubernamentales en varios países para eficazmente mejorar la productividad de agricultura, reducir la inseguridad alimentaria, y generar oportunidades económicas.

El trigo se produce en más acres que cualquier otro cultivo comercial, y está el cultivo básico más importante del mundo. Su mejoramiento tiene enormes consecuencias para la seguridad alimentaria global. El trabajo para completar la secuenciación escopeta del genoma entero del trigo ayudará a mejorar los programas de crianza y adaptación en Asia y África subsahariana para variedades de trigo que podrían tolerar la sequía y también podrían tener resistencia a las malezas, los insectos plagas, y las enfermedades.

ARS en una de nueve instituciones que tuvieron investigadores involucrados en el estudio. Los autores principales están ubicados en el Reino Unido y recibieron fondos del Consejo de Investigación de Biotecnología y las Ciencias Biológicas de Gran Bretaña. El proyecto también fue patrocinado por el Instituto Nacional de Alimento y Agricultura del USDA (NIFA por sus siglas en inglés). NIFA se concentra en inversiones en programas de investigación, educación y extensión para ayudar a resolver los problemas críticos que afectan la vida diaria de la gente.

El estudio representa el examen más detallado hasta la fecha del ADN que componen el genoma del trigo, el cual es un cultivo domesticado hace miles de años. El genoma del trigo es cinco veces más grande que el genoma humano, y esta complejidad hace difícil el estudio de esta planta. Los investigadores usaron el enfoque llamado "escopeta del genoma entero", el cual rompe el genoma en segmentos más pequeños y más fáciles de analizar y luego los vuelve a montar.

Otro grupo internacional de científicos está realizando un proyecto a largo plazo que podría llevar a resultados más detallados de la secuenciación del genoma del trigo en el futuro. Pero los resultados publicados hoy provee nueva información sobre el ADN del trigo que ayudará a los criadores de plantas a desarrollar variedades más robustas por medio de identificar conexiones entre genes específicos y rasgos importantes, tales como resistencia a enfermedades y tolerancia a la sequía.

El trigo evoluciona de tres hierbas antiguas. El grupo del ARS, en una colaboración estrecha con colegas en la Universidad de California en Davis, desarrolló un mapa del genoma de uno do los tres padres, Aegilops tauschii. Ese mapa, patrocinado en parte por la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU., jugó un papel decisivo en el estudio. El mapa ayudó a los investigadores a identificar el origen de muchos de los genes encontrados en el trigo de hoy en día. Esta identificación es un paso clave en relacionar genes específicos con rasgos, y en desarrollar marcadores genéticos para utilización en la crianza de nuevas variedades.

Los productores del trigo se enfrentan a muchos desafíos cada año. La acidez del suelo podría impedir el crecimiento del trigo en algunas áreas. La roya del tallo del trigo, el cual es una enfermedad fúngica, puede matar cultivos enteros, y una forma especialmente agresiva de esta enfermedad ha desarrollado la capacidad de vencer la resistencia genética ahora presente en muchas variedades populares del trigo y ya está causando pérdidas significativas en el trigo en otros países.

Los científicos del USDA han realizado estudios genómicos similares que han ayudado a aumentar la productividad del ganado lechero, mejorar la crianza del ganado vacuno, y mejorar variedades de otros cultivos, incluyendo los tomates, el maíz y la soja. En el 2010, Anderson y Gu, en colaboración con otros científicos del ARS, fueron miembros de un grupo que publicó un informe en 'Nature' que proveyó detalles sobre la secuenciación de Brachypodium distachyon, la cual es una planta modelo usada para estudiar el trigo, la cebada, y los cultivos de biocombustible.

Colaboraciones internacionales recientes han tuvieron un papel imprescindible en hacer frente a los desafíos tales como combatir la roya del tallo del trigo y aumentar la productividad de los cultivos, combatir la contaminación del maíz por la aflatoxina, y secuenciar el genoma de cultivos importantes.

Se puede ver el nuevo informe en 'Nature' en línea en: http://www.nature.com/nature/journal/v491/n7426/full/nature11650.html

Fuente: ars.usda.gov