La secuencia de ADN más completa del trigo ayudará a adaptarlo a los desafíos climáticos

^Pixnio

El trigo es un cultivo clave para la seguridad alimentaria. Constituye el alimento básico de más de un tercio de la población humana mundial y representa casi el 20% del total de calorías y proteínas consumidas por los seres humanos en todo el mundo, más que cualquier otra fuente de alimentos. Además, también es una importante fuente de vitaminas y minerales. Ahora, el Consorcio Internacional de Secuenciación del Genoma de Trigo (IWGSC) ha publicado en Science una descripción detallada del genoma del trigo harinero, el cultivo más sembrado en el mundo. Este trabajo pretende allanar el camino para la producción de variedades de trigo mejor adaptadas a los desafíos climáticos, con mayores rendimientos, mejor calidad nutricional y mejor sostenibilidad.

En la investigación, que presenta el genoma de referencia de la variedad de trigo harinero Chinese Spring, han participado más de 200 científicos de 73 instituciones en 20 países. Ordenada de ADN a lo largo de los 21 cromosomas de trigo, se trata de la secuencia de genoma de mayor calidad producida de este cereal. Es el resultado de 13 años de investigación internacional colaborativa. Además de la secuencia, el artículo también señala la ubicación precisa de 107.891 genes y de más de 4 millones de marcadores moleculares, así como información de secuencia entre los genes y marcadores que contienen los elementos reguladores que influyen en la expresión de genes.

Para satisfacer las demandas futuras de una población mundial proyectada de 9.600 millones para el año 2050, la productividad del trigo debe aumentar en un 1,6% cada año. Con el fin de preservar la biodiversidad, el agua y los recursos de nutrientes, la mayor parte de este aumento se debe lograr a través de la mejora de cultivos y rasgos en la tierra actualmente cultivada en lugar de comprometer nuevas tierras para el cultivo.

^{Vídeo explicativo. /International Wheat Genome Sequencing Consortium}

Con la secuencia de referencia del genoma ahora completa, los criadores tienen a su disposición nuevas herramientas para abordar estos desafíos. Podrán identificar más rápidamente los genes y los elementos reguladores subyacentes a los rasgos agronómicos complejos, como el rendimiento, la calidad del grano, la resistencia a las enfermedades fúngicas y la tolerancia al estrés abiótico, y producir variedades de trigo más resistentes. "Lo que vemos está maravillosamente ensamblado para permitir la variación y la adaptación a diferentes ambientes a través de la selección, así como la estabilidad suficiente para mantener las estructuras básicas para sobrevivir bajo diversas condiciones climáticas", apunta Rudi Appels, profesor de la Universidad de Melbourne y Murdoch University, e investigador asociado de AgriBio.

La secuenciación del genoma del trigo panificadora se consideró durante mucho tiempo una tarea imposible, debido a su enorme tamaño (cinco veces mayor que el genoma humano) y la complejidad, el trigo panificado tiene tres subgenomas y más del 85% del genoma está compuesto de elementos repetidos. Se espera que la disponibilidad de una secuencia de genoma de referencia de alta calidad aumente la mejora del trigo durante las próximas décadas, con beneficios similares a los observados con el maíz y el arroz después de que se produjeron sus secuencias de referencia. 

El impacto de la secuencia de referencia del trigo ya ha sido significativo en la comunidad científica, como lo ejemplifica la publicación en la misma fecha de seis publicaciones adicionales que describen y utilizan el recurso de secuencia de referencia, una que aparece en el mismo número de Science y otra en Science Advance y cuatro en Genome Biology. Además, se han publicado más de 100 publicaciones que hacen referencia a la secuencia de referencia desde que el recurso se puso a disposición de la comunidad científica en enero de 2017.

El IWGSC logró este resultado combinando los recursos que generó durante los últimos 13 años utilizando métodos clásicos de mapeo físico y las más recientes tecnologías de secuenciación de ADN; los datos de la secuencia se ensamblaron y se ordenaron a lo largo de los 21 cromosomas utilizando algoritmos altamente eficientes, y los genes se identificaron con programas de software dedicados. Todos los recursos de la secuencia de referencia IWGSC están disponibles públicamente en el repositorio de datos IWGSC en URGI-INRA Versailles y en otras bases de datos científicas internacionales como GrainGenes y Ensembl Plant.

Hasta ahora, se pensaba que la alteración sistemática de los cultivos había empezado hace unos 20.000 años, pero un reciente estudio publicado en Philosophical Transactions of the Royal Society B revela que los antiguos cazadores-recolectores empezaron el proceso unos diez milenios antes de lo que se pensaba. La recolección de cultivos humanos era tan extensa, ya en la última Edad de Hielo, que comenzó a tener un efecto en la evolución del arroz, el trigo y la cebada, lo que desencadenó el proceso que convirtió estas plantas de salvajes a domesticadas.

Beatriz de Vera

Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma. 

Sobre N+1: Es la primera revista online de divulgación científica y tecnológica que permite la reproducción total o parcial de sus contenidos por medios de comunicación, bloggers e influencers, realizando la mención del texto y el enlace a la web: “Esta noticia ha sido publicada originalmente en la revista N+1, ciencia que suma: www.nmas1.org”.​​​​​​