Un estudio internacional de una década de duración ha revelado un potencial genético notable en las variedades modernas de trigo.
Los investigadores han descubierto que más del 60% de la diversidad genética presente en las existencias históricas de trigo sigue sin explotar, lo que ofrece una oportunidad importante para mejorar los cultivares de trigo modernos y alimentar de manera eficiente a una población mundial en crecimiento.
Hace un siglo, el científico vegetal Arthur Watkins emprendió un proyecto extraordinario para recolectar muestras de trigo de todo el mundo. Persuadió incansablemente a cónsules y agentes comerciales de todo el Imperio Británico y más allá para que enviaran grano desde los mercados locales.
Una colaboración entre científicos del Reino Unido y China ha secuenciado el ADN de las 827 variedades de trigo recolectadas por Watkins y conservadas durante casi un siglo.
Este esfuerzo de secuenciación ha creado una mina de oro genética al identificar genes previamente desconocidos. Estos genes se están utilizando ahora para desarrollar variedades de trigo resistentes con mayores rendimientos, contribuyendo a los esfuerzos por alimentar a la creciente población de la Tierra.
Colección Watkins
La colección AE Watkins de trigo harinero reunida en 32 países en las décadas de 1920 y 1930 es la colección histórica de trigo más completa a nivel mundial.
Esta colección captura la diversidad del trigo cultivado antes del inicio del fitomejoramiento sistemático y moderno, ilustrando cómo la variación genética se extendió entre grupos o grupos ancestrales en todo el mundo.
Dr. Simon Griffiths, líder de grupo en el Centro John Innes y coautor de un estudio relacionado, destacó el potencial sin explotar de la colección: “Este 60% faltante descubierto en este estudio está lleno de genes beneficiosos que necesitamos para alimentar a las personas de manera eficiente. Durante los últimos diez mil años hemos tendido a seleccionar características que aumentan el rendimiento y mejoran la resistencia a las enfermedades.
«Esto supondrá una enorme diferencia en nuestra capacidad de alimentar al mundo a medida que se calienta y la agricultura se ve sometida a una presión climática cada vez mayor», afirmó el Dr. añadió Griffiths.
Genotipado del trigo
«El trigo es la piedra angular de la civilización humana», dijo Griffiths. «En áreas como Europa, el norte de África, gran parte de Asia y, posteriormente, América del Norte, su cultivo impulsó grandes imperios desde el antiguo Egipto hasta el surgimiento de la Gran Bretaña moderna».
Los científicos se propusieron identificar y estudiar los genes del trigo en la colección Watkins después de la llegada de la secuenciación de ADN a gran escala hace una década, pero se enfrentaron a un desafío único: el genoma del trigo es enorme y contiene 17 mil millones de unidades de ADN en comparación con 3 mil millones de bases. pares en el genoma humano.
Para superar esto, Griffiths y su equipo enviaron muestras de la colección Watkins al profesor Shifeng Cheng de la Academia China de Ciencias Agrícolas. Tres meses después, recibió una maleta llena de discos duros que contenían un petabyte (un millón de gigabytes) de datos decodificados.
El análisis de los datos del genoma realizado por un equipo chino reveló el origen del trigo moderno. Las investigaciones han demostrado que las variedades mundiales de trigo se originan principalmente en Europa central y occidental. En particular, sólo dos de los siete grupos ancestrales de la colección Watkins se han utilizado en el fitomejoramiento moderno.
Mejorando el trigo moderno
Los investigadores han identificado rasgos importantes de la diversidad genética sin explotar de la colección Watkins, como la eficiencia en el uso del nitrógeno, la resistencia a las babosas y la resistencia a plagas y enfermedades.
Reducir el uso de fertilizantes en la agricultura, que es costoso y contribuye a las emisiones de gases de efecto invernadero, es esencial para avanzar hacia una agricultura neta cero. Mejorar la eficiencia del uso del nitrógeno en los cultivos y reducir la huella de nitrógeno de la agricultura es un desafío global.
Gracias a este estudio, estos valiosos rasgos se han incorporado al trigo moderno por primera vez en un siglo, y los datos y herramientas resultantes ya se están utilizando para mejorar los cultivos.
Esta investigación vincula la información genética con los rasgos de las plantas y el mejoramiento experimental, sentando las bases para el desarrollo de nuevas variedades de trigo mediante el análisis del genoma completo.
El estudio fue publicado en la naturaleza
Sobre el editor
Srishti Gupta Srishti estudió literatura inglesa en la Universidad de Delhi y desde entonces se dio cuenta de que no es su taza de té. Ha sido editor en todos los nichos y tipos de temas imaginables, desde libros para niños hasta artículos de revistas. Le gusta la cultura popular, leer ficción y no ficción contemporánea, hacer manualidades y pasar tiempo con sus gatos. Con un gran interés por la ciencia, Srishti se siente especialmente atraído por los temas relacionados con la medicina, la sostenibilidad, los estudios genéticos y todo lo relacionado con la biología.