Los científicos están aplicando técnicas avanzadas de secuenciación genómica a cada uno de los cuatro genomas haploides de la papa, acelerando el descubrimiento de rasgos útiles como la resistencia a las enfermedades y la resiliencia al cambio climático.
El Instituto James Hutton es líder mundial en programas de investigación y mejoramiento destinados a desarrollar nuevas variedades de papa con características agronómicas deseables y resistencia a estreses ambientales como temperaturas extremas y enfermedades.
Frente a los crecientes desafíos –la inestabilidad climática, los patógenos emergentes y la necesidad de garantizar una producción sostenible de alimentos– la capacidad de producir mejores patatas ya no es sólo un objetivo agronómico: es un imperativo global.
Sin embargo, el mejoramiento genético de la papa no es tarea fácil: incluso cuando todas las características deseadas están presentes en las plantas progenitoras, sus descendientes a menudo heredan solo un número limitado de estas características. Este problema surge porque las papas cultivadas suelen ser tetraploides, lo que significa que tienen cuatro copias de su genoma. Estas múltiples copias del genoma pueden recombinarse libremente, lo que hace que la herencia de ciertas características valiosas sea altamente impredecible. Es una lotería genética que ha frenado el progreso durante décadas.
Aquí es donde entran en juego los marcadores moleculares. Se trata de secuencias o variaciones específicas de ADN ubicadas en puntos específicos del genoma. Actuando como guías genéticas, los marcadores moleculares indican a los criadores si un segmento de ADN responsable de un rasgo particular, como la resistencia al tizón o la tolerancia a la sequía, está presente o ausente en una descendencia determinada.
Se ha dedicado una amplia investigación a identificar la base genética de los rasgos clave y a traducir este conocimiento en un conjunto de marcadores moleculares informativos y prácticos que puedan facilitar una selección más eficaz en los programas de mejoramiento de la papa.
Este avance revolucionario ha sido posible gracias al uso de tecnologías genómicas modernas. El profesor Ingo Heyn, jefe de genética de la patata en el Instituto James Hutton, explica: «Hemos utilizado herramientas genómicas que permiten a los investigadores analizar cada una de las cuatro copias del genoma por separado. Esto nos permite etiquetar con precisión solo los segmentos útiles del ADN, conocidos como haplotipos».
Este avance implica el uso de una representación mínima de la secuencia completa del genoma de la papa, que, al multiplicarse por cuatro copias, supera los 3300 millones de pares de bases. Con esta lente optimizada, los investigadores ahora pueden detectar con fiabilidad la presencia o ausencia de regiones específicas de ADN asociadas con características valiosas.
“Nuestro trabajo demostró la eficacia de este enfoque tanto para regiones genómicas grandes de más de un millón de pares de bases como para regiones muy pequeñas de alrededor de 20.000 pares de bases”, afirmó Hein.
Al poder rastrear y etiquetar solo el haplotipo funcional (la versión de un gen que proporciona valor agronómico), los científicos ahora pueden garantizar que los genes de resistencia, los potenciadores del rendimiento o los rasgos de calidad se transmitan directamente a la siguiente generación.
Para los agricultores, esto significa un acceso más rápido a variedades de papa que no solo son de alto rendimiento, sino también resistentes a patógenos y condiciones climáticas extremas. Para la industria, ofrece nuevas herramientas para reducir el uso de químicos, mantener los rendimientos y alcanzar los objetivos de sostenibilidad.
Las eficiencias logradas mediante la selección basada en haplotipos pueden acortar significativamente el ciclo de mejoramiento, permitiendo a los investigadores llevar nuevas variedades al mercado en menos tiempo y con mayor confianza en su desempeño.
En un momento en que nuevas enfermedades y un clima impredecible amenazan la producción mundial de alimentos, la investigación es sumamente relevante.
Aunque esta innovación genómica se aplica por primera vez a la papa, no es específica de un cultivo. Como afirma el profesor Hein: «Este trabajo puede adaptarse a cualquier cultivo, siempre que se disponga de suficiente información genómica y genética. Ya se trate de cereales, legumbres o frutales, este método tiene un enorme potencial».
Fuente: Instituto James Hutton.
