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La secuenciación del genoma del trigo silvestre proporciona un ‘túnel del tiempo’ capaz de impulsar la producción y seguridad de alimentos en el futuro


Un equipo global de investigadores ha publicado la primera secuencia del genoma del trigo Wild Emmer en la revista Science .


por la Universidad de Tel Aviv


El trigo silvestre Emmer es la forma original de casi todo el trigo domesticado en el mundo, incluidos el trigo duro (pasta) y el pan integral. El emmer silvestre tiene un rendimiento demasiado bajo para ser utilizado por los agricultores hoy en día, pero contiene muchas características atractivas que los mejoradores de plantas están utilizando para mejorar el trigo.

El estudio fue dirigido por el Dr. Assaf Distelfeld de la Facultad de Ciencias Vegetales y Seguridad Alimentaria de la Universidad de Tel Aviv y el Instituto para el Mejoramiento de los Cultivos de Cereales, en colaboración con varias docenas de científicos de instituciones de todo el mundo y una empresa con sede en Israel, NRGene, que desarrolló el Tecnología bioinformática que aceleró la investigación.

«Esta investigación es una asociación sinérgica entre entidades públicas y privadas», dijo el Dr. Daniel Chamovitz, decano de la Facultad de Ciencias de la Vida George S. Wise de la Universidad de Tel Aviv, quien también participó en la investigación. «En última instancia, esta investigación tendrá un impacto significativo en la seguridad alimentaria mundial».

«Nuestra capacidad para generar la secuencia del genoma del trigo Wild Emmer tan rápidamente es un gran paso adelante en la investigación genómica», dijo el Dr. Curtis Pozniak de la Universidad de Saskatchewan, miembro del equipo del proyecto y presidente del Programa de Investigación Estratégica del Ministerio de Agricultura de Canadá. «El trigo representa casi el 20% de las calorías que los humanos consumen en todo el mundo, por lo que un enfoque fuerte en mejorar el rendimiento y la calidad del trigo es esencial para nuestro suministro de alimentos en el futuro».

«Desde un punto de vista biológico e histórico, hemos creado un ‘túnel del tiempo’ que podemos usar para examinar el trigo antes de los orígenes de la agricultura», dijo el Dr. Distelfeld. «Nuestra comparación con el trigo moderno nos ha permitido identificar los genes involucrados en la domesticación: la transición del trigo cultivado en la naturaleza a las variedades modernas. Si bien las semillas del trigo silvestre se caen fácilmente de la planta y se dispersan, un cambio en dos genes significó que en el trigo domesticado, las semillas permanecieron unidas al tallo; es este rasgo lo que permitió a los humanos cosechar trigo «.

«Este nuevo recurso nos permitió identificar una serie de otros genes que controlan los rasgos principales que fueron seleccionados por los primeros humanos durante la domesticación del trigo y que sirvieron de base para desarrollar cultivares modernos de trigo», dijo el Dr. Eduard Akhunov, de la Universidad Estatal de Kansas. «Estos genes proporcionan un recurso invaluable para potenciar los futuros esfuerzos de mejoramiento. Wild Emmer es conocido como una fuente de variación novedosa que puede ayudar a mejorar la calidad nutricional del grano, así como la tolerancia a enfermedades y condiciones limitantes del agua».

«Ya se están implementando nuevas herramientas genómicas para identificar nuevos genes para la mejora de la producción de trigo en un entorno cambiante», explica el Dr. Zvi Peleg, de la Universidad Hebrea de Jerusalén, Israel. «Si bien muchos cultivares de trigo modernos son susceptibles al estrés hídrico, Wild Emmer ha experimentado una larga historia evolutiva bajo el clima mediterráneo propenso a la sequía. Por lo tanto, la utilización de los genes silvestres en los programas de mejoramiento de trigo promueve la producción de más rendimiento por menos agua». «El genoma del trigo es mucho más complejo que la mayoría de los otros cultivos y tiene una agenda cuatro veces mayor que la de un genoma humano». dijo el Dr. Gil Ronen, CEO de NRGene. «Aún así, la tecnología computacional que desarrollamos nos ha permitido ensamblar rápidamente el genoma muy grande y complejo que se encuentra en Wild Emmer ‘

La secuenciación del genoma del trigo proporciona un 'túnel del tiempo', que aumenta la producción de alimentos en el futuro & amp;  la seguridad
Trigo silvestre Emmer. Crédito: © Energin .R Technologies 2009 LTD.

Por primera vez, las secuencias de los 14 cromosomas del trigo Wild Emmer se colapsan en un orden refinado, gracias a la tecnología adicional que utiliza enlaces de ADN y proteínas. «Se probó originalmente en humanos y se demostró recientemente en cebada, los cuales tienen genomas más pequeños que el trigo Wild Emmer», dice el Dr. Nils Stein, Jefe de Genómica de Recursos Genéticos en el Instituto Leibniz de Genética de Plantas e Investigación de Cultivos en Alemania. . «Estas tecnologías innovadoras han cambiado el juego en el ensamblaje de los genomas de cereales grandes».

«Este enfoque de secuencia utilizado para el trigo Wild Emmer no tiene precedentes y ha allanado el camino para secuenciar el trigo duro (la forma domesticada de Wild Emmer). Ahora podemos entender mejor cómo la humanidad transformó esta planta silvestre en una planta moderna, de alto rendimiento y alto rendimiento. cultivo de calidad «, dijo el Dr. Luigi Cattivelli, Jefe del Centro de Investigación CREA para Genómica y Bioinformática (Italia) y coordinador del Consorcio Internacional de Secuenciación del Genoma del Trigo Duro. «Este enfoque y secuenciación del trigo Wild Emmer es una contribución invaluable a toda la comunidad del trigo para mejorar y comprender mejor los mecanismos nutricionales», dijo el Dr. Hikmet Budak, Presidente de Montana Plant Science Endowed en la Universidad Estatal de Montana.

«Ahora tenemos las herramientas para estudiar los cultivos directamente y para hacer y aplicar nuestros descubrimientos de manera más eficiente que nunca», concluyó el Dr. Distelfeld.


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