Un importante estudio internacional ha explicado cómo el trigo harinero se ha convertido en un cultivo emblemático que hoy alimenta a una población mundial de ocho mil millones de personas.
“Nuestros resultados arrojan nueva luz sobre un acontecimiento histórico en nuestra civilización, que creó un nuevo tipo de agricultura y permitió a las personas establecerse y formar sociedades”, dice el profesor Brande Wulff, investigador del trigo en KAUST (Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología). ) y uno de los autores principales del estudio publicado en la revista Nature.
El profesor Cristóbal Uauy, líder del grupo en el Centro John Innes y uno de los autores del estudio, dijo: “Este trabajo ilustra la importancia de la colaboración global y el intercambio de datos y semillas entre países: podemos lograr mucho juntando los recursos y la experiencia”. de diferentes instituciones y a través de fronteras internacionales.”
El secreto del éxito del trigo harinero reside en la diversidad genética de una hierba silvestre llamada Aegilops tauschii , según una investigación de institutos pertenecientes al Open Wild Wheat Consortium (OWWC) .
El trigo harinero es un híbrido de tres cereales silvestres que contiene tres genomas (A, B y D) en una planta muy compleja. Aegilops tauschii , una maleza que de otro modo pasaría desapercibida, se convirtió en la fuente del genoma D del trigo harinero cuando se cruzó con una variedad temprana de trigo duro en el llamado “Creciente Fértil” en algún momento hace entre ocho y once mil años.
La hibridación accidental en las costas del sur del Mar Caspio dio origen a una revolución agrícola. El cultivo se extendió rápidamente a una amplia gama de climas y suelos a medida que los agricultores adoptaron con entusiasmo este nuevo y dinámico cultivo con alto contenido de gluten que creó una masa más esponjosa y elástica para hornear pan.
Este rápido avance geográfico ha desconcertado a los investigadores del trigo. Después de todo, el trigo harinero silvestre no existe: y el tipo de hibridación que agregó un nuevo genoma D a los genomas A y B del trigo existente creó un cuello de botella genético, lo que resultó en que la nueva especie tuviera una diversidad genética significativamente reducida en comparación con los cereales silvestres circundantes. .
Este efecto de cuello de botella, combinado con el hecho de que el trigo es una especie endogámica (es decir, que se autopoliniza), sugiere que el trigo harinero puede estar luchando más allá de sus orígenes en el Creciente Fértil. Entonces, ¿cómo llegó a generalizarse y aceptarse ampliamente en la región?
Para resolver este enigma, una colaboración internacional reunió un panel de 493 especímenes únicos que abarcan el rango geográfico de Aegilops tauschii desde el noroeste de Turquía hasta el este de China.
De este panel, los investigadores seleccionaron 46 muestras que reflejaban rasgos de especies y diversidad genética para crear un pangenoma, un mapa genético de alta calidad de Aegilops tauschii .
Utilizando este mapa, escanearon 80.000 variedades locales de trigo harinero, variedades adaptadas localmente almacenadas en el CIMMYT (Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo) y recolectadas en todo el mundo.
Estos datos mostraron que alrededor del 75% del genoma D del trigo harinero se deriva del linaje (L2) de Aegilops tauschii , que se origina en el sur del Mar Caspio. El 25% restante de su composición genética se deriva de líneas de toda su gama.
“Esta afluencia del 25% de material genético de otros linajes tauschii contribuyó y determinó el éxito del trigo harinero. Sin la vitalidad genética que aporta esta diversidad, lo más probable es que no comeríamos pan en la escala que lo hacemos hoy. De lo contrario, el trigo harinero actual sería un cultivo regional, importante para Medio Oriente, pero dudo que se hubiera vuelto dominante en el mundo sin esta plasticidad que permitió que el trigo harinero se adaptara”, dijo el profesor Simon Krattinger, autor principal del estudio.
Investigaciones anteriores del OWWC identificaron la existencia de un linaje separado de Aegilops tauschii , limitado geográficamente a la Georgia moderna en la región del Cáucaso, a 500 kilómetros del Creciente Fértil. Esta línea de Aegilops tauschii (L3) es importante porque le dio al trigo harinero el gen de calidad de la masa más famoso.
En este estudio, los científicos plantearon la hipótesis de que si hubiera una introgresión histórica, similar a la huella genética del neandertal en el genoma humano, entonces habrían encontrado especies nativas en las colecciones del CIMMYT que tenían una mayor proporción de ella.
El análisis de los datos mostró que las variedades locales de trigo del CIMMYT recolectadas en la región de Georgia contenían un 7% de introgresiones L3 en el genoma, siete veces más que las variedades locales de trigo harinero recolectadas en el Creciente Fértil.
“Utilizamos muestras de L3 tauschii como conejillos de indias para rastrear y monitorear la hibridación utilizando 80.000 variedades locales de trigo harinero”, dijo el profesor Krattinger.
“Los datos respaldan perfectamente la idea de que el trigo harinero se origina en el sur del Caspio, luego, a través de la migración y la expansión agrícola, llega a Georgia, y aquí, a través del flujo de genes y la hibridación con accesiones L3 distintivas, genéticamente distintas y geográficamente limitadas, esto conduce a una afluencia de nuevo material genético. Éste es uno de los aspectos nuevos de nuestra investigación y confirma que, utilizando nuestros nuevos recursos, podemos rastrear la dinámica de estas introgresiones en el trigo harinero”, explicó.
Además de resolver este antiguo misterio biológico, investigadores y criadores de todo el mundo están utilizando el nuevo pangenoma y germoplasma de Aegilops tauschii de código abierto proporcionado por OWWC para descubrir nuevos genes de resistencia a enfermedades que protegerán los cultivos de trigo de flagelos agrícolas como el trigo. óxido . También podrían extraer genes de resistencia al clima de esta especie de pasto silvestre que podrían convertirse en variedades de trigo de élite.
Investigadores del Centro John Innes trabajaron en estrecha colaboración con colegas de KAUST, utilizando enfoques bioinformáticos para rastrear los niveles de ADN aportados al trigo harinero por la línea L3 de Aegilops tauschii . La investigación destaca la importancia de conservar los recursos genéticos, como la Unidad de Recursos de Germoplasma financiada en el Centro John Innes, que alberga colecciones históricas de cereales silvestres que pueden usarse para generar rasgos valiosos como la resistencia a enfermedades y plagas en el trigo moderno, afirman los científicos. concluyó.
El artículo fue publicado en Nature .
Fuente: Centro John Innes. En la foto – Aegilops tauschii , foto de Ana Perera.
