Una colaboración de investigación internacional, que incluye a científicos del Instituto de Investigación Waite de la Universidad de Adelaide, ha desbloqueado una nueva variación genética en el trigo y la cebada, un gran impulso para el esfuerzo global en la mejora de variedades de trigo y cebada de mayor rendimiento.
por la Universidad de Adelaida
Investigadores del Proyecto de Genomas de Trigo 10+, dirigido por el Profesor Curtis Pozniak (Universidad de Saskatchewan, Canadá), y el Consorcio Internacional de Secuenciación del Genoma Pan de Cebada, dirigido por el Profesor Nils Stein (Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Investigación de Plantas de Cultivo (IPK), Alemania), han secuenciado un conjunto de genomas de ambos cereales, publicados hoy en la revista Nature . Dicen que abrirá las puertas a la próxima generación de variedades de trigo y cebada.
«El trigo y la cebada son cultivos alimentarios básicos en todo el mundo, pero su producción debe aumentar drásticamente para satisfacer las futuras demandas de alimentos», dice el profesor asociado de la Universidad de Adelaida, Ken Chalmers, quien, junto con su colega de la Escuela de Agricultura, Alimentación y Vino, el profesor emérito Peter Langridge, dirigió la investigación de Adelaida. «Se estima que solo la producción de trigo debe aumentar en más de un 50 % sobre los niveles actuales para 2050 para alimentar a la creciente población mundial». El profesor Chengdao Li de la Universidad de Murdoch también desempeñó un papel clave en el componente australiano de la secuenciación de la cebada.
La investigación publicada hoy acerca a los científicos a desbloquear todo el conjunto de genes, o genomas completos, del trigo y la cebada. Al comprender el alcance total de la variación genética en estos cereales, los investigadores y los fitomejoradores tendrán las herramientas necesarias para lograr el aumento de la producción global requerida.
«Los avances en genómica han acelerado el mejoramiento y la mejora del rendimiento y la calidad en cultivos que incluyen arroz y maíz, pero esfuerzos similares en trigo y cebada han sido más desafiantes», dice el profesor Langridge. «Esto se debe en gran parte al tamaño y la complejidad de sus genomas, nuestro conocimiento limitado de los genes clave que controlan el rendimiento y la falta de datos de ensamblaje del genoma para múltiples líneas de interés para los criadores.
«Los cultivares modernos de trigo y cebada portan una amplia gama de variantes genéticas y estructuras genómicas diversas que están asociadas con rasgos importantes, como mayor rendimiento, tolerancia a la sequía y resistencia a enfermedades.
«Esta variación no se puede capturar con una sola secuencia del genoma. Solo mediante la secuenciación de genomas múltiples y diversos podemos comenzar a comprender el alcance total de la variación genética, el pangenoma». Los dos proyectos internacionales han secuenciado múltiples variedades de trigo y cebada de todo el mundo. mundo. El componente de Adelaide fue apoyado por la Corporación de Investigación y Desarrollo de Granos (GRDC).
«La información generada a través de estos proyectos colaborativos ha revelado la dinámica de la estructura del genoma y la variación genética previamente oculta de estos importantes cultivos, y ha mostrado cómo los mejoradores han logrado importantes mejoras en la productividad. Este trabajo apoyará la entrega de las próximas generaciones de variedades modernas. , dice el profesor asociado Chalmers.
La inclusión de dos variedades australianas de trigo, AGT-Mace (PBR) y Longreach-Lancer (PBR) que reflejan las áreas de cultivo del sur y del norte, significa que se puede identificar la variación genética potencial para la adaptación a nuestros diferentes entornos de producción.
La Universidad de Adelaide también secuenció tres variedades de cebada con características deseables, como alto rendimiento y potencial de tolerancia al calor, las heladas, la salinidad y la sequía, y resistencia a nuevas enfermedades .
«Estos ensamblajes de genoma impulsarán el descubrimiento de genes funcionales y equiparán a los investigadores y mejoradores con las herramientas necesarias para traer la próxima generación de cultivos modernos de trigo y cebada que ayudarán a satisfacer las futuras demandas de alimentos», dice el profesor asociado Ken Chalmers.
Más información: El pan-genoma de la cebada revela el legado oculto del mejoramiento por mutación, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2947-8 , www.nature.com/articles/s41586-020-2947-8
