Un equipo de científicos del Reino Unido y los Estados Unidos han desarrollado un nuevo recurso innovador de diez millones de mutaciones en variedades de trigo para pan y pasta.
Los investigadores y fitomejoradores pueden buscar en la base de datos online pública de trigo para identificar los cambios en sus genes de interés y solicitar semillas para mejorar la nutrición y la producción de trigo en todo el mundo. Ellos anticipan que esto acelerará el desarrollo de la cosecha de trigo con rasgos muy buscados, incluyendo la resistencia a las enfermedades y el aumento del rendimiento.
Desde los albores de la agricultura, el trigo ha sido una importante fuente dietética de calorías y proteínas para los seres humanos. El desarrollo de mejores variedades de trigo para pan y pasta es clave para sostener la seguridad alimentaria mundial. Por lo tanto, la variación genética (como las mutaciones) en una copia de un gen se suele enmascarar u ocultar, por copias funcionales dentro de otros genomas.
Científicos del Instituto Earlham (EI, Reino Unido), el Centro John Innes (JIC, Reino Unido), Rothamsted Research (RRes, Reino Unido) y la Universidad de California, Davis (UC Davis, EE.UU.), financiados por BBSRC, USDA y HHMI, han catalogado diez millones de mutaciones al secuenciar 400 mil millones de bases de ADN de 2735 líneas mutantes de trigo. Es probable que estas mutaciones ocultas interrumpan más del 90% de los genes de pasta y pan de trigo.
Los investigadores de trigo de todo el mundo están utilizando esta colección de mutantes disponibles al público con cerca de 3.000 semillas individuales ya distribuidas. Los primeros resultados están empezando a surgir. Usando estas mutaciones, se han desarrollado variedades mejoradas de trigo con granos más grandes y más nutricional. Los científicos también están utilizando esta colección para caracterizar las funciones de los genes que controlan la floración del trigo y la adaptación a nuevos y cambiantes ambientes.
El primer autor, el Dr. Ksenia Krasileva, líder del grupo en el Instituto Earlham y el Laboratorio de Sainsbury, dijo: «La mejora del trigo es un gran desafío que debemos cumplir para mantener una agricultura sostenible y producir variedades que se adapten bien a los cambios del clima global. Dentro de los genomas de trigo poliploides, hay una cantidad altamente significativa de variación genética que los investigadores pueden desenterrar que comúnmente se oculta – enmascarada por múltiples copias de cada gen en los diferentes genomas de trigo. Necesitamos identificar y combinar variaciones de diferentes genes de trigo para revelar los cambios más beneficiosos del cultivo.
«Nuestro estudio produjo una colección bien catalogada de más de 10 millones de cambios en los genes de trigo que los fitomejoradores y los investigadores pueden utilizar hoy para mejorar el trigo. Esencialmente, este trabajo nos ayudará a entender mejor las funciones de las mutaciones del trigo que han tenido lugar en nuestras variedades de trigo, lo cual esperanzadamente ayudará a la producción mundial de trigo».
El Dr. Cristóbal Uauy, Jefe de Proyecto de Genética de Cultivos en JIC, añadió: «Este estudio proporciona acceso inmediato a un tesoro de variación genética para los mejoradores e investigadores. Críticamente, esta variación y las nuevas combinaciones que se generarán no se han utilizado previamente en los programas tradicionales de mejoramiento del trigo. Esto representa una oportunidad sin precedentes para lograr avances significativos en la mejora del trigo para hacer frente a una serie de desafíos que enfrenta la producción sostenible de cultivos».
El Dr. Andy Phillips, Investigador Principal del Departamento de Biología Vegetal y Ciencia de Cultivos de Rothamsted Research, dijo: «Desde antes de la Revolución Verde, la reproducción de mutaciones ha sido muy valiosa en cultivos menos complejos como el arroz, que como diploide no tiene copias adicionales de la mayoría de los genes. Nuestro trabajo proporciona un valioso recurso no trangénico que permitirá a los científicos y mejoradores identificar y combinar mutaciones en las múltiples copias de los genes objetivo del trigo, permitiendo que los efectos sobre la planta sean observados y explotados para acelerar la mejora de los cultivos».
El estudio fue publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.