El genoma de la vainilla permitirá el mejoramiento acelerado de sus vainas con una calidad de grano mejorado, plantas con mayor resistencia a las enfermedades y mayores rendimientos para respaldar un nuevo mercado interno, afirma el genetista que co-dirigió la secuenciación del genoma de cuatro especies de vainilla.
Universidad de Florida / 11 de diciembre, 2020.- Los científicos de la Universidad de Florida han desarrollado una herramienta para desbloquear los rasgos genéticos que identifican la variedad de vainilla que produce una gran cantidad de granos, crece de manera eficiente y sostenible y con un sabor aprobado por el consumidor.
Como parte de su programa de mejoramiento, los científicos del Instituto de Ciencias Agrícolas y Alimentarias de la Universidad de Florida (UF/IFAS) creen que su trabajo es una herramienta esencial que se utilizará para hacer que el cultivo de vainilla sea un cultivo exitoso en el sur de la Florida para los cultivadores comerciales y domésticos.
En colaboración con el equipo de Elo Life Systems, una empresa de agricultura y alimentación con sede en Carolina del Norte, Alan Chambers, genetista de plantas tropicales del Centro de Educación e Investigación Tropical UF/IFAS, codirigió la generación de una secuenciación de «escala cromosómica» de ADN de vainilla. Se secuenciaron cuatro especies de vainilla de una colección de más de 300 establecida en las instalaciones de investigación de Homestead. Como resultado, se reveló información genética que sienta las bases para los rasgos genéticos deseados.
“El genoma de la vainilla publicado en este estudio permitirá el mejoramiento acelerado de vainas de vainilla con una calidad de grano mejorado, plantas con mayor resistencia a las enfermedades y mayores rendimientos para respaldar un nuevo mercado interno”, dijo Chambers. «Este trabajo es el resultado de una asociación público-privada que podría revolucionar la industria de la vainilla de miles de millones de dólares que podría producir vainas de vainilla con una dependencia mínima del trabajo manual».
El genoma es el conjunto completo de instrucciones genéticas de un organismo. Cada genoma contiene toda la información necesaria para construir ese organismo y le permite crecer y desarrollarse con éxito. Las instrucciones de un genoma están formadas por ADN, que contiene un código químico único que guía el desarrollo, el crecimiento y la salud. Para la vainilla, esto incluye funciones de cómo formar las hojas o raíces, cómo responde la planta a los patógenos y cómo las plantas producen el aroma de los granos.
Madagascar suministra más del 80% de la vainilla del mundo. Estados Unidos es el mayor importador de vainas de vainilla de Madagascar y, una vez en EE.UU. esas semillas se procesan en extracto de vainilla. Como especia, es la segunda más cara y es el sabor más popular del mundo.
“Si bien el clima del sur de la Florida es ideal para cultivar la vaina de vainilla, que es muy costosa y buscada, se necesita la variedad adecuada para que crezca con éxito y rápidamente sin comprometer el sabor, la resistencia a las enfermedades y el rendimiento”, dijo Chambers.
El suministro mundial de extracto de vainilla proviene principalmente de los granos curados de la especie de orquídeas tropicales Vanilla planifolia. Las plantas de vainilla se recolectaron desde Mesoamérica, se propagaron clonalmente y se distribuyeron globalmente como parte del comercio temprano de especias.
“Hoy en día, la industria mundial de alimentos y bebidas depende de los descendientes de estas plantas originales que, en general, no se han beneficiado de la mejora genética”, explica Chambers.
“La vainilla tiene una larga historia de desafíos en la cadena de suministro provocados por interrupciones inducidas por el clima y exacerbados por una inversión limitada en la mejora de vainilla en beneficio de los productores en la base de la cadena de suministro”, dijo Fayaz Khazi, director ejecutivo de Elo Life Systems . “La experiencia en cultivos cruzados y las tecnologías multiplataforma de Elo son especialmente adecuadas para abordar los desafíos de alimentos e ingredientes intratables en cultivos como Vanilla. La asociación con investigadores líderes, como el Dr. Chambers, nos permite entregar rápidamente características mejoradas a cultivos subrepresentados, mejorando el sustento de los pequeños productores y abordando desafíos profundos para las industrias de alimentos y sabores».
Para la secuencia genómica, Chambers se basó en varios cultivares de la colección TREC: Vanilla planifolia, Vanilla tahitensis, Vanilla tahitensis, Vanilla tahitensis. Una nueva secuenciación de cultivares relacionados dio como resultado un plano genómico que servirá como herramienta para crecer el cultivar ideal.
Entre los hallazgos críticos de la investigación, Chambers explicó que, si bien todas las plantas comerciales de vainilla son vulnerables a un patógeno fúngico, especies relacionadas como Vanilla pompona son resistentes al patógeno y podrían proporcionar una ruta genética para crear una Vanilla planifolia resistente a enfermedades.
“Si un productor tiene una variedad que crece mejor con menos insumos químicos y sabe mejor, eso será una gran ventaja para el sur de Florida”, agregó Chambers.
Para Chambers, un mejorador de plantas, la siguiente etapa es donde comienza la diversión.
“Este es un hito importante. Esta investigación desbloquea todo el potencial para mejorar la vainilla. El genoma afecta a todos los proyectos en el futuro”, dijo Chambers.