El einkorn (Triticum monococcum) fue la primera especie de trigo domesticada y fue fundamental para el nacimiento de la agricultura y la Revolución Neolítica en el Creciente Fértil hace unos 10.000 años. En una nueva investigación, los científicos generaron y analizaron conjuntos de genomas tanto para la variedad silvestre como para la domesticada de einkorn. Sus resultados muestran que alrededor del 1% del subgenoma A del trigo harinero moderno (Triticum aestivum) se origina en einkorn. Este trigo antiguo podría ayudar a salvaguardar el suministro mundial de alimentos al aumentar la resistencia a sequías y enfermedades en programas de mejormiento con el trigo harinero actual.
Universidad de Maryland / 2 de agosto, 2023.- Un equipo internacional de investigadores dirigido por científicos de la Universidad de Maryland (UMD) ha secuenciado el genoma completo del trigo einkorn, el primer cultivo domesticado del mundo, y ha rastreado su historia evolutiva, un avance que ayudará a identificar rasgos genéticos como la tolerancia a las enfermedades, la sequía y el calor, y reintroducir esos rasgos en el trigo harinero moderno.
Este importante paso para proteger el suministro mundial de alimentos frente a las condiciones climáticas cada vez más severas que se esperan en los próximos años se publicó hoy en la revista Nature.
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«Lo más interesante de secuenciar este genoma es que el einkorn es verdaderamente una especie modelo que podemos utilizar para la investigación, no sólo como referencia para el trigo harinero, sino también para otros cereales pequeños como el centeno, la cebada y la avena», dijo Adam Schoen, un co-primer autor del artículo y un Ph.D. estudiante que trabaja con el profesor Vijay Tiwari en el Departamento de Ciencias de las Plantas y Arquitectura del Paisaje.
El trigo einkorn se cultivaba hace 12.000 años, pero a medida que la agricultura se extendió por todo el mundo, la gente lo reemplazó con trigo harinero, que cultivaban selectivamente por características como gran tamaño de grano y fácil trilla. Tras siglos de cultivo intensivo y selección, el trigo harinero perdió su resistencia natural a la sequía, el calor y las plagas, propiedades que lo harían resiliente a las amenazas actuales del cambio climático.
Pero eikorn, que todavía se cultiva en diversos entornos y se utiliza en ciertos panes rústicos, no ha sido sometida a un mejoramiento por selección intensa, lo que significa que mantiene muchas de sus propiedades resistentes. Y a diferencia del trigo harinero, todavía existen variedades silvestres y domesticadas de einkorn.
Determinar cuál de los cientos de miles de genes en el trigo harinero es responsable de las propiedades resistentes es una tarea abrumadora. Ahí es donde entra en juego el einkorn. Tiwari lidera un programa de mejoramiento a gran escala cuyo objetivo es reintroducir genes de resiliencia en el trigo harinero y está utilizando el einkorn como ayuda.
Al comparar el genoma de eikorn con el genoma del trigo harinero, que fue secuenciado en 2018, los investigadores ahora pueden buscar discrepancias, reduciendo los objetivos potenciales para los rasgos genéticos que difieren entre los granos antiguos y modernos. El nuevo estudio secuenció la variedad doméstica y silvestre de einkorn, identificando alrededor de 5 mil millones de pares de bases que se combinan para formar genes individuales y colocándolos en el orden correcto.
El estudio demostró que el trigo einkorn se puede utilizar para mapear rasgos en el trigo harinero moderno al mostrar que ambos granos comparten el mismo gen para influir en la cantidad de brotes que una planta envía desde su base. Desde que completaron este estudio, los investigadores de la UMD ya han comenzado a identificar genes económicamente importantes, como los del tamaño del grano, y a mejorarlos selectivamente en trigo harinero.
El genoma de referencia también permite a los científicos rastrear la historia evolutiva del trigo einkorn, lo que proporciona información sobre la historia humana. Los investigadores descubrieron que einkorn se ha hibridado muchas veces desde su domesticación y dispersión inicial por Europa y Asia Central. Un análisis detallado del genoma podría informar los estudios antropológicos de la migración y el asentamiento humanos.
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Otro avance significativo del estudio fue la velocidad con la que los investigadores secuenciaron todo el genoma de referencia de einkorn. Aunque el genoma del trigo harinero tardó más de una década en secuenciarse, el estudio actual se completó en poco más de un año. Los investigadores acreditan la colaboración de expertos internacionales en el consorcio de mejoramiento de trigo que lidera Tiwary. Con expertos en seis países de cuatro continentes, el equipo ha aplicado a la tarea los métodos y tecnologías más avanzados de diversas áreas de especialidad.
“Este es el primer paso”, dijo Tiwari. «No sólo estamos introduciendo genes de einkorn en trigo harinero, sino que ahora tenemos la oportunidad de mejorar einkorn para que sea más fácil de cultivar y cosechar, porque es más saludable y nutritivo que el trigo harinero».