Un nuevo estudio co-dirigido por la Universidad de Illinois planea secuenciar 400 genomas de soja para desarrollar un «pangenoma», una caracterización integral de toda la diversidad útil del genoma de la especie. El proyecto tiene como objetivo aportar conocimientos que, en última instancia, ayuden a construir cultivos de soja más robustos y resilientes que rindan al máximo potencial.
Universidad de Illinois / 3 de octubre, 2023.- Como fuente de proteínas y biodiesel para energía renovable más limpia, la soja es un cultivo importante en todo el mundo. ¿Pero está funcionando en todo su potencial? Un ambicioso esfuerzo liderado por la Universidad de Illinois Urbana-Champaign y el Instituto Conjunto del Genoma (JGI) del Departamento de Energía de Estados Unidos secuenciará 400 genomas de soja para desarrollar un «pangenoma», un intento de caracterizar toda la diversidad útil del genoma para crear un un cultivo aún más robusto y resistente.
El proyecto del pangenoma de la soja secuenciará y analizará al menos 50 genomas de soja de líneas cultivadas y parientes silvestres con calidad de referencia, el estándar de oro de la secuenciación moderna. El JGI secuenciará otros 350 genomas como borradores de alta calidad. El plan es incluir un conjunto diverso de líneas de soja, incluidos parientes perennes y líneas seleccionadas para producir en condiciones difíciles, preparando a la industria para avanzar hacia un futuro resiliente al clima.
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“Ha habido esfuerzos antes del pangenoma de la soja, pero este será un gran paso adelante. Queremos identificar todas las variaciones presentes dentro de este conjunto diverso de soja cultivada. Conocer los detalles de toda la variación genética debería mejorar y acelerar en gran medida la capacidad de los fitomejoradores y expertos en biotecnología para identificar genes importantes e incorporarlos a mejores cultivos”, dijo el líder del proyecto Matt Hudson, profesor del Departamento de Ciencias de los Cultivos, parte de la Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales (ACES) de la U. de I. También es codirector del Centro de Agricultura Digital, presidente de integración científica del Centro de Innovación Avanzada en Bioenergía y Bioproductos (CABBI) y profesorado. afiliado al Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica.
Hudson y sus colaboradores de múltiples instituciones seleccionarán y cultivarán líneas de soja, enviando el ADN extraído al JGI para una secuenciación de lectura larga como parte del Programa de Ciencia Comunitaria del JGI. El equipo de Hudson, junto con socios de AIFARMS de la U. de I., tomarán la iniciativa en el análisis del resultado.
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«AIFARMS fue diseñado para manejar grandes conjuntos de datos provenientes de proyectos agrícolas», dijo Hudson. «Tener este conjunto de datos será un impulso para nuestras otras actividades agrícolas digitales».
Con su inclusión de parientes silvestres y la gran cantidad de genomas de referencia y borradores de alta calidad listos para secuenciar, el proyecto mejorará drásticamente el genoma de referencia actual de la soja. Hudson explica que la diversidad genética es la materia prima para la mejora de los cultivos, pero la diversidad del cultivo no se refleja en el genoma de referencia. Lo compara con el primer genoma humano, que se compuso únicamente a partir de individuos caucásicos.
“Hay un esfuerzo cada vez mayor para que el genoma humano de referencia refleje todas las variaciones en las personas. Creemos que hay razones igualmente importantes para hacer lo mismo en los cultivos”, dijo Hudson. «Pero es difícil localizar la diversidad faltante por otros medios que no sean secuenciar más genomas».
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El equipo planea consultar a la comunidad mundial de mejoramiento de soja, incluidos los socios de la industria, para decidir las líneas prioritarias a incluir.
En última instancia, dijo Hudson, el proyecto “permitirá un análisis profundo de la evolución y domesticación de la soja moderna y permitirá a los investigadores y mejoradores de la soja seleccionar directamente variaciones genéticas que de otro modo estarían ocultas en genes que pueden ser objeto de desarrollo de variedades. Dado que la soja se está volviendo cada vez más importante como cultivo mundial, además de ser un cultivo bioenergético clave, este proyecto tendrá un impacto global y será particularmente relevante para la agricultura estadounidense».