Un grupo de científicos de 4 continentes acaba de publicar la primera secuencia de alta calidad del genoma de la quinoa. Con los datos obtenidos se identificaron genes que podrían manipularse en programas de mejoramiento para cambiar la forma en que la planta madura y produce alimentos, mejorar su nivel nutricional, y adaptarla al estrés climático.
La quinua podría tener la llave para alimentar a la población creciente del mundo porque puede prosperar en ambientes duros y crece bien en tierras marginales de mala calidad. Los investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá de Arabia Saudita (KAUST, por sus siglas en inglés), han completado la primera secuencia de alta calidad del genoma de la quinoa, Chenopodium quinoa, y han empezado a identificar genes que podrían manipularse para cambiar la forma en que la planta madura y produce alimentos. Este proyecto reunió a 33 investigadores de 4 continentes, entre ellos 20 personas de 7 grupos de investigación en KAUST.
«La quinua fue el alimento básico que alimentó las antiguas civilizaciones andinas, pero la cosecha fue marginada cuando los españoles llegaron a América del Sur y sólo recientemente se ha revivido como una nueva cosecha de interés mundial», dijo el profesor de Ciencias Vegetales en KAUSt, Mark Tester, quien dirigió el equipo del proyecto. «Esto significa que la quinoa nunca ha sido completamente domesticada o mejorada hasta su pleno potencial a pesar de que proporciona una fuente más equilibrada de nutrientes que los cereales para los seres humanos».
Como primer paso para mejorar nuestra comprensión de cómo la quinua crece, madura y produce semillas, el equipo de Tester decidió secuenciar su genoma. Utilizaron una combinación de técnicas, incluyendo tecnologías de secuenciación de vanguardia y mapeo genético, para agrupar cromosomas completos de C. quinoa. Su genoma resultante es la secuencia de quinoa de más alta calidad hasta la fecha, y ya está dando perspectivas sobre los rasgos de la planta y los mecanismos de crecimiento.
«Un problema con la quinua es que la planta produce, naturalmente, semillas de sabor amargo», dijo Tester. «Esto se debe a la acumulación de compuestos químicos llamados saponinas en las semillas. Hemos identificado uno de los genes que creemos que controla la producción de saponinas en la quinua, lo que facilitaría el desarrollo de plantas sin saponinas para hacer las semillas de sabor más dulce. »
Existe un inmenso potencial para que la secuencia del genoma ayude a los científicos a entender mejor la quinua y, por lo tanto, la modifiquen para un uso comercial más extendido. Por ejemplo, los mejoradores podrían usar esta información genética para aprender cómo controlar el tamaño del cultivo y así favorecer plantas más cortas y más compactas que tienen menos probabilidades de caer. Estas plantas más estables podrían apoyar ramos de semilla más grandes y ser cultivadas más juntas en campos grandes.
«Ya sabemos que la familia de la planta de quinua es increíblemente resistente», dijo Tester. «Puede crecer en suelos pobres, suelos salados y en altitudes elevadas. Es realmente una planta muy resistente. La quinoa podría proporcionar una fuente de alimentos saludables y nutritivos para el mundo con tierra y agua que actualmente no se puede usar, y nuestro nuevo genoma nos acerca un paso más a ese objetivo».
Además de secuenciar el genoma de la quinoa, los autores también señalaron la historia evolutiva de la quinua. «[Los autores] resolvieron el misterio hasta cierto punto», dice el genetista de plantas Jonathan Wendel de la Universidad Estatal de Iowa. «Ellos arrojan luz sobre quiénes son los mejores modelos de los ancestros, y cuánto tiempo hace que los padres se hibridizaron para dar lugar a lo que hoy en día es la moderna planta de quinua. Servirá de referencia para el trabajo de todo el mundo a partir de ahora».
Según los nuevos datos la quinoa proviene de un cruce entre ancestros diploides de Nortemérica y Eurasia, con una hibridación probable en Norteamérica hace 3,3 a 6,3 millones de años. Mientras que la domesticación deñl cultivo comenzó en altura hace 7 mil años en los Andes altiplánicos. Hoy existen variedades adaptadas al nivel del mar.
«La mayoría de los países que utilizan quinoa para alimentos no tienen la infraestructura científica necesaria para mejorar genéticamente la quinua. Pero en Estados Unidos no es un cultivo básico, ni siquiera es un cultivo huérfano, de modo que muchas de las agencias federales realmente no tienen interés en financiarlo», dijo Joshua Udall, científico de plantas de la Brigham Young University.
«Yo estaba realmente entusiasmado con la quinoa, que tiene muchas propiedades únicas. Pero es difícil mantener nuestro programa de investigación por la falta de atención doméstica», dice Udall. «Eso podría estar cambiando ahora con este artículo de Nature».