WASHINGTON, 28 de noviembre de 2012—Los científicos del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) que trabajan como parte de un equipo internacional han completado una secuenciación aleatoria del genoma del trigo, según informa un artículo publicado hoy en la revista Nature. Se espera que el logro aumente la producción de trigo, ayude a alimentar al mundo y acelere el desarrollo de variedades de trigo con un valor nutricional mejorado.
"Al desvelar los secretos genéticos del trigo, este estudio y otros similares nos brindan las herramientas moleculares necesarias para mejorar las características del trigo y permitir que nuestros agricultores produzcan rendimientos suficientes para alimentar a las poblaciones en aumento en los Estados Unidos y en el extranjero", dijo Catherine Woteki, científica principal del USDA y subsecretaria de Investigación, Educación y Economía. "La genética nos brinda métodos importantes que no solo aumentan los rendimientos, sino que también abordan las amenazas en constante cambio que enfrenta la agricultura debido a las plagas naturales, las enfermedades de los cultivos y el cambio climático".
Olin Anderson y Yong Gu, científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del USDA, con sede en el Centro de Investigación Regional Occidental de la agencia en Albany, California, desempeñaron papeles fundamentales en el esfuerzo de secuenciación, junto con Naxin Huo, un investigador postdoctoral que trabaja en el laboratorio de Gu. Los tres son coautores del artículo de Nature .
ARS es la principal agencia de investigaciones científicas intramuros del USDA, y su trabajo apoya el objetivo del USDA de asegurar la seguridad alimentaria mundial.
Como el instituto de investigación agrícola más grande del mundo, el USDA se centra en reducir el hambre mundial mediante el aumento de la cooperación y la colaboración mundiales en materia de estrategias de investigación y su aplicación. Por ejemplo, a través de la iniciativa Feed the Future del gobierno de los EE. UU., el USDA y la Agencia de los EE. UU. para el Desarrollo Internacional (USAID) están coordinando su cartera de investigación con el trabajo en curso de otros donantes, instituciones multilaterales y entidades gubernamentales y no gubernamentales a nivel de país para mejorar eficazmente la productividad agrícola, reducir la inseguridad alimentaria y generar oportunidades económicas.
El trigo, que se cultiva en una superficie mayor que cualquier otro cultivo comercial, es el alimento básico más importante del mundo y su mejora tiene enormes consecuencias para la seguridad alimentaria mundial. El trabajo para completar la secuenciación aleatoria del genoma del trigo ayudará a mejorar los programas de mejoramiento y adaptación en Asia y el África subsahariana para cultivos de trigo que puedan ser tolerantes a la sequía y resistentes a las malas hierbas, las plagas y las enfermedades.
El ARS es una de las nueve instituciones con investigadores que contribuyeron al estudio. Los autores principales tienen su base en el Reino Unido y fueron financiados por el Consejo de Investigación en Biotecnología y Ciencias Biológicas, con sede en Gran Bretaña. El Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura (NIFA) del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) también proporcionó fondos. El NIFA se centra en invertir en programas de investigación, educación y extensión para ayudar a resolver problemas críticos que afectan la vida diaria de las personas.
El estudio representa el examen más detallado hasta la fecha del ADN que compone el genoma del trigo, un cultivo domesticado hace miles de años. El genoma del trigo es cinco veces más grande que el genoma humano, lo que le confiere una complejidad que dificulta su estudio. Los investigadores utilizaron el enfoque de secuenciación shotgun del genoma completo, que básicamente divide el genoma en segmentos más pequeños y más manejables para su análisis y luego los une.
Otro equipo internacional de científicos está trabajando en un proyecto a largo plazo que se espera que dé como resultado resultados de secuenciación más detallados del genoma del trigo en los próximos años. Pero los resultados publicados hoy arrojan luz sobre el ADN del trigo de una manera que ayudará a los cultivadores a desarrollar variedades más resistentes al vincular los genes con características clave, como la resistencia a las enfermedades y la tolerancia a la sequía.
El trigo evolucionó a partir de tres gramíneas antiguas, y el equipo del ARS, trabajando en estrecha colaboración con socios de la Universidad de California en Davis, secuenció el genoma de uno de esos tres progenitores, Aegilops tauschii. Esa secuenciación, financiada en parte por la Fundación Nacional de Ciencias, fue fundamental en el estudio. Permitió a los investigadores identificar los orígenes de muchos de los genes que se encuentran en el trigo moderno, un paso clave para vincular los genes con los rasgos y desarrollar marcadores para su uso en el cultivo de nuevas variedades.
Los productores de trigo se enfrentan a numerosos desafíos cada año. La acidez del suelo puede dificultar el cultivo del trigo en algunas zonas. La roya del tallo, una enfermedad fúngica, puede acabar con cultivos enteros, y una forma particularmente agresiva de roya del tallo ha desarrollado la capacidad de eliminar la resistencia genética en muchas variedades populares de trigo y está causando grandes pérdidas en el extranjero.
Los científicos del USDA han realizado estudios genómicos similares que han ayudado a aumentar la productividad de las explotaciones lecheras, mejorar la cría de ganado y mejorar las variedades de varios otros cultivos, incluidos los tomates, el maíz y la soja. En 2010, otro equipo del ARS publicó un artículo en Nature que detalla la secuenciación de Brachypodium distachyon , una planta modelo utilizada para estudiar el trigo, la cebada y los cultivos de biocombustibles.
Las recientes colaboraciones internacionales en materia de investigación han sido fundamentales para afrontar desafíos como la lucha contra la roya del trigo y el aumento de su productividad, la lucha contra la contaminación por aflatoxina en los alimentos y la secuenciación de genomas de cultivos importantes.
El artículo de Nature se puede encontrar en: www.nature.com/nature/journal/v491/n7426/full/nature11650.html .
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