Perspectivas de una avena resistente al clima
Descodificación de la diversidad genética de la avena
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La avena es un cultivo importante con muchos beneficios para la salud y diversas aplicaciones. Investigadores de la Universidad Técnica de Múnich (TUM), el Instituto Helmholtz de Múnich y el Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Investigación de Cultivos Vegetales (IPK) han descodificado el genoma de 33 líneas de avena y cartografiado toda su diversidad genética. Esta visión de conjunto permite obtener plantas más resistentes y productivas, ya que la avena también se enfrenta a las crecientes presiones del cambio climático.
Como muchos otros cultivos, las variedades de avena que cultivamos hoy en día se enfrentan a nuevos retos: no están adaptadas al aumento de las temperaturas medias, al incremento de la sequía y a las nuevas enfermedades de las plantas. Para obtener variedades que puedan seguir el ritmo de unas condiciones que cambian con rapidez, cada vez es más importante un conocimiento detallado de su genética.
Investigadores de la TUM, el Helmholtz de Múnich y el Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Investigación de Cultivos Vegetales (IPK), junto con socios internacionales, han descodificado el pangenoma de 33 líneas de avena. Un pangenoma representa la diversidad genética total de las líneas estudiadas e incluye no sólo los genes que se encuentran en todas las plantas, sino también los que sólo están presentes en algunas de ellas. Los hallazgos del equipo se publicaron en Nature.
Comprender y utilizar la diversidad genética
El equipo secuenció y analizó genomas de líneas de avena procedentes de muchas regiones del mundo. Según los investigadores, el pangenoma recoge así una gran parte de la diversidad genética mundial de la avena. "Nuestros resultados sientan una base que nos ayudará a identificar qué genes son importantes para el rendimiento, la adaptación al clima y la salud de las plantas", afirma Nadia Kamal, catedrática de Biología Vegetal Computacional de la TUM y coautora del estudio.
Examinaron 26 variedades cultivadas -incluidas variedades autóctonas y antiguas líneas de mejora-, así como varias líneas silvestres. La inclusión de variedades locales y líneas silvestres fue crucial porque la mejora genética moderna se ha centrado principalmente en el rendimiento, a veces a expensas de otros rasgos que podrían resultar ventajosos en el futuro. Tales rasgos pueden haber persistido en el germoplasma más antiguo y silvestre, haciendo potencialmente a las plantas más tolerantes a la sequía o las enfermedades.
Un directorio de actividad genética
El equipo del profesor Kamal investigó la actividad de miles de genes en distintos tejidos y líneas de avena, revelando su notable capacidad de adaptación y resistencia. Las diferencias en los patrones de expresión génica reflejaban a menudo el origen geográfico de las líneas, lo que indica que las poblaciones de avena se han adaptado a entornos distintos mediante una regulación génica muy precisa. A partir de ahí, los investigadores crearon un pantranscriptoma para 23 de las líneas incluidas en el pangenoma, lo que constituye un directorio de la actividad génica. "La combinación del pangenoma y el pantranscriptoma abre nuevas posibilidades para obtener líneas de avena de alto rendimiento y adaptadas a distintas condiciones climáticas", afirma Manuel Spannagl, del Helmholtz de Múnich y coautor del estudio.
"Aunque la avena representa una parte menor del mercado que el trigo, el arroz o el maíz, es importante no pasarla por alto en los debates sobre cereales resistentes al clima", añade Kamal. "Una amplia gama de alimentos beneficia nuestra salud, y también ayuda a amortiguar las posibles malas cosechas de otras especies".
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