Decodificación del genoma de la papa
La secuenciación completa del material genético facilita el mejoramiento de nuevas variedades
3. Marzo 2022
Al comprar papas en un mercado hoy en día, los compradores pueden irse a casa con una variedad que ya estaba disponible hace más de 100 años. Las variedades tradicionales de papa son populares. Y, sin embargo, este ejemplo también demuestra la falta de diversidad entre las variedades de papa predominantes. Sin embargo, eso podría cambiar pronto: los investigadores del grupo del genetista Korbinian Schneeberger pudieron generar el primer ensamblaje completo de un genoma de papa. Esto allana el camino para el mejoramiento de variedades nuevas y robustas:
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Antes de que la papa fuera reconocida como comestible, era popular en Europa como planta ornamental. El polen en las flores grandes normalmente es recolectado por abejorros, que por lo tanto se hacen cargo de la polinización. En el presente estudio, se analizaron genomas de granos de polen individuales para producir el primer mapa completo de un genoma de papa.
"La papa se está volviendo cada vez más integral para las dietas en todo el mundo, incluidos incluso los países asiáticos como China, donde el arroz es el alimento básico tradicional. Sobre la base de este trabajo, ahora podemos implementar el mejoramiento asistido por el genoma de nuevas variedades de papa que serán más productivas y también resistentes al cambio climático, lo que podría tener un gran impacto en la seguridad alimentaria en las próximas décadas".
Especialmente la baja diversidad hace que las plantas de papa sean susceptibles a enfermedades. Esto puede tener duras consecuencias, más dramáticamente durante la hambruna irlandesa de la década de 1840, donde durante varios años casi toda la cosecha de papa se pudrió en el suelo, y millones de personas en Europa sufrieron de inanición simplemente porque la única variedad que se cultivó no era resistente al tizón de tubérculo recién emergente. Durante la Revolución Verde de las décadas de 1950 y 1960, los científicos y fitomejoradores lograron grandes aumentos en los rendimientos de muchos de nuestros principales cultivos básicos como el arroz o el trigo. Sin embargo, la papa no ha visto un impulso comparable, y los esfuerzos para criar nuevas variedades con mayores rendimientos han sido en gran medida infructuosos hasta el día de hoy.
La razón de esto es simple, pero ha demostrado ser difícil de abordar: en lugar de heredar una copia de cada cromosoma tanto del padre como de la madre (como en los humanos), las papas heredan dos copias de cada cromosoma de cada padre, lo que las convierte en una especie con cuatro copias de cada cromosoma (tetraploide). Cuatro copias de cada cromosoma también significan cuatro copias de cada gen, y esto hace que sea muy difícil y lento generar nuevas variedades que alberguen una combinación deseada de propiedades individuales; Además, múltiples copias de cada cromosoma también hacen que la reconstrucción del genoma de la papa sea un desafío técnico mucho mayor que el caso del genoma humano.
Los investigadores han superado este obstáculo de larga data utilizando un truco simple pero elegante. En lugar de tratar de diferenciar las cuatro copias cromosómicas, a menudo muy similares, entre sí, Korbinian Schneeberger junto con su colega Hequan Sun y otros compañeros de trabajo evitaron este problema secuenciando el ADN de un gran número de células de polen individuales. A diferencia de todas las demás células, cada célula de polen contiene solo dos copias aleatorias de cada cromosoma; esto facilitó la reconstrucción de la secuencia de todo el genoma.
Una visión general de la secuencia completa de ADN de la papa cultivada tiene el potencial de facilitar en gran medida la reproducción y ha sido una ambición de los científicos y fitomejoradores por igual durante muchos años. Con esta información en la mano, los científicos ahora pueden identificar más fácilmente las variantes genéticas responsables de deseables o indeseables.