Se acaba de dar a conocer que se ha logrado descifrar el genoma del trigo, concretamente la variedad Triticum aestivum. El mapa genético se consideraba un imposible dado su tamaño y la gran cantidad de secuencias repetitivas que contiene, sin embargo, el equipo internacional de investigadores del CSHL (Laboratorio Cold Spring Harbor) ha conseguido realizar el primer análisis del genoma en su totalidad. Para hacernos una idea del tamaño y complejidad del mapa genético de este cereal, los seres humanos poseemos 3.000 millones de pares de bases o letras químicas de ADN en el genoma, el trigo multiplica casi por 6 esa cantidad llegando a contener hasta 17.000 mil millones de pares de bases.
A pesar de que el reto técnico era muy complejo y como sabemos apenas hace unos años se indicaba que era un genoma imposible, el grupo de investigadores ha alcanzado la meta y con ello han conseguido una gran recompensa, la de poder desarrollar nuevas estrategias para poder desarrollar variedades con características deseadas mejorando los cultivos. El mapa genético del trigo en su forma doméstica ha permitido conocer más detalles sobre su evolución a partir de variedades ancestrales, algo importante a la hora de diseñar nuevas variedades. Recordemos por ejemplo que en el caso del genoma de la sandía, se logró determinar que su domesticación causó que parte de los genes de resistencia que contenía el fruto se perdieran, algo que ha resultado clave para entender por qué se han incrementando las pérdidas de este cultivo a causa de plagas y enfermedades.
Hablando del tamaño del genoma del Triticum aestivum, parece ser que el 80% de su mapa genético se compone de secuencias repetitivas contendidas en 42 cromosomas, aunque hay que decir que al tratarse de un genoma hexaploide, contiene seis copias de cada cromosoma, por lo que se podría decir que el conjunto se reduce a 7 cromosomas.
Esta gran cantidad de copias ha sido un gran escollo a superar, siendo muy complicado determinar qué partes del genoma han sido las que ha evolucionado de las variedades ancestrales, o si por el contrario se trataba de secuencias repetidas. Los seres humanos, contamos con un genoma diploide, siendo 23 pares y un total de 46 cromosomas. Hay que recordar el trabajo que llevaron a cabo un grupo de investigadores franceses que logró dar un primer paso en la tarea de poner el genoma del trigo al descubierto, hace unos años este grupo logró elaborar el mapa genético del cromosoma más largo de esta variedad de trigo al que denominaron 3B, apuntaron que serviría como una plantilla con la que se podría descifrar el resto de cromosomas.
Aunque en la investigación publicada en Cold Spring Harbor Laboratory no se hace ninguna mención al respecto, quizá se haya utilizado el trabajo que realizó el equipo de investigación francés para poder alcanzar el objetivo. Parece ser que en el descifrado del mapa genético del cereal han participado varias instituciones de Gran Bretaña, Alemania y Estados Unidos, sin una cooperación internacional habría sido muchísimo más complicado poder superar los desafíos técnicos que planteaba la secuenciación del gigantesco genoma. En el proceso se han utilizado nuevas técnicas, básicamente se rompe el ADN al azar en numerosos segmentos que posteriormente son «leídos», formando poco a poco el mapa al completo. Por otro lado también se realizaron comparativas con otros genomas ya desvelados, como por ejemplo el genoma del arroz o el de la cebada.
Los investigadores querían saber si podrían utilizar las nuevas técnicas de secuenciación en genomas complejos y para ello nada mejor que realizar las pruebas con un cereal tan importante en el mundo, recordemos que el Triticum aestivum es un cereal perteneciente al género Triticum, planta de la familia de las gramíneas y es una de las especies que más se cultivan en nuestro planeta. La razón de que se pueda cultivar en cualquier parte del mundo se debe a esos 42 cromosomas que contiene su genoma, esta información confiere a la variedad su capacidad para poder adaptarse a condiciones climatológicas y ambientes distintos. Secuenciar los ancestros diploides del trigo ha permitido comprender mejor el genoma hexaploide, la relación entre ambos y la evolución.
En los cambios sufridos ha tenido mucho que ver la domesticación del cultivo, los investigadores han logrado identificar genes ancestrales que se habían «silenciado» durante el proceso de domesticación y los cruzamientos que se han realizado durante sus siglos de historia. El mapa genético del trigo ha sufrido muchos cambios y muy significativos, los descubrimientos son clave para poder desarrollar variedades que sean más productivas, más resistentes a plagas y enfermedades, más resistentes a condiciones adversas, con mejores características organolépticas, se abren muchas líneas de investigación de vital importancia. De hecho, se han identificado genes que están asociados a las características descritas, algo que facilitará poder desarrollar con más rapidez variedades deseadas. Podéis conocer más detalles de esta investigación a través del artículo de CSHL y en el artículo publicado en Nature.
Foto | Matt Lavin