Los científicos del Instituto Médico Howard Hughes han desarrollado un recurso genético muy necesario que acelerará en gran medida el estudio de las funciones genéticas en el trigo. El recurso, una colección de semillas de trigo con más de 10 millones de mutaciones genéticas secuenciadas y cuidadosamente catalogadas, está disponible gratuitamentea los mejoradores e investigadores de trigo, y ya está ayudando en el desarrollo de plantas de trigo con rasgos mejorados.
Jorge Dubcovsky, investigador del Instituto Médico Howard Hughes-Gordon y de la Fundación Betty Moore en la Universidad de California, Davis, y su colaborador Cristóbal Uauy, genetista de cultivos del Instituto John Innes en el Reino Unido, lideraron el desarrollo del nuevoherramienta genética, que se informó en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias la semana del 16 de enero de 2017. "Creo que es realmente un cambio de juego para nuestra comunidad", dice Dubcovsky.
El trigo es un cultivo vital que proporciona el 20 por ciento de las calorías que consumen los humanos en todo el mundo. Para mantener la seguridad alimentaria, los mejoradores de trigo están trabajando para desarrollar plantas que ofrezcan más valor nutricional, tengan mayores rendimientos y puedan prosperar en un clima cambiante.Sin embargo, la característica genética clave hace que la planta sea difícil de estudiar y manipular. Al igual que muchas plantas, el trigo es poliploide, lo que significa que tiene múltiples copias de su genoma en cada célula: el trigo de pasta tiene dos copias de cada gen y el trigo pan tiene tres.
Para estudiar la función de un gen individual, los investigadores generalmente mutan o eliminan ese gen para averiguar qué sucede, un enfoque conocido como genética inversa. Pero en un organismo poliploide como el trigo, las mutaciones en genes individuales a menudo no tienen efecto aparente, porque las copias adicionales del gen mutado compensan la pérdida. Los investigadores deben cruzar las plantas con mutaciones en diferentes copias del gen varias veces para obtener una generación de plantas en las que se pierde la función del gen. Las copias del gen también ocultan la variación natural en elgenoma de trigo que podría crear oportunidades para criar plantas selectivamente con rasgos útiles.
Los investigadores de trigo sabían que una colección completa de líneas de trigo con mutaciones genéticas definidas transformaría la forma en que funcionaban. "No teníamos ningún recurso genético inverso para el trigo, y era absolutamente necesario para nosotros estudiar la función de los genes", Dubcovskydice. Pero debido a la complejidad del genoma del trigo, desarrollar ese recurso fue una tarea enorme.
Dubcovsky y sus colegas indujeron químicamente mutaciones genéticas aleatorias en miles de semillas de trigo y comenzaron a desarrollar y caracterizar su colección de líneas mutantes de trigo hace más de cinco años. Para hacer posible analizar el ADN de todas las líneas, los investigadores desarrollaronun enfoque que les permitió enfocarse en la pequeña fracción del genoma que codifica las proteínas. Centrándose en esta pequeña porción del genoma de cada planta, el equipo secuenciaron 400 mil millones de bases de ADN usando tecnología de secuenciación sofisticada para analizar las plantas que crecieron a partir de las semillas mutadas.- un total de 2.735 líneas mutantes. Se aumentaron las semillas de cada línea de plantas y se guardaron para su distribución.
Debido a que la poliploidía del trigo le permite tolerar muchas mutaciones sin perjudicar el crecimiento, los investigadores pudieron desarrollar líneas con una alta densidad de mutaciones genéticas: se detectaron miles en cada planta. Más del 90 por ciento de los genes de las plantas están alterados porlos diez millones de mutaciones catalogadas en la colección, lo que la convierte en un recurso poderoso para estudiar la función de casi cualquier gen de trigo.
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Materiales proporcionado por Instituto Médico Howard Hughes . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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