La biodiversidad va más allá de la diversidad de especies. Otro aspecto importante de la biodiversidad es la variación genética dentro de las especies. Un ejemplo notable es la inmensa variedad de cultivares y variedades locales de plantas de cultivo y sus progenitores silvestres. Un consorcio de investigación internacional dirigido por el Instituto Leibniz dePlant Genetics and Crop Plant Research IPK Gatersleben y con el apoyo del centro de investigación iDiv ahora ha caracterizado a nivel molecular una colección mundial que comprende muestras de semillas de un total de más de 22,000 variedades de cebada. En un estudio publicado en la revista Genética de la naturaleza , los científicos marcan el comienzo de una nueva era para los bancos de genes que se transforman de museos de diversidad de cultivos pasados en centros de recursos bio-digitales.
Genebanks almacena muestras de cultivares, variedades locales y parientes silvestres de plantas de cultivo de todo el mundo para salvaguardar nuestro patrimonio agrícola y explotarlo para la futura mejora de cultivos. El banco de genes ex situ federal alemán en IPK en Gatersleben alberga uno de los más grandes del mundocolecciones completas de plantas cultivadas, incluyendo 22,000 muestras de semillas de cebada Bajo el liderazgo del IPK Gatersleben, investigadores del Centro Alemán para la Investigación Integrativa de Biodiversidad iDiv, el Instituto Julius Kühn JKI, Centro de Investigación Federal Alemana para Plantas Cultivadas en Quedlinburgy la Universidad de Gotinga colaboraron con colegas de Japón, China y Suiza. Esta cooperación internacional reveló cuán bien la colección IPK representa la diversidad global de cebada. Se genotipó una sola planta para cada una de las más de 22,000 muestras de semillas, lo que permitió a los científicos identificar duplicadosmuestras dentro de la colección, abriendo nuevas formas de maná de calidad genéticamente informadoAdemás, este completo conjunto de datos también guía el uso efectivo de la colección en investigación y mejoramiento al señalar líneas para una caracterización más profunda.
El profesor Dr. Nils Stein IPK Gatersleben y la Universidad de Gotinga dice: "Esta publicación nos permite describir completamente la amplia gama de diversidad morfológica de un banco de genes mundial en términos de genética molecular". Para hacer esto, Stein y su equipo utilizaronun método llamado "genotipado por secuenciación" GBS. La secuencia completa de ADN de la variedad de cebada 'Morex', que se lanzó en 2017, forma la base del presente trabajo. Sirve como un ancla de secuencia de alta calidad para el GBSPara caracterizar la diversidad genética entre las formas de cebada cultivadas y silvestres en todo el genoma, los investigadores buscaron los llamados SNP polimorfismos de un solo nucleótido. En total, encontraron más de 171,000 de estas pequeñas variantes de ADN en el enorme genoma de cebada que consistede 5 mil millones de pares de bases. Stein agrega: "Esta densidad es suficiente para encontrar incluso diferencias muy pequeñas entre muestras, pero también para marcar con confianza pares de muestras duplicadas en nuestra colección".
"Ahora podemos sacar conclusiones sobre el origen, el área de distribución y la relación entre las poblaciones de cebada alojadas en nuestra colección. Todos los datos genéticos digitales son de acceso público y las consultas específicas se pueden enviar en línea. Una base de datos de última generacióncombina los registros de pasaportes tradicionales con los nuevos datos moleculares para informar las aplicaciones de investigación y mejora genética ", explica el Dr. Martin Mascher, del IPK e iDiv, quien codirigió el estudio. La combinación de datos de campo históricos del banco de genes con análisis moleculares modernos es una impresionanteEscaparate de las oportunidades que aún permanecen latentes dentro de los bancos de genes de todo el mundo. Nuevos métodos de investigación y colaboraciones internacionales han allanado nuevas formas para la preservación y el uso de esta valiosa diversidad genética. El Dr. Frank Ordon del Instituto Julius Kühn JKI señala: "El conocimiento detallado sobre la variabilidad genética y su uso son requisitos previos para la obtención de nuevas variedades adaptadas a un entorno cambiante. En el futuroe, los fitomejoradores tendrán que lidiar con el calor, el estrés por sequía y los nuevos patógenos y también deberán adaptarse a los cambios relacionados con el uso de fertilizantes y pesticidas.Por lo tanto, los genes que codifican propiedades clave pueden detectarse más rápidamente en especies nativas o especies silvestres relacionadas y utilizarse en la reproducción ".
En el pasado, la falta de datos genéticos a nivel de colecciones completas limitaba las aplicaciones prácticas de la diversidad genética en mejoramiento e investigación. Gracias al nuevo análisis y a los datos de investigación abiertos, ahora será posible buscar entre 22,626 muestras de semillas de cebadaPara albergar este recurso único, los investigadores desarrollaron el "Almacén de datos" de BRIDGE como un primer paso hacia un centro de recursos bio-digitales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro Alemán para la Investigación Integrativa de Biodiversidad iDiv Halle-Jena-Leipzig . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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