Un consorcio internacional ha secuenciado todo el genoma del trigo duro - la fuente de sémola para la pasta, un alimento básico para la población mundial, según un artículo publicado hoy en Genética de la naturaleza .
El equipo también descubrió cómo reducir significativamente los niveles de cadmio en el grano duro, garantizando la seguridad y el valor nutricional del grano a través de la cría selectiva.
"Este trabajo innovador conducirá a nuevos estándares para la cría de durum y la seguridad de los productos derivados de durum, allanando el camino para la producción de variedades de trigo duro mejor adaptadas a los desafíos climáticos, con mayores rendimientos, mayor calidad nutricional y mayor sostenibilidad", dijo Luigi Cattivelli del Consejo de Investigación y Economía Agrícola de Italia CREA.
El genoma del trigo duro es cuatro veces más grande que el genoma humano. El equipo ha reunido por primera vez el genoma completo de la variedad Svevo de alta calidad.
"Ahora podemos examinar los genes, su orden y estructura para armar un plan que brinde la oportunidad de comprender cómo funcionan los genes y se comunican entre sí", dijo el criador de trigo Curtis Pozniak de la Universidad de Saskatchewan USask ".Con este plan, ahora podemos trabajar rápidamente para identificar los genes responsables de los rasgos que seleccionamos en nuestros programas de mejoramiento, como el rendimiento, la resistencia a las enfermedades y las propiedades nutricionales ".
La investigación involucró a más de 60 científicos de siete países. El trabajo fue coordinado por Cattivelli e incluyó a los autores correspondientes Pozniak de USask y Klaus Mayer del Helmholtz Zentrum en München Alemania, así como a los investigadores Aldo Ceriotti y Luciano Milanesi.del CNR del consejo nacional de investigación de Italia y Roberto Tuberosa de la Universidad de Bolonia Italia.
"Ahora podemos ver las distintas firmas de ADN que han sido tan críticas para la evolución y el mejoramiento del trigo duro, lo que nos permite comprender qué combinación de genes está impulsando una firma particular y mantener esas áreas objetivo del genoma para el mejoramiento futuromejora ", dijo Marco Maccaferri, autor principal del manuscrito.
El trigo duro, utilizado principalmente como materia prima para la producción de pasta y cuscús, evolucionó del trigo silvestre y se estableció como un cultivo destacado hace aproximadamente 1.500 a 2.000 años en el área mediterránea.
El equipo comparó la secuencia de trigo duro con su pariente silvestre y pudo revelar genes que los humanos han estado seleccionando a lo largo de los siglos. Los científicos descubrieron una pérdida de diversidad genómica en el trigo duro en comparación con su pariente de trigo salvaje, y hanpudo mapear estas áreas de pérdida y recuperar con precisión genes beneficiosos perdidos durante siglos de reproducción.
"A diferencia de los humanos, el trigo duro es un llamado poliploide y contiene dos genomas. La forma en que estos genomas interactúan y coordinan sus actividades es una pregunta fundamental que también podría tener un impacto en la calidad y el rendimiento de los alimentos", dijo Mayer.
En un emocionante descubrimiento genético, el equipo USask de Pozniak, junto con los científicos Gregory Taylor y Neil Harris de la Universidad de Alberta, identificaron el gen en el trigo duro responsable de la acumulación de cadmio, un metal pesado tóxico que se encuentra en muchos suelos.
"Ahora que hemos identificado este gen, podemos seleccionar efectivamente variedades que no acumulen cadmio significativo en el grano, niveles muy por debajo de los estándares de la Organización Mundial de la Salud, lo que garantizará que nuestros productos de trigo duro sean más seguros desde el punto de vista nutricional", dijoPozniak.
El trigo duro se cultiva principalmente en Canadá, Europa, Estados Unidos y el sur de Asia, y sigue siendo un cultivo clave para pequeñas granjas en el norte y este de África, así como en el Medio Oriente.
Como la pasta es un alimento básico para la población mundial, las industrias piden trigo duro más seguro y de mayor calidad.
"Tener esta secuencia del genoma de alta calidad del trigo duro nos permite comprender mejor la genética de las proteínas del gluten y los factores que controlan las propiedades nutricionales de la sémola. Esto ayudará a mejorar los rasgos de calidad de la pasta", dijo Ceriotti.
"La selección de nuevos cultivares durum con mayor potencial de rendimiento, así como una mayor calidad y propiedades nutricionales, es fundamental para nuestro futuro bienestar, particularmente frente al cambio climático. La disponibilidad de la secuencia del genoma durum es un elemento esencialherramienta para lograr estos objetivos y proporciona un puente estratégico entre la biodiversidad de los progenitores silvestres y el trigo harinero ", dijo Tuberosa.
La financiación fue proporcionada por: CREA; el Ministerio de Educación de Italia Universidad y Proyectos de Investigación InterOmics y PON-ISCOCEM; Ciencias Naturales e Ingeniería de Investigación del Consejo de Canadá; Genome Canadá y Genome Prairie; Saskatchewan Ministerio de Agricultura y Gobierno de Canadá a través de la AgriculturaFondo de Desarrollo; Western Grains Research Foundation; Saskatchewan Wheat Commission; Alberta Wheat Commission; Manitoba Wheat and Barley Growers Association; Fondazione AGER; University of Bologna; Binational Science Foundation; Israel Science Foundation; US Science of Department; US Federal Ministry of Food and Agriculture; y Ministerio de Educación e Investigación de Alemania.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Saskatchewan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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