Cuando llega el momento de la cosecha, los campos de algodón parecen palomitas de maíz que crecen literalmente en las plantas, con esponjosas cápsulas blancas que brotan de las vainas verdes en todas las direcciones. Hay 100 millones de familias en todo el mundo cuyos medios de vida dependen de la producción de algodón y del cultivoEl impacto económico anual de $ 500 mil millones en todo el mundo subraya su valor e importancia en el tejido de nuestras vidas.
En los Estados Unidos, la producción de algodón se centra en dos variedades: el 95 por ciento de lo que se cultiva se conoce como algodón de tierras altas Gossypium hirsutum, mientras que el 5 por ciento restante se llama Pima americana G. barbadense. Estas son dos de lascinco linajes principales de algodón: G. tomentosum, G. mustelinum y G. darwinii son los otros. Todos estos linajes de algodón tienen genomas de aproximadamente 2.3 billones de bases o Gigabases Gb, y son híbridos compuestos de algodón A y algodón.D genomas.
Un equipo multiinstitucional que incluye investigadores del Instituto Conjunto del Genoma JGI del Departamento de Energía de EE. UU. DOE, una instalación de usuarios de la Oficina de Ciencia del DOE ubicada en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley Laboratorio Berkeley ahora ha secuenciado y ensamblado los genomas deestos cinco linajes de algodón. Autores principales del artículo publicado el 20 de abril de 2020 en Genética de la naturaleza incluye a Jane Grimwood y Jeremy Schmutz del Programa de plantas de JGI, ambos investigadores de la facultad en el HudsonAlpha Institute for Biotechnology.
"El objetivo ha sido todo este nuevo trabajo de algodón, e incluso el proyecto original de algodón era tratar de incorporar métodos moleculares de mejoramiento al algodón", dijo Schmutz, quien dirige el Programa de Plantas de JGI. Él y Grimwood también fueron parte deEl equipo de JGI que contribuyó al consorcio multinacional de investigadores que secuenciaron y ensamblaron el genoma más simple del algodón G. raimondii hace varios años. Estudiar los genomas del algodón proporciona a los obtentores información sobre las mejoras de los cultivos a nivel genético, incluso por qué tener múltiples copias desus genomas poliploidía son muy importantes para los cultivos. Además, el algodón está compuesto casi por completo de celulosa y es un modelo de fibra para comprender el desarrollo molecular de la celulosa.
Genomas de algodón en fitozomas
Los genomas de los cinco linajes de algodón y del algodón D están disponibles para análisis comparativo en el portal de datos de plantas de JGI Phytozome, que es un repositorio comunitario y recurso para genomas de plantas. Están anotados con la tubería de Anotación de plantas de JGI, que proporciona alta calidadcomparaciones de estos genomas dentro de sí mismos y con otros genomas de plantas.
"A nivel mundial, el algodón es el principal cultivo de fibra natural del mundo, un importante cultivo de semillas oleaginosas e importante cultivo de alimento para el ganado", señaló David Stelly, otro coautor del estudio en la Universidad Texas A&M. "Este informe establece nuevas oportunidades en múltiplesdisciplinas científicas básicas y aplicadas que se relacionan directa e indirectamente con la diversidad genética, la evolución, la utilización de germoplasma silvestre y el aumento de la eficacia con la que utilizamos los recursos naturales para el aprovisionamiento de la sociedad ".
El análisis comparativo de los cinco genomas del algodón identificó genes únicos relacionados con los rasgos de fibra y semilla en las especies domesticadas G. barbadense y G. hirsutum. También se identificaron genes únicos en las otras tres especies silvestres ". Pensamos:" En generalde estos tetraploides silvestres, habrá muchos genes de resistencia a las enfermedades que podemos utilizar '', dijo Schmutz. "Pero resulta que en realidad no existe ese tipo de diversidad en la naturaleza en el algodón. Y esto es sorprendente para mípara una especie que estaba tan ampliamente distribuida "
En el campo, los productores pueden distinguir fácilmente las especies de algodón por rasgos como el color de la flor, la altura de la planta o el rendimiento de fibra. Para sorpresa del equipo, a pesar de que los principales linajes de algodón se habían dispersado y diversificado hace más de un millón de años, sus genomaseran "notablemente" estables ". Pensamos que estábamos secuenciando el mismo genoma varias veces", recordó Schmutz. "Estábamos un poco confundidos porque eran genéticamente similares".
Beneficios de la ciencia de alto impacto
"Los resultados descritos en esto Genética de la naturaleza la publicación facilitará una comprensión más profunda de la biología del algodón y conducirá a un mayor rendimiento y una fibra mejorada a la vez que reducirá los costos de insumos. Los productores, la industria textil y los consumidores obtendrán beneficios de esta ciencia de alto impacto en los próximos años ", dijo Don Jones, quienmaneja la mejora de la variedad para Cotton Incorporated, la compañía de investigación y comercialización que representa el algodón americano upland financiado por productores estadounidenses de algodón americano upland e importadores de algodón y productos textiles de algodón, a menudo denominada la cadena de valor de la tierra a la camisa
Agregar el genoma grande y complejo del algodón significa ser selectivo al elegir qué equipo apoyar financieramente, agregó Jones. "Debemos tener cuidado de a quién le pedimos que asuma estos proyectos debido a su dificultad y complejidad, pero estamos muy contentos con Jeremy, Jane y su equipo. Muchos grupos ensamblan genomas, pero muy pocos lo hacen tan bien que resisten el paso del tiempo y la comunidad mundial del algodón lo considera el estándar de oro. Este es un ejemplo de ello ".
Jones señaló que habla con los productores sobre la inversión a largo plazo de Cotton Inc. en investigación de cultivos. "Lo que les he dicho a nuestros productores es: 'Piensen en estos genomas de referencia como conocimiento del cirujano, y en la edición de genes como un nuevoherramienta. Para saber exactamente dónde usar su herramienta increíblemente precisa, debe saber dónde usarla, qué base exacta o serie de bases debe modificar. "¿Por qué deberíamos invertir en algo que puede no ser un beneficio inmediato?para nosotros durante una década? Creemos que esta investigación básica tiene que ocurrir para impulsar la investigación. A menudo, estas cosas no toman cinco u ocho años, sino a veces 10 o 15 años, porque la tecnología se desarrolla con el tiempo ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :