Científicos rastrean genomas de hace 200 millones de años para crear cultivos resistentes al clima

Investigadores han reconstruido genomas vegetales ancestrales de hace más de 200 millones de años y los han utilizado para identificar cerca de 100 variantes genéticas que ayudaron al trigo y a la cebada a adaptarse a climas cambiantes a lo largo de 10,000 años de cultivo humano: variantes que, según afirman, podrían acelerar la obtención de cultivos capaces de soportar condiciones de crecimiento más cálidas y secas.

La paleogenómica se une al fitomejoramiento moderno

El estudio, dirigido por equipos del INRAE, la Universidad de Clermont Auvergne y el CNRS de Francia, se publicó en dos artículos en Molecular Plant y Nature Plants. Mediante la comparación computacional de 84 genomas de plantas con flor modernas, los investigadores reconstruyeron diez paleogenomas fundadores que representan a los ancestros comunes de las especies de cultivo actuales. Luego, analizaron 1,420 variedades modernas de trigo y cebada, junto con restos de trigo antiguos de hace 5,000 años, para identificar variantes genéticas que ambos cereales conservaron de forma independiente bajo presiones ambientales similares.bioengineer+3

La lógica es sencilla: el trigo y la cebada fueron domesticados en la misma región, el Creciente Fértil, en plazos similares y bajo las mismas restricciones climáticas. Cuando dos especies criadas de forma independiente convergen en las mismas variantes genéticas, dichas variantes son candidatas sólidas para impulsar una adaptación real a la sequía, el calor y las precipitaciones irregulares.phys

Objetivos validados y herramientas abiertas

En el trigo, el equipo validó tres genes caracterizados previamente en otras especies. Dos afectan al rendimiento y a la fecha de floración, rasgos que los mejoradores ya manipulan, mientras que el tercero desempeña un papel en la regulación epigenética, es decir, cómo se activan o desactivan los genes. La confirmación de que estos genes funcionan a través de las fronteras de las especies es fundamental para la promesa del estudio: en lugar de estudiar cada cultivo de forma aislada, los mejoradores pueden utilizar el catálogo de genes conservados como un puente traslacional.newsminimalist+1

Para que estos resultados sean ampliamente accesibles, los investigadores lanzaron dos herramientas de acceso abierto. AGR (Ancestral Genome Reconstruction) permite a los usuarios reconstruir paleogenomas extintos a partir de comparaciones de genomas modernos, mientras que OrthoViewer proporciona una base de datos de genes conservados en las 84 especies estudiadas, integrando 1,142 genes con funciones agronómicas documentadas.phys+1

De los cereales a un conjunto de herramientas más amplio

El método no se limita al trigo y la cebada. Debido a que los paleogenomas abarcan docenas de familias botánicas, el flujo de trabajo puede extenderse a otros cultivos básicos. Los equipos ya lo están aplicando al arroz, el maíz y el sorgo.phys+1

"Comprender cómo han evolucionado las variantes genéticas en el curso de la domesticación y selección de especies vegetales y animales de interés agrícola nos permite identificar aquellas que han sido seleccionadas a través de especies en entornos con las mismas restricciones climáticas", afirmó Jérôme Salse, director de investigación del INRAE. Dichas variantes, señaló, son "de interés para la selección de genotipos adaptados a los desafíos actuales del cambio climático y la transición agroecológica".phys