(SLT-FAUBA) Un consorcio formado por investigadores de Arabia Saudita, Estados Unidos y Holanda presentó una versión completa del genoma de la quinoa. A partir de este trabajo, publicado recientemente en la revista Nature, los científicos prevén identificar los genes que controlan el funcionamiento de este cultivo, uno de los más antiguos y valorados de la cultura andina, y avanzar en el mejoramiento de ciertos atributos de interés agronómico.
Se logró secuenciar totalmente el genoma, que es como conocer el ‘manual de instrucciones’ de la quinoa.
El trabajo fue dirigido por Mark Tester, de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá de Arabia Saudita (KAUST, por sus siglas en inglés), a partir de un proyecto de David Jarvis -primer autor de la publicación-, quién se formó en el grupo de Rick Jellen y Jeff Maughan, de la Universidad Brigham Young, EE.UU. Allí también vienen registrando grandes avances en el cultivo, sobre marcadores moleculares, estructura y mapas genéticos, así como en la identificación de genes de interés. Kevin Murphy, de la Universidad Estatal de Washington, y Robert van Loo, de la Universidad de Wageningen, Holanda, fueron coautores.
“La novedad es que se logró secuenciar totalmente el genoma, que es como conocer el ‘manual de instrucciones’ de la quinoa. El genoma completo contiene casi 1500 millones de bases (que vienen a ser los ‘peldaños’ que forman la larga escalera del ADN). Para darnos una idea, imprimir este ‘manual’ en papel requeriría alrededor de 500.000 hojas”, explicó Daniel Bertero, investigador de la cátedra de Producción Vegetal de la Facultad de Agronomía de la UBA (FAUBA), quien es especialista en quinoa.
Hasta ahora existía una versión incompleta del genoma, que se había generado en Japón. Desde hace varios años un grupo de investigadores del instituto japonés Kazusa logró alcanzar importantes avances en el conocimiento del genoma de la especie y, de hecho, el año pasado había publicado un primer borrador del mismo en la revista DNA Research, que edita el propio instituto.
“El trabajo publicado en Nature implica un avance importante para el conocimiento y mejoramiento de la especie”, dijo Fernando Carrari, investigador del INTA y del CONICET, y profesor adjunto en la cátedra de genética de la FAUBA, quien en 2012 fue parte de un consorcio mundial de científicos que logró secuenciar el genoma del tomate. Y apuntó que los nuevos conocimiento se refieren a la disponibilidad de las secuencias genómicas de variantes de la especie que, a lo largo de la evolución, habrían dado origen a la especie domesticada.
Los científicos estiman que la especie que conocemos hoy apareció hace unos 5 millones de años. A su vez, a partir de este trabajo lograron echar luz acerca del proceso de domesticación y mejoramiento al que fue sometida la quinoa durante más de 7.000 años.
Los antepasados
La domesticación de la quinoa habría ocurrido hace unos 7.000 años en Sudamérica, a partir de Chenopodium hircinum. Pero el cultivo data de alrededor de 5 millones de años.
El estudio desarrollado en Oriente Medio que logró secuenciar el genoma de la quinoa también avanzó en la identificación de sus antepasados, sobre una base científica más sólida.
“La quinoa es una especie alotetraploide. Esto significa que tiene cuatro copias de cada cromosoma (los seres humanos somos diploides, tenemos dos copias) resultante de la fusión de dos especies diploides (antepasados de la especie actual). La investigación permitió acceder a pistas más firmes sobre cuáles podrían ser esos antepasados”, detalló Bertero.
Ahora, los científicos estiman que la especie a partir de la cual se domesticó el cultivo data de alrededor de 5 millones de años, cuando una especie de América del Norte se cruzó con otra de Eurasia (ambos diploides), formando la especie Chenopodium hircinum, una maleza que también es común en muchos ambientes de la Argentina.
Se considera que la domesticación de la quinoa habría ocurrido hace alrededor de 7.000 años en Sudamérica, a partir de Chenopodium hircinum. En relación a este punto, Bertero agregó: “Desde hace varios años vengo colectando evidencia que apoya la hipótesis de una domesticación independiente en Chile, presentada en varios congresos y publicaciones. Esta investigación sugiere que podría haber habido más de un evento de domesticación”.
Nuevas líneas de investigación
En las últimas décadas este cultivo se abrió al mundo, con un crecimiento importante en la superficie sembrada y de la gastronomía.
La quinoa es un cultivo asociado a la cultura andina, destacado por sus cualidades nutricionales -relacionados con una alta calidad proteica y por ser una fuente importante de minerales y vitaminas- y su adaptación a ambientes extremos. En las últimas décadas este cultivo se abrió al mundo, con un aumento importante en la superficie sembrada, incluso en el Hemisferio Norte, para alcanzar unas 100.000 hectáreas cultivadas en el planeta. Con este impulso también se desarrolló la gastronomía, que incluye las recetas tradicionales y platos gourmet que se ofrecen en los restaurantes más modernos.
En este sentido, un aspecto importante de la publicación fue identificar los genes que controlan la síntesis de saponinas. “Contar con el genoma permitió proponer un mecanismo de regulación de la biosíntesis de unos compuestos terpenoides presentes en la quinoa que son considerados anti-nutricionales”, dijo Carrari. Las saponinas se sintetizan y acumulan en los granos, y generan un sabor amargo en las semillas, por lo cual es necesario lavarlas antes de la cocción.
Los conocimientos generados podrían aplicarse para desarrollar un cultivo más dulce y ampliar su potencial comercial, con nuevas líneas de investigación. Sin embargo, se advierte que la quinoa libre de saponinas podría volverse más susceptible al ataque de patógenos, puesto que esta sustancia es un mecanismo de defensa para la planta.
Búsqueda de soluciones
Bertero consideró que hay mucho por hacer en el mejoramiento del cultivo.
El genoma descrito por los científicos se refiere a una variedad de Chenopodium quinoa, procedente de Pichamán, localidad ubicada en el centro de Chile, que habría sido seleccionada por su buen desempeño en ambientes de Oriente Medio (como cultivo de invierno bajo riego). No obstante, la información obtenida a partir de estas investigaciones puede ayudar al mejoramiento de toda la especie.
Además, la publicación originada por este trabajo es del tipo “open access” (puede leerse y descargarse gratuitamente) y la información de base (la secuencia de ADN) está disponible libremente para quien quiera acceder a ella.
Carrari destacó la necesidad de generar cultivares que resistan a distintos tipos de estreses.
En materia de mejoramiento, Bertero consideró que hay mucho por hacer: “Este cultivo tiene como ventaja su adaptación a la salinidad, el déficit hídrico y las bajas temperaturas, pero como desventaja su alta sensibilidad a altas temperaturas y al anegamiento, así como dificultades para establecerse en suelos arcillosos”, dijo, y agregó: “Estas nuevas herramientas permitirían avanzar en la búsqueda de soluciones a estos problemas”.
“Conocer el genoma de cualquier especie, y particularmente de un cereal con el potencial de la quinoa, abre muchas posibilidades en términos del conocimiento a generar, tanto acerca de la fisiología de la especie como de los mecanismos que determinan su valor económico. En el caso de la quinoa, extender su cultivo requiere la necesidad de generar cultivares que resistan a distintos tipos de estrés. Contar con la información del genoma permitirá acercarnos al conocimiento para cumplir este objetivo”, concluyó Carrari.
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