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Agricultura

Investigadores argentinos secuenciaron el genoma de la cigarrita del maíz

En Córdoba, Argentina, un equipo de especialistas del Centro de Investigaciones Agropecuarias (CIAP) del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) logró la secuenciación, ensamblado y anotación del genoma de Dalbulus maidis, más conocida como la cigarrita del maíz. Este avance científico permitirá diseñar estrategias más eficientes para el control del insecto y facilitar el desarrollo de variedades del cereal más resistentes a las enfermedades transmitidas por la plaga.   El genoma es la secuencia total de ADN que posee un organismo en particular y secuenciar un genoma implica poder determinar el orden exacto de las bases adenina, citosina, guanina y timina (A, C, G y T) en el ADN. Para lograrlo, Franco Fernández, biólogo y coordinador del nodo de secuenciación genómica del CIAP, procesó 20 ejemplares de Dalbulus maidis, que fueron obtenidos a partir de una colonia sana propagada en invernadero.   Este hito científico que entiende la biología del insecto vector que afecta al cereal es el primero registrado hasta la fecha, por lo que con esta investigación se podrá proporcionar información para entender la biología, distribución y evolución del insecto, lo que ayudará a predecir y mitigar futuros brotes y epidemias. Asimismo, posibilitará el desarrollo de enfoques más precisos y dirigidos para el control de esta plaga, mediante la reducción del uso de productos fitosanitarios.   Así también, podría ser utilizado en la mejora genética del maíz, facilitando el desarrollo de variedades más resistentes a las enfermedades transmitidas por este insecto. En este sentido, se podría llegar a comprender aspectos como los genes de inmunidad del insecto, identificar blancos potenciales para el desarrollo de mejores insecticidas, así como genes asociados a su interacción con las plantas infectadas y los agentes patógenos.   «Todo este trabajo fue posible gracias a que, con el correr de los años, en el CIAP se consolidó el nodo de secuenciación que, en la actualidad, cuenta con dispositivos de última generación y servidores bioinformáticos de alta capacidad y gracias a recursos estratégicos destinados para hacer frente a una emergencia sanitaria sin precedentes”, puntualizó Fernández en entrevista con La Voz.   El medio de prensa argentino destaca que este avance global –el primero registrado hasta la fecha– se logró a partir de haber detectado que las condiciones de altas temperaturas y abundantes precipitaciones, junto con el escalonamiento en las fechas de siembra fueron las principales causas de la rápida reproducción y migración –del norte de Argentina a la zona núcleo de producción– de esta plaga que afecta al maíz.   “Para la extracción del ADN del insecto utilizamos técnicas de biología molecular, luego construimos la librería, que es como un primer reservorio de la información genética y sirve para procesar los datos”, explicó Fernández, quien indicó que para la secuenciación utilizaron estrategia híbrida, que combina la plataforma ONT (Oxford Nanopore Technologies) para lecturas largas e Illumina, para lecturas cortas.   La cigarrita es el vector de cuatro patógenos: dos mollicutes -bacterias- (Spiroplasma kunkelii y Maize bushy stunt phytoplasma) y dos virus (Maize rayado fino virus y Maize striate mosaic virus), que pueden encontrarse en infecciones simples o mixtas y generan la enfermedad del achaparramiento del maíz.   [Fuente: www.lavoz.com.ar] [Foto icon-camera : INTA]  

Agricultura

Atlas genómico ayudaría a mejorar el trigo local

El descubrimiento del atlas genómico más amplio de la historia del trigo generará un impacto positivo en el mejoramiento del cereal nacional, ya que se podrán identificar caracteres o marcadores específicos dentro del ADN de este cultivo, que ayudarán a combatir plagas, enfermedades y estrés abiótico, según investigadores del Programa de Mejoramiento de Trigo impulsado en Paraguay.   Un grupo de más de 95 científicos, dirigido por la Universidad de Saskatchewan (USask) de Canadá, descubrió, a través del Proyecto Genoma 10+, el atlas genómico más completo de la historia del trigo, tras secuenciar los genomas de 15 variedades del cereal, que servirá para el mejor desarrollo de los programas de mejoramiento en todo el mundo.   En Paraguay, el Instituto de Biotecnología Agrícola (Inbio), en alianza con el Instituto Paraguayo de Tecnología Agraria (IPTA) y la Cámara Paraguaya de Exportadores y Comercializadores de Cereales y Oleaginosas (Capeco), viene desarrollando un programa de mejoramiento de trigo, con el objetivo de mejorar la genética del cereal, realizar ensayos de rendimiento de líneas sobresalientes, ensayos de valor de cultivo y uso de variedades con fines de registro.   Tras la publicación del estudio internacional sobre el atlas genómico, el Ing. Agr. Pedro Chávez, responsable del Programa de Mejoramiento de Trigo por el IPTA, indicó que habrá un impacto positivo en el mejoramiento, pues se podrá identificar caracteres o marcadores específicos dentro del genoma del trigo para combatir plagas, enfermedades y estrés abiótico.   “Conocer el genoma completo de las 15 variedades de trigo es importante, porque entre ellas estarían algunas de las que nosotros podríamos utilizar en el Programa de Mejoramiento, lo que nos ayudaría a combatir las principales enfermedades que hoy en día aquejan a la región”, acotó Chávez.   El ingeniero agregó que desde la investigación de trigo en nuestro país se está trabajando en obtener variedades de ciclo corto, con alto rendimiento y buena calidad. Indicó que si dentro de las variedades secuenciadas han sido caracterizadas materiales invernales, esta información ayudaría a mejorar el rendimiento del trigo.   Chávez detalló que, en la actualidad, existen varias enfermedades que afectan al cultivo como la piricularia, fusariosis, la roya y el complejo de manchas foliares (Drechslera tritici-repentis, Bipolaris sorokiniana.), entre las principales. Añadió que las variedades Itapúa y Canindé que están disponibles en el mercado son resistentes a enfermedades foliares (complejo de manchas) y la roya.   Mejoramiento genético. Sobre los avances del programa de mejoramiento genético en Paraguay, el profesional destacó que “la mayoría de las variedades nacionales en el mercado son resistentes a enfermedades foliares. Hemos liberado recientemente una variedad resistente a piricularia y estamos buscando la tolerancia a la fusariosis”.   Chávez, por otro lado, aseguró que en el caso de que sea necesario traer los germoplasmas de trigo estudiados por los científicos que elaboraron el atlas, se realizará la solicitud pertinente, considerando que es mucho más sencillo compartir germoplasmas de este cereal.   El trigo es uno de los cultivos más sembrados en todo el mundo, por lo posee un papel preponderante en la seguridad alimentaria global, ya que proporciona alrededor del 20 % de la ingesta calórica humana. Se estima que la producción de ese cereal aumentará en más del 50 % para el año 2050, de manera a satisfacer la creciente demanda mundial.   Paraguay. Es importante destacar que Paraguay exporta cerca del 70 % de su producción de trigo y su principal mercado es Brasil. En cuanto al área de siembra, el trigo alcanzó 442 887 hectáreas en este 2020. El mayor aumento se dio en el departamento de San Pedro, donde se incrementó 32 750 hectáreas, debido a la disponibilidad de variedad con mejoramiento.   [Fuente y Foto icon-camera : Inbio]  

Agricultura

Avances en genómica permitirán mejoras en trigo

Tras el descubrimiento del atlas más completo de secuencias del genoma del trigo, un grupo de científicos podrá identificar genes que ayudarán a conseguir mejoras de rendimiento y resistencia del cereal y así garantizar la producción a nivel mundial.   Investigadores de la Universidad de Saskatchewan, Canadá, lograron descifrar “las firmas” de ADN únicas del material genético incorporado en cultivos modernos de varios de los parientes no domesticados del cereal. Los científicos secuenciaron los genomas de 15 variedades de trigo, lo que ayudará a mejorar la producción y garantizar la seguridad alimentaria mundial.   El trigo es considerado uno de los cereales más cultivados y consumidos a nivel global. Dentro de las estimaciones para el año 2050, se destaca que la demanda de este alimento aumentará en un 50 %.   El hallazgo también permitió encontrar las secuencias del genoma para aislar un gen resistente a los insectos, el cual permite a las plantas de trigo resistir al mosquito de la flor del trigo azahar, una plaga que causa millones en pérdidas anuales a los cultivos de trigo en Canadá.   Al respecto, Curtis Pozniak, director del Centro de Desarrollo de Cultivos de la Universidad de Saskatchewan y líder del proyecto, explicó que “comprender un gen causal como este es un cambio de juego para la reproducción porque puede seleccionar la resistencia a las plagas de manera más eficiente utilizando una simple prueba de ADN”.   Acotó que este descubrimiento “es como encontrar las piezas que faltan en su rompecabezas favorito en el que he estado trabajando durante décadas. Al tener disponibles muchos conjuntos genéticos completos, ahora podemos ayudar a resolver el enorme rompecabezas que es el pangenoma masivo del trigo y marcar el comienzo de una nueva era para el descubrimiento y el mejoramiento del trigo”.   El desarrollo de esta investigación involucró a más de 95 científicos de universidades e institutos de Canadá, Suiza, Alemania, Japón, Reino Unido, Arabia Saudita, México, Israel, Australia y Estados Unidos.   [Fuente: https://www.agrobio.org/descubrieron-el-atlas-mas-completo-de-secuencias-del-genoma-del-trigo/]    

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Arman la secuencia genómica más completa de la caña de azúcar comercial

Un grupo de investigadores internacionales encabezado por científicos brasileños ha ensamblado por primera vez la secuencia genómica más completa de la caña de azúcar comercial. Según los autores, a partir de esto se podrán realizar aplicaciones en biotecnología, incluso mejorar la genética y la edición de genes.   Esta hazaña es el resultado de casi 20 años de investigación respaldada por la Fundación de Apoyo a la Investigación del Estado de São Paulo (Fapesp) y servirá como base para la mejora genética del cultivo, según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO).   Los principales autores de la investigación son Glaucia Mendes Souza, profesora titular del Instituto de Química de la Universidad de São Paulo (IQ-USP) y miembro del Comité Directivo del Programa de Investigación de Bioenergía Fapesp (Bioen-Fapesp), y Marie-Anne Van Sluys, profesora titular en el Instituto de Biociencias de la misma universidad (IB-USP) y miembro del Panel Adjunto de Ciencias de la Vida de Fapesp.   “Es la primera vez que se ven todos los genes de la planta de la caña de azúcar, o la gran mayoría. En proyectos anteriores de varios grupos de investigación las secuencias tuvieron que colapsarse por falta de una herramienta de ensamblaje adecuada, por lo que solo eran una aproximación”, explicó Souza.   «Este conocimiento abre muchas posibilidades, desde aplicaciones en biotecnología hasta mejora genética y edición de genes (sustitución o eliminación de genes con funciones específicas)», resaltó, por su parte, Van Sluys.   Para la reunión de esta serie de genomas se realizó un mapeo de 373 869 genes equivalentes al 99,1 % del genoma total. El grupo secuenció el genoma de la variedad SP80-3280, una de las 20 variedades principales de caña de azúcar cultivadas en São Paulo.   De acuerdo a los científicos, eligieron esta variedad debido a que existen más datos disponibles en la literatura sobre esta que cualquier otra.   Ellos explicaron que los híbridos comerciales actuales de la caña de azúcar se han producido cruzando diferentes variedades de dos especies de caña de azúcar (Saccharum officinarum y S. spontaneum) durante miles de años y tienen un genoma altamente complejo que comprende 10 000 millones de pares de bases en 100 -130 cromosomas.   La secuencia publicada ha permitido por primera vez identificar promotores de genes, que son regiones en el ADN que controlan la expresión de genes.   A modo de comparación, el genoma del trigo contiene 17 000 millones de pares de bases, pero solo 46 cromosomas, mientras que el genoma humano tiene solo 3,2 mil millones de pares de bases, también organizados en 46 cromosomas.   Si bien la tecnología disponible al comienzo del proyecto era capaz de producir secuencias largas, estas tuvieron que construirse a partir de fragmentos más pequeños. El ensamblaje del genoma con estas secuencias requería una potencia informática considerable, que fue suministrada por Microsoft.   En ese sentido, Souza, explicó que «aunque en algunos casos los genes son 99.9 % idénticos, podemos detectar diferencias en sus promotores, y estos nos ayudan a determinar de qué ancestro derivan las copias, S. officinarum o S. spontaneum”.   Entre los logros obtenidos se destaca, por ejemplo, el estudio de cómo las diferentes copias contribuyen al aumento de los rendimientos de azúcar y fibra y qué copias pueden ser ventajosas para los diferentes genotipos seleccionados por los programas para producir variedades de caña para azúcar y energía.   El próximo desafío para los científicos de la Universidad de São Paulo es desarrollar herramientas para el mejoramiento genético de la caña de azúcar y probando varios genes candidatos en plantas modificadas genéticamente.   Así también, están llevando a cabo estudios comparativos de genómica en grandes familias de genes con el objetivo de comprender sus contribuciones a las variedades de caña de azúcar utilizadas en los programas brasileños de mejora genética. Los investigadores esperan encontrar genes que puedan ayudar a aumentar los rendimientos, mejorar la resistencia a la sequía y contribuir al desarrollo de nuevos compuestos a partir de la caña de azúcar.   [Fuente: http://fundacion-antama.org/publican-la-secuencia-genomica-mas-completa-de-la-cana-de-azucar-comercial/] [http://agencia.fapesp.br/most-complete-commercial-sugarcane-genome-sequence-has-been-assembled/32089/]  

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