Identifican regiones genómicas importantes para mejorar el potencial de rendimiento del trigo

Un equipo de trabajo interdisciplinario de investigadores del CONICET logró identificar y validar dos regiones genómicas en el trigo pan (Triticum aestivum L.) responsables de la fertilidad de la espiga.

Luego de varios años de investigación, lograron identificar ciertos QTL (loci de rasgos cuantitativos, o quantitative trait loci, en inglés), que son segmentos genómicos -la información genética del cultivo-, asociados a una característica. En este caso a la fertilidad de espiga, que explica mucho las variaciones del potencial de rendimiento de los cultivares de trigo sembrados en la Argentina.

“Dentro de estos segmentos genómicos o QTL se encuentran los genes -que aún no sabemos cuáles son- que afectan este carácter cuantitativo de fertilidad de espiga”, explica Nicole Pretini, autora principal del trabajo publicado en la revista Theoretical and Applied Genetics y becaria doctoral en el Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires, CITNOBA (CONICET – UNSADA – UNNOBA).

“[Usualmente] el mejoramiento del potencial de rendimiento se hace de manera empírica, sembrando muchas parcelas en el campo y después de la cosecha se seleccionan los cultivares de acuerdo al rendimiento obtenido. Las regiones que identificamos y validamos aportarían herramientas que permitirían asistir molecularmente a la selección”, aclara la directora del trabajo Fernanda G. González, investigadora independiente del CONICET en el CITNOBA.

Estos QTL son novedosos a nivel mundial y no se habían detectado en trabajos previos, explica Eduardo Kruse, director del CITNOBA y agrega: “El principal usuario de esta tecnología van a ser los programas de mejoramiento, que van a tener herramientas para poder seleccionar un carácter muy complejo como la fertilidad de la espiga. Lo importante también es que se detectaron para germoplasma y condiciones de producción de Argentina”.

Resultados de una colaboración interdisciplinaria de larga data

Para estudiar las bases genéticas de esta característica, identificaron ‘padres’ con distinta fertilidad de espiga, pero similares en el resto de las características de rendimiento, con el fin de producir poblaciones conocidas como haploides duplicados que surgen del cruzamiento de esos padres.

Esas poblaciones nuevas fueron genotipadas con un chip de 90.000 SNPs (polimorfismos de base única o Single Nucleotide Polymorphisms, en inglés) en colaboración con investigadores del Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research y Trait Genetics GmbH, de Alemania. Y con estos datos confeccionaron el mapa genético y estudiaron el fenotipo de las poblaciones [es decir, midieron las características visibles o cuantificables de las plantas].

Una vez identificadas las regiones QTL, diseñaron marcadores moleculares tipo KASP (Kompetitive Allele Specific PCR, por su sigla en inglés) para identificar mutaciones individuales y desarrollaron nuevas poblaciones segregantes (F2, filiales dos) que permitieron validar la presencia y efecto de los QTL.

Hacia la identificación de los genes candidatos

El grupo de trabajo sigue adelante ahora con el fin de, conociendo “un pedacito del cromosoma que está afectando la fertilidad de espiga”, determinar cuál es específicamente el gen responsable dicha característica. En ese contexto el equipo ganó un subsidio internacional de Bayer S.A. denominado Bayer Grants4traits dentro de la iniciativa Novel solutions to improve crop productivity.

“En eso vamos a trabajar los próximos años, en hacer el mapeo fino del gen, es decir, a partir de ese segmento cromosómico identificar una región más pequeña que nos permita tener pocos genes para identificar un candidato. Este sería uno de los pocos trabajos locales que realicen mapeo fino, por lo que se avanza hacia una investigación pionera en la región y con aprovechamiento local, ya que se estudian variedades argentinas”, resaltó Leonardo Vanzetti, investigador adjunto de CONICET.