La secuencia genómica del frijol mexicano está por descifrarse
El proyecto, impulsado por el Cinvestav-Irapuato, permitirá producir variedades mejoradas tolerantes a plagas y sequías
El proyecto, impulsado por el Cinvestav-Irapuato, permitirá producir variedades mejoradas tolerantes a plagas y sequías
El frijol común (Phaseolus vulgaris) es un alimento básico en el país, pero su cultivo enfrenta serios problemas como baja productividad, sequías, suelos poco nutritivos, además de plagas o enfermedades. Esa situación podría cambiar radicalmente una vez descifrado el genoma completo de la leguminosa, empresa que está por concluir un consorcio liderado por científicos mexicanos.
Un equipo encabezado por el Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav) Irapuato, y en el que participan expertos del Instituto de Biología y la Facultad de Ciencias (UNAM) y del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) espera revelar a mediados del presente año sus primeros resultados.
“El primer borrador del genoma de phaseolus vulgaris, especie que posee 633 millones de pares de bases, estará listo en junio de 2010”, explicó el líder del proyecto, Alfredo Herrera Estrella, del Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad del Cinvestav-Irapuato. Dicho tamaño equivale a una quinta parte del genoma humano.
El profesor e investigador precisó que tardarán no más de dos años en culminar la secuencia entera con detalles sobre las funciones específicas de cada uno de los genes del vegetal.
Esto significa que trabajarán también en la transcriptómica del frijol, además de la genómica, esto es, determinarán no sólo el conjunto completo de genes que integran a la planta, sino también cuáles de ellos se expresan y cuáles están realizando funciones vitales.
“Se leerá cuatro veces el genoma, mediante el método de pirosecuenciación (secuenciación a gran escala que baja costos y permite “leer” hasta 20 millones de pares de bases en cuatro horas) para garantizar una mayor certidumbre en los resultados”, dijo el investigador experto en biotecnología de plantas.
Parcelas más productivas
Toda esta información pemitirá crear nuevas variedades o hacer mejoras genéticas convencionales al vegetal a nivel de laboratorio para luego transferir esas cualidades a los campos de siembra. De esta forma también se buscará mejorar el rendimiento de las cosechas, pues en nuestro país se obtienen en promedio 300 kilogramos de frijol común por hectárea, mientras en otros cultivos básicos la proporción llega a una tonelada por hectárea.
Según explicó el científico durante una conferencia en la sede del Langebio, en Guanajuato, existen dos centros de origen del frijol en América Latina, donde tiene un valor más social que comercial, pues es consumido sobre todo por la población de escasos recursos como su principal fuente proteínica.
Esos puntos son la región de Los Andes en Sudamérica y Mesoamérica (específicamente en los actuales límites fronterizos de México y Guatemala), donde se conoce y aprovecha el frijol desde hace al menos 9 mil años, de acuerdo con los indicios existentes.
Al ser uno de los centros de origen, nuestro país cuenta hoy con una gran diversidad de la leguminosa, con variedades silvestres que incluyen características notables como tolerancia a la sequía o a ciertas plagas, recordó Herrera. De ahí la importancia de explorar y conocer la secuencia genética del alimento.
Para tal efecto, el proyecto cuenta con un apoyo financiero de poco más de 2 mil 500 millones de dólares, aportados por diversos países iberoamericanos participantes: España, Brasil, Argentina y México (con una suma de aproximadamente de 600 mil dólares).
La colaboración iberoamericana no terminará cuando se complete el estudio del frijol común, pues tras lograr este objetivo, los científicos tratarán de obtener también las secuencias genéticas completas de otras cinco o 10 variedades de la planta originadas tanto en la zona andina como en Mesoamérica.
Ese será el punto de partida para acelerar su mejoramiento genético mediante cruzas selectivas, esto es, con métodos convencionales que no implican ingeniería genética. América Latina genera hoy la mitad de la cosecha mundial de la planta y México es el cuarto productor global, aunque también ocupa ese posición como país exportador.
La información genética también completará los datos que se obtengan en EU, donde grupos de investigación independientes laboran para descifrar el genoma del frijol andino. Ello ampliará aún más las posibilidades de hacer híbridos mejorados con características superiores.
Trabajo de campo
Para Herrera Estrella, uno de los grandes desafíos para el campo mexicano es no sólo la falta de tecnificación, sino también la de conocimiento científico sobre los medios disponibles para mejorar las cosechas, ya que este tipo de información usualmente no llega hasta los centros productores agrícolas.
Para evitar este desperdicio de esfuerzos, el proyecto científico impulsado por el Cinvestav contempla programas de entrenamiento en todo el subcontienente, de modo que los productores del campo aprendan a aplicar en sus parcelas los nuevos conocimientos y hallazgos en torno al phaseolus vulgaris.
Por ejemplo, una diferencia mínima de una sola “letra” o base (toda la información genética de los seres vivos está codificada en cuatro de ellas, G, A, C y T) entre dos variedades del frijol podría ser empleada para hacer cruzas selectivas mejoradas entre ellas.
Así, el proceso de selección de semillas que regularmente hace el campesino de manera intuitiva y un tanto azarosa al sembrar sólo las que considera más aptas, estaría focalizado hacia mejores resultados y en menos tiempo.
A este conocimiento se sumará el de los diferentes genes que son activados y funcionan en la leguminosa (transcriptómica), para lo cual los expertos examinarán cómo se da su crecimiento en diferentes condiciones de suelo, clima, hidratación, fijación de nitrógeno, suministro de fósforo e invasión de plagas.
Ello será vital para mejorar el rendimiento de la producción agrícola y lo que es más importante, la alimentación, pues de las variedades de frijol que se consumen en el mundo actualmente la mitad corresponde al frijol común phaseolus vulgaris, que además de su aporte de proteínas es rico en micronutrientes como hierro y ácido fólico.
Un equipo encabezado por el Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav) Irapuato, y en el que participan expertos del Instituto de Biología y la Facultad de Ciencias (UNAM) y del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) espera revelar a mediados del presente año sus primeros resultados.
“El primer borrador del genoma de phaseolus vulgaris, especie que posee 633 millones de pares de bases, estará listo en junio de 2010”, explicó el líder del proyecto, Alfredo Herrera Estrella, del Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad del Cinvestav-Irapuato. Dicho tamaño equivale a una quinta parte del genoma humano.
El profesor e investigador precisó que tardarán no más de dos años en culminar la secuencia entera con detalles sobre las funciones específicas de cada uno de los genes del vegetal.
Esto significa que trabajarán también en la transcriptómica del frijol, además de la genómica, esto es, determinarán no sólo el conjunto completo de genes que integran a la planta, sino también cuáles de ellos se expresan y cuáles están realizando funciones vitales.
“Se leerá cuatro veces el genoma, mediante el método de pirosecuenciación (secuenciación a gran escala que baja costos y permite “leer” hasta 20 millones de pares de bases en cuatro horas) para garantizar una mayor certidumbre en los resultados”, dijo el investigador experto en biotecnología de plantas.
Parcelas más productivas
Toda esta información pemitirá crear nuevas variedades o hacer mejoras genéticas convencionales al vegetal a nivel de laboratorio para luego transferir esas cualidades a los campos de siembra. De esta forma también se buscará mejorar el rendimiento de las cosechas, pues en nuestro país se obtienen en promedio 300 kilogramos de frijol común por hectárea, mientras en otros cultivos básicos la proporción llega a una tonelada por hectárea.
Según explicó el científico durante una conferencia en la sede del Langebio, en Guanajuato, existen dos centros de origen del frijol en América Latina, donde tiene un valor más social que comercial, pues es consumido sobre todo por la población de escasos recursos como su principal fuente proteínica.
Esos puntos son la región de Los Andes en Sudamérica y Mesoamérica (específicamente en los actuales límites fronterizos de México y Guatemala), donde se conoce y aprovecha el frijol desde hace al menos 9 mil años, de acuerdo con los indicios existentes.
Al ser uno de los centros de origen, nuestro país cuenta hoy con una gran diversidad de la leguminosa, con variedades silvestres que incluyen características notables como tolerancia a la sequía o a ciertas plagas, recordó Herrera. De ahí la importancia de explorar y conocer la secuencia genética del alimento.
Para tal efecto, el proyecto cuenta con un apoyo financiero de poco más de 2 mil 500 millones de dólares, aportados por diversos países iberoamericanos participantes: España, Brasil, Argentina y México (con una suma de aproximadamente de 600 mil dólares).
La colaboración iberoamericana no terminará cuando se complete el estudio del frijol común, pues tras lograr este objetivo, los científicos tratarán de obtener también las secuencias genéticas completas de otras cinco o 10 variedades de la planta originadas tanto en la zona andina como en Mesoamérica.
Ese será el punto de partida para acelerar su mejoramiento genético mediante cruzas selectivas, esto es, con métodos convencionales que no implican ingeniería genética. América Latina genera hoy la mitad de la cosecha mundial de la planta y México es el cuarto productor global, aunque también ocupa ese posición como país exportador.
La información genética también completará los datos que se obtengan en EU, donde grupos de investigación independientes laboran para descifrar el genoma del frijol andino. Ello ampliará aún más las posibilidades de hacer híbridos mejorados con características superiores.
Trabajo de campo
Para Herrera Estrella, uno de los grandes desafíos para el campo mexicano es no sólo la falta de tecnificación, sino también la de conocimiento científico sobre los medios disponibles para mejorar las cosechas, ya que este tipo de información usualmente no llega hasta los centros productores agrícolas.
Para evitar este desperdicio de esfuerzos, el proyecto científico impulsado por el Cinvestav contempla programas de entrenamiento en todo el subcontienente, de modo que los productores del campo aprendan a aplicar en sus parcelas los nuevos conocimientos y hallazgos en torno al phaseolus vulgaris.
Por ejemplo, una diferencia mínima de una sola “letra” o base (toda la información genética de los seres vivos está codificada en cuatro de ellas, G, A, C y T) entre dos variedades del frijol podría ser empleada para hacer cruzas selectivas mejoradas entre ellas.
Así, el proceso de selección de semillas que regularmente hace el campesino de manera intuitiva y un tanto azarosa al sembrar sólo las que considera más aptas, estaría focalizado hacia mejores resultados y en menos tiempo.
A este conocimiento se sumará el de los diferentes genes que son activados y funcionan en la leguminosa (transcriptómica), para lo cual los expertos examinarán cómo se da su crecimiento en diferentes condiciones de suelo, clima, hidratación, fijación de nitrógeno, suministro de fósforo e invasión de plagas.
Ello será vital para mejorar el rendimiento de la producción agrícola y lo que es más importante, la alimentación, pues de las variedades de frijol que se consumen en el mundo actualmente la mitad corresponde al frijol común phaseolus vulgaris, que además de su aporte de proteínas es rico en micronutrientes como hierro y ácido fólico.
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