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Produciendo lechugas que puedan enfrentar los cambios climáticos
Los investigadores están ubicados en la Universidad de California en Davis; los Centros de Extensión e Investigación de Agricultura y Recursos Naturales de la UC; las instalaciones de investigación del USDA en Salinas y Beltsville; la Universidad Politécnica del Estado de California en Pomona y la Universidad de Arizona en Tucson.
El equipo, encabezado por UC Davis, tiene como objetivo de encontrar nuevas tecnologías para sustentar el suministro de lechuga a pesar de los retos que imponen los cambios climáticos.
“Vamos a explorar la tecnología genómica para abordar las necesidades en todas las áreas de la cadena de producción “, dijo el líder del proyecto Richard Michelmore, un genetista botánico y director del Centro para el Estudio de Genomas de UC Davis. (UC Davis Genome Center).
El subsidio de cinco años otorgado a este equipo y que fue anunciado recientemente por el Instituto para la Investigación de Cultivos Especializados del USDA, fue asignado a través de la Ley de Granjas del 2014.
La investigación incluirá desde la identificación de genes que son la clave para desarrollar importantes cualidades en la lechuga para hacerlas resistentes al estrés, hasta el ajuste de la precisión de tecnologías de escaneo que permitirán a los cultivadores evaluar a control remoto el estado de sus cultivos en el campo. A pesar de enfocarse en la genética de las plantas, el proyecto también explorará una variedad de campos que son vitales para garantizar la producción sustentable de la lechuga y otras verduras de hojas verdes. Los miembros colaboradores del equipo cuentan con una amplia gama en términos de experiencia, incluyendo la genética y reproducción de plantas, tecnología alimentaria y economía agrícola.
Uno de puntos fuertes de este proyecto, según Michelmore, es su larga relación de colaboración con pequeñas y grandes compañías productoras de plantas, así como con la Junta de Investigaciones de Verduras de Hojas Verdes de California, la cual representa a cultivadores de lechuga, espinacas y otros cultivos afines.
Iniciativa de Investigación de Cultivos Especiales del USDA, la cual aportó el nuevo subsidio para el proyecto de este año, asignó 50 millones de dólares en subsidios a nivel nacional para proyectos que van desde investigaciones sobre la genética de las plantas, nuevas innovaciones en productos y el desarrollo de nuevos métodos para responder a situaciones que amenazan la seguridad alimentaria.
Estos frijoles no tienen nada de común
Mientras se sirve un cucharón de esos frijoles pintos al estilo campirano para acompañar la parrillada o prepara una ensalada fría de tres frijoles, rojos, blancos y verdes para un día de campo, haga una pausa para recordar la historia que estas variedades de “frijoles comunes” comparten y los nuevos avances científicos que prometen aumentar su productividad a nivel mundial.
Esta semana, se ha reportado una nueva secuenciación de genomas para el frijol común, el cual se clasifica como el décimo alimento más cultivado en el mundo e incluye los favoritos culinarios mencionados anteriormente, cuyas variedades constituyen conjuntamente un cultivo de 1,200 millones de dólares en los Estados Unidos.
“La disponibilidad de esta nueva secuenciación de genoma entero para los frijoles ya está dando frutos”, dijo Paul Gepts, profesor del Departamento de Fitotecnia de la Universidad de California en Davis y coautor del nuevo estudio sobre secuenciación.
Gepts, quien encabeza el programa de producción de frijoles en UC Davis, enfatiza que la nueva secuenciación está siendo usada para confirmar muchos de los hallazgos hechos con anterioridad por su grupo de investigación de UC Davis, incluyendo la identificación de los dos puntos de origen del frijol común y su domesticación.
La secuenciación y orígenes del frijol
Se piensa que el frijol común se originó en México hace más de 100,000 años, pero, como descubrió el grupo de Gepts hace poco, fue cultivado por separado en dos diferentes ubicaciones geográficas en Mesoamérica y al sur de los Andes.
“Este hallazgo hace del frijol común un sistema experimental inusualmente interesante porque el proceso de domesticación ha sido replicado en este cultivo”, indicó Gepts.
El equipo de secuenciación comparó las secuencias del gene de poblaciones combinadas de plantas que representan estas dos regiones y encontraron que solo una pequeña fracción de los genes es compartida entre las especies de frijoles comunes de las dos ubicaciones. Esto apoya el hallazgo previo de que el frijol común fue domesticado en dos eventos separados, uno en cada ubicación, pero distintos genes participaron en cada evento.
La nueva secuenciación de genomas enteros está también ayudando a identificar los “marcadores” genéticos que pueden utilizarse para acelerar la producción de variedades nuevas y más productivas del frijol en los Estados Unidos, el este de África y en otras lugares, indicó Gepts.
La conexión del nitrógeno
Todas las variedades de frijoles que pertenecen al grupo de “frijol común” comparten con el frijol de soya la altamente valorada habilidad de formar relaciones simbióticas con bacterias “fijadores de nitrógeno” en el suelo.
Las plantas y las bacterias trabajan juntas para convertir el nitrógeno de la atmósfera en armoníaco, el cual incluye nitrógeno en una forma que enriquece la tierra y alimenta los cultivos. En realidad, las plantas fijadoras de nitrógeno pueden reducir o eliminar la necesidad de que los granjeros apliquen fertilizantes costosos.
Uno de los objetivos del nuevo proyecto de secuenciación fue entender mejor la base genética por la que las relaciones simbióticas entre plantas y bacterias fijadoras de nitrógeno se forman y se mantienen, con miras a aumentar la productividad de combustibles y cultivos de alimentos.
El equipo de investigación identificó con éxito un puñado de genes involucrados con el nitrógeno, lo cual puede ser provechoso para los granjeros que intercalan los cultivos de frijoles con otros que no fijan el nitrógeno.
Los descubrimientos de este estudio han sido reportados esta semana en línea en la publicación Nature Genetics (Genética de la Naturaleza). El proyecto de secuenciación fue dirigido por investigadores de la Universidad de Georgia, el Instituto Conjunto del Genoma del Departamento de Energía de EUA, el Instituto Hudson Alpha de Biotecnología y la Universidad Estatal de Dakota del Norte.
