África: Nuevo genoma de frijol revela potencial para impulsar la seguridad alimentaria y la resiliencia en regiones propensas a la sequía
28 abril 2023 Un equipo internacional de investigadores ha secuenciado completamente el genoma de un frijol resistente al clima que podría reforzar la seguridad alimentaria en las regiones propensas a la sequía.
El secuenciación del frijol jacinto o 'frijol lablab' [Lablab purpureo] allana el camino para un cultivo más amplio del cultivo, aportando beneficios nutricionales y económicos, así como la diversidad tan necesaria para el sistema alimentario mundial.
La planta es originaria de África y se cultiva en todo el trópico produciendo frijoles altamente nutritivos, que se utilizan como alimento y alimento para el ganado. Es extremadamente resistente a la sequía y prospera en una variedad de entornos y condiciones, lo que contribuye a la seguridad alimentaria y económica y mejora la fertilidad del suelo mediante la fijación de nitrógeno. Lablab también se usa con fines medicinales en algunas áreas y contiene compuestos bioactivos con potencial farmacológico.
La secuenciación del frijol jacinto o 'frijol lablab' allana el camino para un cultivo más amplio del cultivo, brindando beneficios nutricionales y económicos, así como la diversidad tan necesaria para el sistema alimentario mundial.
La adaptabilidad de la planta sugiere una alta diversidad genética, lo que significa que es posible seleccionar diferentes genotipos adaptativos para diferentes entornos y desafíos climáticos. Sin embargo, el potencial de lablab para la mejora genética para aumentar su productividad y facilitar un cultivo más amplio, especialmente en áreas propensas a la sequía, aún no se ha explotado por completo.
“Cuando se trata de valorar un cultivo, la gente a menudo se enfoca en su valor de mercado global en dólares estadounidenses”, dijo Chris Jones, líder del programa para el desarrollo de piensos y forrajes en la Instituto Internacional de Investigaciones Pecuarias (ILRI) con sede en Kenia, y uno de los autores principales de un nuevo estudio en Comunicaciones de la naturaleza que comparte los hallazgos del trabajo. “Sin embargo, para los agricultores que luchan por producir suficientes alimentos, el valor de un cultivo como el lablab es increíblemente alto. Aunque puede cultivarse a menor escala en comparación con los cultivos principales, su impacto en la seguridad alimentaria puede ser significativo y debemos reconocerlo”.
Características genéticas importantes
Los investigadores identificaron la ubicación genómica de características agronómicas importantes, características relacionadas con el rendimiento y el tamaño de la semilla/planta. Documentaron la organización de los genes inhibidores de la tripsina, que inhiben una enzima clave en el proceso de digestión en humanos. Esto brinda oportunidades para el mejoramiento selectivo para reducir estas propiedades antinutricionales.
También rastrearon la historia de la domesticación de lablab, confirmando que esto ocurrió en paralelo, en dos lugares diferentes. Mark Chapman, otro autor principal del estudio y profesor asociado de la Universidad de Southampton, dijo: “Este es un hallazgo emocionante y abre la puerta para estudiar si los rasgos agronómicos pueden evolucionar más de una vez usando los mismos genes, o si pueden evolucionar diferentes caminos para dar el mismo resultado. Recopilada, esta información ofrece un recurso valioso para la mejora genética”.
Diversificar el sistema alimentario mundial
El frijol lablab es uno de una larga lista de 'cultivos huérfanos': especies autóctonas que desempeñan un papel importante en la nutrición y los medios de subsistencia locales, pero que reciben poca atención por parte de los mejoradores e investigadores.
Los tres cultivos principales que actualmente proporcionan más del 40 por ciento de la ingesta calórica mundial (trigo, arroz y maíz) reciben la mayor parte de los esfuerzos de mejoramiento de cultivos. Con tan poca diversidad en los cultivos, el sistema alimentario mundial es vulnerable a las inestabilidades ambientales y sociales. Los cultivos infrautilizados como el lablab son la clave para sistemas alimentarios diversificados y resistentes al clima, y el mejoramiento asistido por genoma es una estrategia prometedora para mejorar su productividad y adopción.
Oluwaseyi Shorinola, otro de los autores principales del estudio del Instituto Internacional de Investigación Pecuaria, y científico visitante en el Centro John Innes en el Reino Unido, dijo: “La primera revolución verde se logró con cultivos importantes como el trigo y el arroz. Los cultivos huérfanos como el lablab podrían allanar el camino para la próxima revolución verde”.
Investigación liderada por africanos
El proceso de investigación en sí fue innovador no solo por su inclusión sino también por el liderazgo de científicos africanos. “Aunque muchos cultivos indígenas africanos han sido secuenciados en los últimos años, en la mayor parte de ese trabajo los científicos africanos han estado subrepresentados, y cuando hemos estado involucrados hemos estado en el asiento trasero”, dijo Meki Shehabu, otro coautor. del estudio y científico del ILRI en Etiopía. “Lo que hace que este proyecto sea especial es que está dirigido por científicos africanos, en colaboración con científicos de institutos internacionales”.
Para que esto sucediera, el proyecto tuvo que superar las limitaciones contextuales, como la relativa falta de instalaciones de secuenciación y de infraestructura informática de alto rendimiento en el continente, así como la capacidad bioinformática necesaria. Los investigadores abordaron estos desafíos mediante el uso de nuevas plataformas de secuenciación portátiles de bajo costo, llevando a cabo un desarrollo de capacidades en profundidad (incluida una capacitación bioinformática residencial de ocho meses en África) y trabajando cuidadosamente para facilitar una colaboración internacional equitativa.
De cara al futuro, el equipo anticipa que el recurso inspirará el trabajo de mejora genética en lablab, y otros cultivos autóctonos infrautilizados, con el objetivo de aumentar la disponibilidad de alimentos y piensos en el continente africano y más allá.
Ensamblaje del genoma a nivel de cromosomas y recursos genómicos de población para acelerar la reproducción de cultivos huérfanos en laboratorio está disponible en línea en Comunicaciones de la naturaleza.
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