Utilizando una innovadora tecnología de secuenciación del genoma, los investigadores reunieron el modelo genético completo de dos variedades de arroz basmati, incluida una que es tolerante a la sequía y resistente a enfermedades bacterianas.
por la Universidad de Nueva York
Los hallazgos, publicados en Genome Biology , también muestran que el arroz basmati es un híbrido de otros dos grupos de arroz.
Basmati, derivado de la palabra hindi para «fragante», es un tipo de arroz aromático de grano largo que se cultiva en el sur de Asia. A pesar de la importancia económica y cultural del basmati y las variedades de arroz aromático relacionadas, su historia evolutiva no se comprende completamente.
«El arroz es uno de los cultivos básicos más importantes a nivel mundial, y las variedades del grupo basmati son algunas de las variedades de arroz más icónicas y preciadas. Sin embargo, hasta hace poco, no existía un genoma de referencia de alta calidad para el arroz basmati», dijo Jae Young Choi, becario postdoctoral en NYU y autor principal del estudio Genome Biology .
La secuenciación del genoma completo, que determina la secuencia completa del ADN de un organismo, es una herramienta importante para estudiar plantas y mejorar las variedades de cultivos. Investigaciones anteriores reunieron el genoma del arroz basmati utilizando una secuenciación de lectura corta, en la que el ADN se rompe en pequeños fragmentos y luego se vuelve a ensamblar, pero faltaban secuencias y lagunas en los datos.
Los investigadores del Centro de Genómica y Biología de Sistemas de la NYU secuenciaron el genoma de dos miembros del grupo del arroz basmati utilizando tecnología de secuenciación de nanoporos . Desarrollada por Oxford Nanopore Technologies, colaborador de este proyecto, la secuenciación de nanoporos es una tecnología de secuenciación de tercera generación que permite secuenciar rápidamente moléculas individuales largas de ADN, mejorando la integridad y eficiencia de la secuenciación del genoma anterior.
Los investigadores se centraron en dos variedades de arroz basmati: Basmati 334 de Pakistán, conocido por ser tolerante a la sequía y resistente al tizón bacteriano que mata el arroz, y Dom Sufid de Irán, un arroz aromático de grano largo que es uno de los más caros del mercado. . Usando lecturas largas de la secuenciación de nanoporos, los investigadores ensamblaron genomas completos de alta calidad de las dos variedades de arroz basmati que fueron una mejora significativa con respecto a las secuencias del genoma anteriores ensambladas mediante lecturas cortas.
La secuenciación también confirmó que el arroz basmati es un híbrido de otros dos grupos de arroz. La mayor parte del material genético en basmati proviene de japonica (un grupo de arroz que se encuentra en el este de Asia), seguido del grupo de arroz aus (que se encuentra en Bangladesh).
Ahora que se han establecido las secuencias del genoma del arroz basmati, los investigadores tienen como objetivo trabajar con las comunidades científicas y de cultivo de arroz para identificar genes importantes, ver qué hace que el grupo basmati sea único e incluso desarrollar marcadores moleculares para ayudar a generar nuevas variedades.
«Al tener la secuencia de variedades de arroz como Basmati 334, que puede soportar condiciones de sequía y resistir el tizón bacteriano, podemos comenzar a identificar genes que dan lugar a estos valiosos rasgos», dijo Michael Purugganan, profesor de biología Silver en NYU y el autor principal del estudio. «La tolerancia a la sequía es algo en lo que estamos particularmente interesados, dados los desafíos que enfrentamos debido al cambio climático y las implicaciones para la seguridad alimentaria en todo el mundo».
