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Explorando la ma (i) ze genética: la genómica funcional puede ayudar al mejoramiento molecular del maíz

Explorando la ma (i) ze genética: la genómica funcional puede ayudar al mejoramiento molecular del maíz
Los investigadores supusieron que el A188 recién ensamblado podría servir como un nuevo genoma de referencia para clonar genes funcionales de diferentes rasgos en el maíz. Crédito: The Crop Journal

Durante siglos, la vasta diversidad física del maíz, el cultivo de cereales más popular a nivel mundial, ha fascinado tanto a los biólogos como a los fitomejoradores. 


por The Crop Journal


Los primeros fitomejoradores seleccionaron las variantes de maíz con características buenas y preferibles y las propagaron durante mucho tiempo para desarrollar líneas de «mejoramiento verdadero» o endogámicas que muestran las mismas características favorables, por ejemplo, el color o tamaño de grano deseado, durante generaciones. Debido a los avances científicos, ahora es bien sabido que estas variaciones de rasgos están vinculadas con variaciones en los genes del maíz y que cualquier cambio en el «genotipo» o variación del gen puede conducir a un nuevo «fenotipo» o variante de la planta de maíz con una variedad diferente. rasgo físico.

Averiguar qué genotipo está relacionado con qué fenotipo puede ayudarnos a producir plantas con los rasgos deseados a través de la manipulación genética , y este proceso forma la columna vertebral del fitomejoramiento moderno. Sin embargo, la transformación genética basada en el cultivo de tejidos, una técnica de mejoramiento de maíz de uso común , está limitada por dos obstáculos importantes: primero, la relativa falta de disponibilidad de secuencias genómicas de líneas puras que muestran variaciones fenotípicas marcadas y, segundo, la dificultad para inducir callos de maíz inmaduro embriones en medios de cultivo de tejidos: el paso inicial de la transformación genética.

Para abordar estos obstáculos, los investigadores de la Universidad Agrícola de Sichuan y Berry Genomics Corporation, China, han explotado el poder de la genómica funcional para encontrar soluciones a ambos problemas. En su estudio publicado en The Crop Journal , exploraron el genoma de la línea endogámica del maíz A188, conocida por tener muchos rasgos únicos en comparación con otras líneas, para dilucidar el vínculo entre genotipo y fenotipo. Su elección se basó en otra ventaja, como explica el Dr. Yaou Shen de la Universidad Agrícola de Sichuan, autor principal del estudio y uno de los autores correspondientes: «A188 también muestra una excelente inducción de callos del embrión inmaduro, y por lo tanto, buscamos determinar los genes candidatos responsables de este rasgo tan deseable «.

Primero, compararon las variaciones fenotípicas de A188 con las de otras tres líneas endogámicas de maíz de referencia, B73, Mo17 y W22. Luego, construyeron la biblioteca genómica de la línea A188. Finalmente, anotaron los aspectos funcionales asociados con los productos génicos y compararon las secuencias anotadas de A188 con las de las líneas de referencia.

Los resultados resultaron prometedores. Los investigadores encontraron que A188 tenía una inducción de callos embrionarios más eficiente y un genoma de referencia de calidad relativamente más alta en comparación con las otras líneas. El Dr. Langlang Ma, el otro autor correspondiente del estudio, explica: «Reunimos un genoma de 2210 Mb para A188 con un tamaño de andamio N50 de 11,61 millones de bases (Mb), un valor mucho mayor en comparación con los 9,73 Mb de B73 y 10,2 Mb. para líneas Mo17 «.

Curiosamente, casi el 30% de los genes A188 predichos eran estructuralmente muy diferentes de otras líneas de maíz, lo que explica la gran divergencia de proteínas y las variaciones fenotípicas observadas en A188. Al comparar la secuencia del genoma con datos previos, los investigadores identificaron ocho genes estructuralmente variados y dos genes expresados ​​diferencialmente como probables actores clave en la inducción de callos embrionarios de maíz.

Tomando estos hallazgos en conjunto, los investigadores supusieron que el A188 recién ensamblado podría servir como un nuevo genoma de referencia para clonar genes funcionales de diferentes rasgos en el maíz. El estudio también subraya la importancia de A188 para lograr una modificación genética eficiente del maíz a través del mejoramiento transgénico.

Estos hallazgos nos acercan un paso más al mapeo del laberinto genético del maíz y pueden revolucionar los mercados del cultivo líder en el mundo.



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