por Oleg Sherbakov, Instituto Skolkovo de Ciencia y Tecnología
Investigadores de Skoltech, el Instituto de Investigación de Cultivos Oleaginosos de toda Rusia Pustovoit, OilGene (una startup lanzada en Skoltech) y otras organizaciones han encontrado nuevos marcadores que acelerarán el cultivo de girasoles con alto contenido de oleico y mejorarán la producción de aceite saludable con alto contenido de ácido oleico. El estudio se publica en PLOS ONE .
Los aceites de girasol se dividen en varios tipos. El aceite alto oleico es más resistente a la oxidación térmica y es bajo en ácidos grasos saturados. Es bueno para freír porque tiene un sabor neutro y no contiene grasas trans nocivas. El ácido oleico reduce el riesgo de enfermedades cardíacas. En sus propiedades, el aceite de girasol alto oleico es similar al aceite de oliva.
«Las materias primas para el aceite alto oleico resultan del proceso de mejoramiento. Normalmente, los fitomejoradores de girasol comienzan cruzando el progenitor alto oleico con el nucleico para introducir el rasgo. En la siguiente etapa, plantan semillas en los campos experimentales y seleccionan una progenie. de semillas con alto contenido oleico después de realizar difíciles pruebas bioquímicas en el laboratorio, es un proceso que requiere mucho tiempo.
«Desarrollamos dos conjuntos de marcadores para la reproducción acelerada de girasoles con alto contenido de oleico. Ayudarán a encontrar la progenie con alto contenido de oleico mientras se forma el aquenio (semilla) en el antodio padre. Ahora, con la ayuda de estos marcadores, el girasol con alto contenido de oleico rasgo es más fácil de encontrar y seleccionar mediante la prueba rápida de ADN», explica el primer autor y graduado de Skoltech, Rim Gubaev.
Los investigadores cruzaron dos líneas de girasol, con la mutación alta en oleico y sin ella, y cortaron cada semilla por la mitad. Extrajeron un poco de aceite de la primera mitad y determinaron el contenido de ácido oleico mediante cromatografía de gases con detección de ionización de llama. La otra mitad con el embrión se utilizó para cultivar una nueva planta , de la que los científicos extrajeron el ADN y lo decodificaron con ayuda de una secuenciación de alto rendimiento.
«Utilizando datos de secuenciación, construimos mapas genéticos y realizamos mapeos, que arrojaron marcadores genéticos asociados con el contenido de ácido oleico. Skoltech y OilGene registrarán una patente para estos marcadores. Nuestros resultados sientan las bases para el desarrollo de pruebas rápidas de ADN para empresas especializadas en mejoramiento, «, explica la coautora del estudio, directora ejecutiva de OilGene y graduada de Skoltech, Alina Chernova.
El estudio también arrojó nuevos resultados fundamentales. Descubrió la translocación en el genoma del girasol cultivado: un desplazamiento de regiones cromosómicas de plantas grandes. Anteriormente, la translocación se describía únicamente al cruzar diferentes tipos de girasoles silvestres.
«Además de la translocación, hemos demostrado que el gen alto oleico puede estar representado por dos alelos: recesivo y dominante. Anteriormente se suponía que el gen alto oleico sólo podía ser dominante. Descubrimos su versión recesiva», dijo el coautor del estudio, – concluye Stepan Boldyrev, joven investigador del Centro de Proyectos de Tecnologías Agrarias de Skoltech.
Los investigadores utilizan eficazmente sus resultados en los negocios. Nacida en Skoltech y fundada por los autores del estudio, la empresa OilGene apoya al sector agrícola a través de tecnologías genéticas.
«Nuestros resultados de colaboración con el Instituto de Investigación de Cultivos Oleaginosos de toda Rusia Pustovoit serán el núcleo para desarrollar nuevas soluciones para acelerar el mejoramiento del girasol. Reducirán los costos financieros y de tiempo para crear sus nuevas variedades e híbridos. Por un lado, nuestros marcadores ayudará a desarrollar una prueba rápida de ADN para identificar el rasgo alto oleico en los girasoles directamente en el campo.
«Por otro lado, estos marcadores se pueden incluir en el panel NGS para determinar la calidad del aceite de girasol según una serie de características, similar a los paneles utilizados para diagnosticar enfermedades genéticas humanas. Planeamos comercializar nuestros resultados en la startup OilGene en Skoltech», concluye Chernova.
La empresa OilGene busca marcadores genéticos de rasgos importantes desde el punto de vista agrícola de las plantas cultivadas, desarrolla enfoques para el mejoramiento acelerado, brinda apoyo genético y bioinformático para los procesos de mejoramiento y es pionero en enfoques de selección genómica. Para ello, utiliza tecnología de secuenciación de última generación y genotipado de alto rendimiento. El equipo tiene competencias en genética vegetal, mejoramiento asistido por marcadores, fitopatología, biología molecular y bioinformática.
Como parte de sus proyectos anteriores, el equipo encontró marcadores genéticos de rasgos agrícolas útiles para el mejoramiento acelerado de girasol, colza y soja, así como sistemas de prueba desarrollados para determinar la hibridación de la resistencia de la soja al contagio del girasol . El mercado objetivo de OilGene son las empresas de cría de animales y las explotaciones agrícolas.
Más información: Rim Gubaev et al, Mapeo de QTL del contenido de ácido oleico en líneas modernas de girasol VNIIMK (Helianthus annuus L.) mediante el uso de un mapa SNP basado en GBS, PLOS ONE (2023). DOI: 10.1371/journal.pone.0288772
