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Secuencia del genoma del girasol para proporcionar una hoja de ruta para cultivos más resistentes


Los investigadores de la Universidad de Georgia son parte de un equipo internacional que ha publicado la primera secuencia del genoma del girasol.


por la Universidad de Georgia


Este nuevo recurso ayudará a futuros programas de investigación utilizando herramientas genéticas para mejorar la resiliencia de los cultivos y la producción de petróleo.

Publicaron sus hallazgos hoy en la revista Nature .

Conocido por su belleza y también como una fuente importante de alimentos, el girasol es un cultivo mundial de aceite que promete una adaptación al cambio climático porque puede mantener rendimientos estables en una amplia variedad de condiciones ambientales, incluida la sequía. Sin embargo, el ensamblaje del genoma del girasol ha sido difícil hasta hace poco, porque en su mayoría consiste en secuencias relacionadas muy similares.

El equipo de investigación en América del Norte y Europa ordenó el genoma del girasol domesticado Helianthus annuus L. También realizó análisis comparativos y de todo el genoma, que proporcionan información sobre la historia evolutiva de los asterides, un subgrupo de plantas con flores que incluye papas, tomates y café.

Identificaron nuevos genes candidatos y redes genéticas reconstruidas que controlan el tiempo de floración y el metabolismo del aceite, dos rasgos principales de reproducción de girasol, y descubrieron que las redes de tiempo de floración han sido moldeadas por la duplicación pasada de todo el genoma . Sus hallazgos sugieren que copias antiguas de genes pueden conservar su funcionalidad y aún influir en los rasgos de interés después de decenas de millones de años.

«Como la primera secuencia de referencia del genoma del girasol, es todo un logro», dijo el coautor del artículo, John M. Burke, profesor de biología vegetal y miembro del Centro de Plantas de la UGA. «El genoma del girasol es más del 40 por ciento más grande que el genoma del maíz [maíz], y aproximadamente un 20 por ciento más grande que el genoma humano , y su naturaleza altamente repetitiva lo convirtió en un desafío único para el ensamblaje».

Burke, cuyo laboratorio estudia las bases genómicas de la divergencia evolutiva dentro de la familia del girasol, participó en el mapeo genético en el que se basó el ensamblaje del genoma y supervisó la secuenciación del genoma completo de las 80 líneas de girasol descritas en el documento.

La colaboración internacional fue dirigida por Nicolas Langlade en el Instituto Nacional Francés de Investigación Agrícola en Toulouse, Francia, e incluyó a Loren Rieseberg de la Universidad de Columbia Británica.

«Al igual que muchos genomas de plantas, el genoma del girasol es altamente repetitivo, aunque en este caso la situación es un poco peor», dijo Burke. «Los elementos repetitivos dentro del genoma surgieron relativamente recientemente, lo que significa que no han tenido tiempo de diferenciarse. Por lo tanto, es como armar un rompecabezas masivo en el que muchas piezas se ven exactamente iguales, o casi».

Los autores concluyeron que esta investigación refuerza el girasol como modelo para los estudios ecológicos y evolutivos y la adaptación al cambio climático, y acelerará los programas de mejoramiento.

«Facilitará en gran medida nuestro trabajo para comprender los mecanismos moleculares que subyacen a los rasgos clave relacionados con la resistencia al estrés abiótico, como la sequía, la salinidad y la baja resistencia a los nutrientes», dijo Burke. «Esta secuencia del genoma servirá esencialmente como un mapa genético para identificar los genes que subyacen a este tipo de rasgos».


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