Nuevos genomas del trigo y la cebada ayudarán a llenar la despensa de la humanidad

Una colaboración internacional ha dado un importante paso en este sentido. El Proyecto del Genoma del Trigo 10+, dirigido por Curtis Pozniak, de la Universidad de Saskatchewan (Canadá), y en el que participan más de 100 investigadores de nueve países, ha secuenciado los genomas de diez variedades de trigo de América del Norte, Asia, Australia y Europa. Por su parte, el Consorcio de Secuenciación del Genoma de Pan de Cebada, dirigido por Nils Stein, del Instituto Leibniz de Genética de Plantas e Investigación de Cultivos (IPK), en Alemania, ha leído el «libro de instrucciones» de veinte genotipos de cebada , incluida una silvestre, la especie progenitora no domesticada.

La secuenciación del genoma del trigo harinero se consideró durante mucho tiempo una tarea imposible, debido a su complejidad y su enorme tamaño, casi seis veces más grande que el genoma humano. Se logró descifrar por fin hace dos años, fruto del ingente trabajo de más de 200 científicos de 73 instituciones procedentes de 20 países. Contenía la secuencia del 94% de los 21 cromosomas del trigo, la localización de casi 108.000 de sus genes y la presencia de millones de marcadores que controlan su funcionamiento. El de la cebada , la planta de la que se extrae el whisky, la cerveza y el pienso para animales, se consiguió un año antes. También fue muy complejo, ya que el 80% de sus secuencias están constituidas por regiones repetidas. Sin embargo, un solo genoma no era suficiente para comprender el alcance total de la variación genética en ambos cultivos.

Los nuevos trabajos, publicados en la revista «Nature», elaboran un amplio mapa de genomas, o pangenomas , que acercan a los investigadores a conocer el «plan de construcción» completo de ambas especies, no solo de un único representante. Este atlas extraordinario ayudará a los fitomejoradores a identificar más rápidamente los genes y elementos reguladores que subyacen a rasgos complejos como el rendimiento, la calidad de grano, la resistencia a enfermedades fúngicas o la tolerancia a las sequías, el calor, las heladas o la salinidad.

Por ejemplo, «al comparar con precisión múltiples variedades de trigo, descubrimos un gen presente en algunas de ellas que resiste al mosquito de la flor del azahar, un insecto que se alimenta de las semillas en desarrollo. Esta información puede ayudarnos a desarrollar variedades resistentes de manera más eficiente», explica Pozniak a este diario. En cuanto a la cebada, apunta Stein, han descubierto que su genoma «puede ser muy diverso y dinámico entre dos variedades», con conocimientos que pueden resultar de gran valor para la reproducción.

El estudio también facilitará la identificación de los mecanismos genéticos que permiten a estos cereales adaptarse al cambio climático. «Un clima cambiante significa períodos más extremos de sequía o de temperaturas más altas, además de tener el potencial de cambiar el espectro de plagas y patógenos», dice Ponziak.

Los investigadores están convencidos de que sus resultados abrirán las puertas a una nueva generación de variedades de trigo y cebada con las que llenar la despensa mundial. Algo fundamental, ya que tan solo el trigo produce el 20 por ciento de las calorías consumidas por la humanidad. Su producción debería aumentar en más del 50% sobre los niveles actuales para alimentar a la población en 2050.

«Hay muchas implicaciones no solo para la ciencia, sino también para los países que se enfrentan a la inseguridad alimentaria en todo el mundo», afirma Hikmet Budakm, de Montana BioAgriculture y uno de los firmantes del trabajo sobre el trigo. «Esto podría generar mayores ingresos para los agricultores, una mejor nutrición para las poblaciones mundiales y nuevas variedades. La investigación también ofrece un inmenso potencial para que el mundo científico cree nuevos descubrimientos en materia de producción y seguridad de alimentos agrícolas», subraya.

Además, este mapa de genes podrá utilizarse en el futuro para desarrollar aún más variedades de trigo y cebada de «súper cultivos» de una manera que el público quiera utilizando potentes técnicas de edición del ADN, como CRISPR y TALEN. Igualmente, podría ser un paso adelante en el cultivo de variedades que permitan crear pan y otros productos sin gluten, una necesidad para los celiacos. Como explica Kentaro Shimizu, de la Universidad de Zúrich, uno de los principales propósitos del proyecto es estudiar el gluten, que está compuesto de gliadina y glutenina. «No fue fácil estudiar las secuencias de genes de gliadina y glutenina, porque hay una gran cantidad de copias y son complejas, pero los datos del proyecto permitirán el análisis detallado de sus variaciones», señala.

Y para aquellos que se estén deleitando pensando en una nueva y deliciosa variedad de cerveza, Stein pone el freno con algo de humor: «No estoy seguro de si algunas de las cervezas que he podido probar en todo el mundo podrían mejorarse». Hay cosas que ni siquiera puede conseguir la genética.