Una enciclopedia que contribuirá a alimentar el mundo
Dr. Gerardo Jiménez Sánchez
El trigo es uno de los granos fundamentales para la alimentación occidental y representa un alimento básico para más del 30% de la población en el mundo. En México, el trigo es el décimo cultivo más importante al contribuir con el 2.9% del valor de la producción agrícola, generando ingresos superiores a los 12 mil millones de pesos, siendo Sonora, Baja California, Guanajuato, Michoacán, Chihuahua y Tlaxcala los estados en donde se produce el 89% de este cereal.
La revolución de las ciencias de la vida basadas en el conocimiento del ADN nos ofrece la oportunidad de aplicar el conocimiento científico al desarrollo de nuevas variedades de cultivos. Esto cobra especial relevancia en el contexto de una población mundial en continua expansión, sometida a importantes cambios climáticos, lo que lleva a la necesidad de impulsar esfuerzos sustentables para alimentar a la población al tiempo de minimizar el impacto sobre el medio ambiente.
La investigación científica apoyada en las tecnologías genómicas han permitido conocer el ADN de cientos de plantas acelerando las estrategias de cruzamiento y permitiendo conocer mejor las bases biológicas de rasgos de interés para la agricultura. Recordemos que el ADN contiene las instrucciones que dan lugar a cada estructura y función de los organismos vivos. Esta cadena “escrita” a base de cuatro letras A, G, T y C, se organiza en estructuras conocidas como cromosomas que se albergan en cada célula. Así la lectura, también llamada secuenciación, del ADN de los tres principales cereales de consumo humano representa un reto prioritario para las ciencias genómicas. El arroz fue una de las primeras plantas cuyo ADN fue secuenciado en 2002. Se trata de un genoma relativamente sencillo, con dos copias de cada cromosoma como en el caso de los humanos. Años más tarde, en 2009 se logró obtener la secuencia del genoma del maíz, que si bien tiene muchas secuencias repetitivas en su “texto”, también tiene dos copias de cada cromosoma. El caso del trigo es diferente. Se trata de una planta que contiene tres genomas conocidos como subgenoma A, subgenoma B y subgenoma D, los tres muy similares dando un total de 21 cromosomas. La similitud entre los “textos” de los tres juegos de cromosomas hace difícil su secuenciación dado que el ensamblaje de las pequeñas piezas se vuelve confuso al haber tantos segmentos del texto repetidos.
Para vencer estos obstáculos el Consorcio Internacional para la Secuenciación del Genoma del Trigo (IWGSC) desarrolló una estrategia para generar un mapa físico y secuenciar cada uno de los cromosomas del trigo. En 2014, estos esfuerzos dieron lugar a la publicación de cuatro artículos en la revista Science (www.sciencemag.org/site/extra/wheatgenome/) reportando importantes logros para la obtención de una secuencia de referencia. El IWGSC generó un inventario del contenido de genes —párrafos dentro de la secuencia del ADN que tienen la instrucción para producir proteínas— a lo largo de los 21 cromosomas.
Más recientemente, en marzo de 2015, investigadores de la Universidad Estatal de Kansas en Estados Unidos estudiaron el ADN de 62 variedades de trigo de cultivos modernos y de variedades no mejoradas. Como resultado, publicaron un catálogo de la diversidad genómica del trigo, generando una base fundamental para futuras mejoras en este cereal (http://genomebiology.com/2015/16/1/48). En suma, generaron lo que científicamente se conoce como el primer mapa de haplotipos del trigo. Esta herramienta impulsará diversas estrategias para acelerar los ciclos de cruzamiento y reducir los tiempos de liberación de las futuras variedades de trigo que generen una mayor producción y toleren mejor las agresiones del medio ambiente como la sequía y la presencia de plagas, así como otros rasgos ligados al reto de la suficiencia alimentaria.
En México se han generado una gran cantidad de variaciones de trigo. El Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) fundado en la década de 1940 desarrolla investigación científica orientada a incrementar de manera sustentable la productividad de los sistemas de cultivo de maíz y trigo para garantizar la seguridad alimentaria global y reducir la pobreza. Me puedo imaginar la emoción que le hubiera dado al Dr. Norman Borlaug, recordado genetista de plantas e investigador del CIMMYT, quien recibió el Premio Nobel por sus contribuciones a la Revolución Verde, el poder ver materializados los avances de la revolución genómica en torno a la producción de alimentos.