El trigo alimenta al mundo. Según la FAO, el trigo es uno de los principales cultivos del planeta, tanto en extensión como en producción, así como una de las principales fuentes de carbohidratos y proteína vegetal en la alimentación humana. La búsqueda de la mejora genética del trigo, dando lugar a variedades más resistentes a problemas como los derivados del cambio climático o de ciertas plagas, responde a la necesidad de seguir alimentando a la población.
Los programas de mejora genética pueden extenderse a lo largo de décadas e implican el estudio de los mecanismos genéticos del trigo para poder entenderlos mejor y así conseguir una investigación más eficiente en este campo. En este contexto, un equipo de investigación compuesto por Miguel Aguilar, profesor del departamento de Botánica, Ecología y Fisiología Vegetal de la Universidad de Córdoba, José Garrido y Pilar Prieto, ambos investigadores del Instituto de Agricultura Sostenible (IAS – CSIC), ha conseguido avanzar en el conocimiento de estos procedimientos: han publicado el conjunto de genes de referencia fiables de la meiosis del trigo.
La meiosis es el proceso de división que genera los gametos o células reproductoras. Durante la meiosis se producen la asociación de los cromosomas y la recombinación genética, que son procesos claves para la fertilidad de la planta. Los genes de referencia o genes normalizadores son genes cuya expresión no cambia durante los procesos biológicos sometidos a estudio. De esta manera, este tipo de genes sirven de control para asegurarse de que cualquier cambio de expresión que se observe en otros genes se puede correlacionar de forma significativa con el proceso estudiado.
La ausencia de genes de referencia validados para estudiar la meiosis del trigo es lo que llevó a este equipo de identificación a buscar este conjunto de genes que permitan mediciones precisas de la expresión de otros genes durante el proceso de la meiosis en el trigo duro usado para elaborar pasta y el trigo harinero, base para obtener el pan. Este descubrimiento será útil para futuras investigaciones de la comunidad científica dedicada a la mejora genética del trigo.
Utilizando como base el genoma del trigo, secuenciado y ensamblado completo recientemente, el equipo investigador utilizó la técnica PCR cuantitativa (utilizada para amplificar secuencias de ADN) para testear y analizar la estabilidad de los genes seleccionados y determinar así, cuántos son necesarios para que los resultados sean fiables. Los genes de referencia obtenidos se encuentran duplicados o constituyen familias multigénicas, por lo que el verdadero reto para el equipo ha sido identificar aquellos miembros específicos que pueden usarse como genes de referencia en la expresión de genes durante la meiosis. Por último, se han identificado también dos nuevos genes: cyclic phosphodiesterase-like y salt tolerant protein gene.
Este conjunto de genes ayuda a comprender el funcionamiento de la meiosis y a poder manipularla, lo que puede revolucionar la agricultura, ya que permitiría manipular las asociaciones de cromosomas e introducir genes de otras especies en trigo. Todo, para seguir con la labor de alimentar al mundo
Garrido, J., Aguilar, M. & Prieto, P. Identification and validation of reference genes for RT-qPCR normalization in wheat meiosis. Sci Rep 10, 2726 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-59580-5