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Científicos del ARS hacen análisis genético a las uvas más capaces de resistir las plagas
Científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) han terminado el análisis genético más completo hasta ahora de la uva domesticada. Ellos usaron nueva tecnología para revelar un nivel sorprendente de diversidad genética y afinar los marcadores genéticos que podrían llevar al desarrollo de uvas más capaces de resistir las plagas y los patógenos que ahora causan el uso de aplicaciones múltiples de productos químicos en las uvas. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés).
El estudio, con resultados publicados en los Actos de la Academia Nacional de Ciencias, muestra que aunque las uvas de mesa y de vino (Vitis vinifera) fueron domesticadas hasta hace 8.000 años en el Oriente Próximo, ellas todavía tienen suficiente diversidad genética para ofrecer un potencial no explorado para el desarrollo de rasgos deseables, según Sean Myles, el autor principal del estudio. Myles ahora es un científico postdoctoral en la Escuela de Medicina de la Universidad Stanford en California.
Otros autores incluyen genetista Edward S. Buckler con el Centro Robert W. Holley de Agricultura y Salud, mantenido por el ARS en Ithaca, Nueva York; genetista Christopher L. Owens en la Unidad de Investigación de la Genética de Uvas mantenida por el ARS en Geneva, Nueva York; genetista Mallikarjuna K. Aradhya del Repositorio Nacional de Germoplasma Clonal mantenido por el ARS en Davis, California; horticultor Bernard Prins, también con el ARS en Davis, California; bióloga computacional Doreen Ware con el ARS; y colaboradores en la Universidad de Cornell, la Universidad Stanford, el Laboratorio Cold Spring Harbor, y la Universidad de Milán en Italia. Myles realizó la investigación cuando era un científico postdoctoral en el laboratorio del ARS en Ithaca.
"Las uvas son entre los cultivos frutales más importantes económicamente, y este estudio muestra no sólo el potencial de desarrollar nuevos enfoques para mejorar las variedades existentes, sino también la relación entre muchas variedades comunes", dijo Edward B. Knipling, administrador del ARS.
Los investigadores dicen que sus resultados muestran que cuando los criadores desarrollaron una variedad exitosa de uvas de mesa o de vino, ellos probablemente continuaron utilizando esa variedad o sus parientes cercanos por muchos siglos. Como resultado, las uvas han pasado por menos crianza intensiva comparadas con otros cultivos durante el último milenio. Esa relativa ausencia de entrecruzamiento ha aumentado la vulnerabilidad de las uvas a una gama amplia de plagas y patógenos, según los investigadores. Muchos cultivadores de uvas gastan miles de dólares cada año en aplicar fungicidas solamente para controlar las cenicillas polvorientas, por ejemplo.
Las uvas crecen en parras perennes leñosas que toman tres años para madurar de una planta de semillero a una planta con fruta, así que la crianza tradicional de nuevas variedades de uvas es costosa y toma mucho tiempo. Con el desarrollo reciente de herramientas genómicas para la crianza de plantas, científicos en todas partes del mundo han sido buscando los marcadores genéticos asociados con rasgos deseables en uvas. Científicos pueden usar estos marcadores para acelerar el desarrollo de variedades de uvas que tienen más capacidad de resistir patógenos y enfermedades, tolerar el frío y la sequía, y ofrecer la mezcla deseada de sabor, madurez y otros rasgos deseables.
En su estudio, los investigadores descubrieron que las uvas domesticadas probablemente ofrecen suficiente diversidad para abordar muchos de los retos que se enfrentan a los cultivadores.
Los investigadores utilizaron un microarreglo de ADN–el cual es una tecnología comúnmente usada en la genómica–con 9.000 sondas genéticas para examinar los patrones de variación entre pedazos de ADN llamados polimorfismos de nucleótido único (SNPs por sus siglas en inglés) en 950 accesiones de uvas. Microarreglos similares han sido desarrollados para analizar el genoma de los caballos, el ganado bovino, los ovinos, el maíz y el arroz.
Con la información generada del microarreglo especial, los científicos desarrollaron un gráfico que muestra el parentesco genético de docenas de las accesiones de uvas que producen algunos de los vinos más populares, incluyendo Riesling y Pinot Noir.
Los resultados también abordaron la confusión creada por siglos de crianza de uvas y propagación vegetativa. En el pasado, cuando una variedad de uva produjo un rasgo mutante o una característica única, tal como fruta con un color diferente, a menudo los cultivadores propagaron vegetativamente ese mutante y le daban un nuevo nombre. Actualmente hay más de 10.000 nombres de variedades de uvas en el mundo. Pero, desde el punto de vista genético, algunos de los mutantes nombrados como nuevas variedades fueron idénticos a sus padres, o tan similares que las pruebas genéticas no pueden distinguir entre los mutantes y sus padres, según los investigadores.
Como resultado, Myles y sus colegas descubrieron que el 58 por ciento de las 950 accesiones de vinifera examinados fueron tan estrechamente relacionados que aparecen ser clones de por lo menos una otra accesión.
El estudio, con resultados publicados en los Actos de la Academia Nacional de Ciencias, muestra que aunque las uvas de mesa y de vino (Vitis vinifera) fueron domesticadas hasta hace 8.000 años en el Oriente Próximo, ellas todavía tienen suficiente diversidad genética para ofrecer un potencial no explorado para el desarrollo de rasgos deseables, según Sean Myles, el autor principal del estudio. Myles ahora es un científico postdoctoral en la Escuela de Medicina de la Universidad Stanford en California.
Otros autores incluyen genetista Edward S. Buckler con el Centro Robert W. Holley de Agricultura y Salud, mantenido por el ARS en Ithaca, Nueva York; genetista Christopher L. Owens en la Unidad de Investigación de la Genética de Uvas mantenida por el ARS en Geneva, Nueva York; genetista Mallikarjuna K. Aradhya del Repositorio Nacional de Germoplasma Clonal mantenido por el ARS en Davis, California; horticultor Bernard Prins, también con el ARS en Davis, California; bióloga computacional Doreen Ware con el ARS; y colaboradores en la Universidad de Cornell, la Universidad Stanford, el Laboratorio Cold Spring Harbor, y la Universidad de Milán en Italia. Myles realizó la investigación cuando era un científico postdoctoral en el laboratorio del ARS en Ithaca.
"Las uvas son entre los cultivos frutales más importantes económicamente, y este estudio muestra no sólo el potencial de desarrollar nuevos enfoques para mejorar las variedades existentes, sino también la relación entre muchas variedades comunes", dijo Edward B. Knipling, administrador del ARS.
Los investigadores dicen que sus resultados muestran que cuando los criadores desarrollaron una variedad exitosa de uvas de mesa o de vino, ellos probablemente continuaron utilizando esa variedad o sus parientes cercanos por muchos siglos. Como resultado, las uvas han pasado por menos crianza intensiva comparadas con otros cultivos durante el último milenio. Esa relativa ausencia de entrecruzamiento ha aumentado la vulnerabilidad de las uvas a una gama amplia de plagas y patógenos, según los investigadores. Muchos cultivadores de uvas gastan miles de dólares cada año en aplicar fungicidas solamente para controlar las cenicillas polvorientas, por ejemplo.
Las uvas crecen en parras perennes leñosas que toman tres años para madurar de una planta de semillero a una planta con fruta, así que la crianza tradicional de nuevas variedades de uvas es costosa y toma mucho tiempo. Con el desarrollo reciente de herramientas genómicas para la crianza de plantas, científicos en todas partes del mundo han sido buscando los marcadores genéticos asociados con rasgos deseables en uvas. Científicos pueden usar estos marcadores para acelerar el desarrollo de variedades de uvas que tienen más capacidad de resistir patógenos y enfermedades, tolerar el frío y la sequía, y ofrecer la mezcla deseada de sabor, madurez y otros rasgos deseables.
En su estudio, los investigadores descubrieron que las uvas domesticadas probablemente ofrecen suficiente diversidad para abordar muchos de los retos que se enfrentan a los cultivadores.
Los investigadores utilizaron un microarreglo de ADN–el cual es una tecnología comúnmente usada en la genómica–con 9.000 sondas genéticas para examinar los patrones de variación entre pedazos de ADN llamados polimorfismos de nucleótido único (SNPs por sus siglas en inglés) en 950 accesiones de uvas. Microarreglos similares han sido desarrollados para analizar el genoma de los caballos, el ganado bovino, los ovinos, el maíz y el arroz.
Con la información generada del microarreglo especial, los científicos desarrollaron un gráfico que muestra el parentesco genético de docenas de las accesiones de uvas que producen algunos de los vinos más populares, incluyendo Riesling y Pinot Noir.
Los resultados también abordaron la confusión creada por siglos de crianza de uvas y propagación vegetativa. En el pasado, cuando una variedad de uva produjo un rasgo mutante o una característica única, tal como fruta con un color diferente, a menudo los cultivadores propagaron vegetativamente ese mutante y le daban un nuevo nombre. Actualmente hay más de 10.000 nombres de variedades de uvas en el mundo. Pero, desde el punto de vista genético, algunos de los mutantes nombrados como nuevas variedades fueron idénticos a sus padres, o tan similares que las pruebas genéticas no pueden distinguir entre los mutantes y sus padres, según los investigadores.
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Rodrigo González Fernández
Diplomado en "Responsabilidad Social Empresarial" de la ONU
Diplomado en "Gestión del Conocimiento" de la ONU
Diplomado en Gerencia en Administracion Publica ONU
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