Mapeo de la genética del mijo para habilitar mejores variedades para los agricultores en los países en desarrollo

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Mijo proso que crece en el oeste de Nebraska, que se cree que fue uno de los primeros cultivos domesticados. Se cultiva en el mundo en desarrollo como fuente de alimento y en los EE. UU. y Europa como forraje y alpiste. Crédito:Santosh Rajput

En los trópicos semiáridos de Asia y África, las condiciones pueden ser difíciles para los cultivos. Las plantas necesitan tener temporadas de crecimiento cortas, sobrevivir en suelos pobres y tolerar el estrés ambiental.

Entra, los mijos.

Cerca del 97 % del mijo cultivado en todo el mundo se produce en países en desarrollo. Los mijos son un grupo diverso de cultivos de cereales. Es importante destacar que, por lo general, tienen un alto contenido nutricional.

“Sin embargo, el mijo ha sido pasado por alto en gran medida por la investigación genética moderna”, dice Matthew Johnson, investigador de la Universidad de Georgia. En un nuevo estudio, Johnson, junto con colegas en India, generó algunos de los primeros recursos genéticos para tres variedades diferentes de mijo.

A medida que se crean recursos genéticos para cultivos menos estudiados, los investigadores pueden aprovechar mejor la diversidad genética dentro de la familia de cultivos. Esto puede conducir al desarrollo de nuevas variedades de cultivos. "Nuestros resultados brindarán a los investigadores herramientas para desarrollar mejores variedades de mijo para los agricultores", dice Johnson.

Mijo kodo creciendo en la India. El mijo kodo es un cultivo huérfano que puede producir alimentos en ambientes cálidos y secos. Crédito:M. Vetriventhan

La mayoría de los agricultores que cultivan mijo son pequeños agricultores (que cultivan menos de 5 acres). Los mijos son cruciales para su sustento. Eso es porque pueden crecer en tierras marginales y necesitan menos agua que la mayoría de los cultivos.

“El mijo también crece mucho más rápido que la mayoría de los otros cultivos importantes”, dice Johnson. Eso es importante porque los agricultores pueden plantar mijo si el clima o los desastres naturales hacen que las plantaciones iniciales fracasen. "Entonces, con mijo, los agricultores pueden al menos obtener algo de cosecha", dice.

El equipo de Johnson secuenció y analizó el ADN de tres especies de mijo:kodo, little y proso. "Estos son tres cultivos para los que se han desarrollado relativamente pocos recursos", explica Johnson.

Los materiales de origen vegetal se obtuvieron del Instituto Internacional de Investigación de Cultivos para los Trópicos Semiáridos de la India. El objetivo de los investigadores era comprender mejor la diversidad genética dentro y entre cada variedad de mijo. "Comprender esta diversidad es un paso importante para desarrollar mejores variedades del cultivo", dice Johnson.

Descubrieron pequeñas diferencias en las secuencias de ADN de las diversas plantas. En última instancia, estas diferencias genéticas pueden estar relacionadas con características, como la tolerancia a la sequía y la tasa de crecimiento.

Pequeño mijo que crece en la India. El mijo pequeño es un cultivo huérfano que puede crecer en climas cálidos y secos. Es valioso para la seguridad alimentaria regional. Crédito:M. Vetriventhan

“La genética y las pruebas de campo van de la mano”, dice Johnson. El cultivo de diferentes tipos de mijo puede proporcionar información sobre el rendimiento y el tiempo de floración, entre otras características. "Necesitamos combinar estos resultados con el conocimiento de la relación genética de las plantas de mijo", dice.

Al cotejar los resultados de campo y los datos genéticos, los investigadores identifican los rasgos deseados y desarrollan variedades mejoradas. "Podemos seguir mejorando estas variedades año tras año", dice Johnson.

Una parte importante del mejoramiento de variedades deseables de un cultivo es comprender cómo se relacionan entre sí las existentes. "Pudimos encontrar evidencia de que la comprensión previa de cómo las variedades de mijo se relacionan entre sí no siempre reflejaba su genética", explica Johnson.

Las clasificaciones existentes se hicieron en base a características físicas. Pero resulta que esos pueden no ser reflejos precisos de relaciones genéticas cercanas.

“Piense en ello como si tratara de clasificar las relaciones genéticas entre humanos por el color del cabello”, dice. “El color del cabello está controlado genéticamente. Todas las personas con cabello rubio, por ejemplo, tienen alguna relación genética”.

“Pero hay mucho más que el color del cabello que determina con quién estamos relacionados genéticamente”, dice Johnson. “A veces, los hermanos pueden tener un color de cabello diferente. Sin embargo, estarán más estrechamente relacionados entre sí que con un extraño que tenga el mismo color de cabello”.

Descubrir la genética subyacente, como en este estudio, puede ayudar a los fitomejoradores a desarrollar variedades de mijo con las características físicas deseadas. “El mijo es un gran cultivo”, dice Johnson. "Creo que pueden diversificar nuestra dieta y contribuir a las fuentes de alimentos y la seguridad a medida que nuestro clima continúa cambiando".

Obtenga más información sobre este trabajo en El genoma de las plantas . Esta investigación fue financiada en parte por el Instituto Internacional de Investigación de Cultivos para los Trópicos Semiáridos y la Universidad de Georgia.

Referencia:"Análisis de la estructura de la población de todo el genoma de tres mijos menores:Kodo Millet, Little Millet y Proso Millet" por Matthew Johnson, Santosh Deshpande, Mani Vetriventhan, Hari D. Upadhyaya y Jason G. Wallace, 5 de septiembre de 2019, El Genoma Vegetal .
DOI:10.3835/plantgenome2019.03.0021