martes, 2 de mayo de 2017

El futuro de la Yuca en peligro por la acumulación de mutaciones en su genoma

La yuca, aipim, mandioca, tapioca, guacamota o casava, es un arbusto muy cultivado en Sudamérica, África y el Pacífico. Debido a que en sus raíces contiene almidones de alto valor alimentario es la tercera fuente de carbohidratos más consumida en los países del trópico, después del arroz y el maíz. Aunque fue domesticada en Latinoamérica, se ha extendido también por África, llegando a ser un cultivo básico para la seguridad alimentaria en muchos de los países de este continente.
La mayor amenaza que sufre este cultivo tan importante es que, aunque la especie original se reproducía por semillas, hoy en día la yuca cultivada se reproduce casi exclusivamente mediante clones por estaquillas. Al no existir la mezcla de genes habitual en la reproducción sexual por semillas, a lo largo de muchos años se han acumulando multitud de mutaciones deletéreas en las variedades productivas del cultivo. Estas mutaciones deletéreas son aquellas que no producen la muerte, sino una reducción  de la capacidad de la planta para sobrevivir y/o reproducirse, provocando una pérdida del rendimiento que actualmente se estima en un 60%. Por hacer un símil con humanos, salvando las distancias, sería algo como los problemas que existen en la endogamia en poblaciones muy pequeñas aisladas, que al no haber diversidad acaban acumulándose enfermedades, alteraciones en la estatura o en el estado físico en general.
Un grupo de científicos compuesto por estadounidenses, ugandeses y nigerianos han identificado cuales son estas mutaciones nocivas con el objetivo de conseguir reducir estas mutaciones y mejorar así la productividad de los cultivos, y evitando que llegue a colapsar la especie en un futuro. Los resultados de este trabajo lo pueden leer en el último número de Nature genetics en este link.

¿Cómo lo hicieron?

Secuenciaron el genoma de 241 variedades de yuca con un gran precisión para asegurarse que las mutaciones detectadas no eran la causa de errores en a secuenciación.

Con toda esta información hicieron un complejísimo trabajo bioinformático, uno de estos fue comparar los genomas con el del árbol del caucho, que tiene el mismo origen que la yuca, pero que se diferenció de ella hace unos 27 millones de años.
Además también vieron algunos de los genes que se modificaron por la domesticación, como el aumento del almacenaje de carbohidratos (la yuca tiene entre 5 y 6 veces más almidón que su progenitor), o la eliminación del contenido en alcaloides como el cianuro, muy tóxicos para el hombre.
Una vez identificados la inmensa cantidad de mutaciones dañinas para la yuca, se preguntaron cómo era capaz de sobrevivir un cultivo con esta  inmensa cantidad de mutaciones dañinas (aunque tenga una pérdida de rendimiento tan importante). La respuesta más válida es que una gran cantidad de estas mutaciones en los alelos heterocigóticos. Es decir, aunque hay muchas mutaciones, al tener una segunda copia del mismo gen sin mutar, el daño se controla y el cultivo puede seguir siendo viable. Es decir, es espectacular que el cultivo de la yuca siga existiendo a pesar de la gran cantidad de mutaciones que se han ido acumulando, pero si somos capaces de "limpiar" estas mutaciones deletéreas, el rendimiento del cultivo podría mejorarse muchísimo.

Conclusiones

Este grupo de científicos ha conseguido dar un paso importantísimo para el mantenimiento de un cultivo como el de la yuca al que no se le ha prestado tanta atención en la investigación, entre otras causas debida a que es un cultivo minoritario en los países más ricos. Al conseguir una base de datos de los genomas de este cultivo tan importante se le da una herramienta importantísima a los mejoradores de este cultivo para poder mejorar la yuca, eliminando estas mutaciones, mejorando el rendimiento del cultivo, haciéndolo más sano y completo para las poblaciones cuya base es este alimento. Personalmente quiero destacar que esto es  otro bonito ejemplo sobre como la ingeniería genética y la biotecnología en general es capaz de aportar herramientas para luchar a favor de la seguridad alimentaria en el mundo.



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