Creen una eina per a desenvolupar noves varietats de mill adaptades al canvi climàtic

El Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) participa en un estudi internacional que descriu com es codifica la informació genètica del mill, un dels cereals més cultivats del món, en la seua adaptació a les altes temperatures. Per a desenvolupar aquest treball, publicat en Nature Genetics, els investigadors han creat una nova metodologia computacional que compon mapes detallats de variacions genètiques entre individus. Així, han trobat gens que permeten als cereals tolerar millor la calor, una cosa fonamental per a desenvolupar noves varietats capaces d'adaptar-se al canvi climàtic més ràpid.

El "llibre d'instruccions" de cada organisme viu està escrit (codificat) en el seu ADN. Així, per a entendre com alguns individus de la mateixa espècie estan adaptats a determinats ambients cal saber com es codifiquen aquests mecanismes d'adaptació en la seua informació genètica. En aquest projecte, un equip internacional d'investigació on participa Aureliano Bombarely, investigador del CSIC en l'Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (IBMCP-CSIC-UPV), ha estudiat com es codifica la informació genètica (que col·lectivament diem genomes) en relació amb els processos d'adaptació a les altes temperatures d'un dels cereals més cultivats en el món, el mill (Pennisetum glaucum).

Per a això, han seqüenciat el genoma de deu individus molt diferents d'aquesta espècie. Cadascun d'aquests genomes té més de 35.000 gens, i, encara que són un 66% més xicotets que el genoma humà, és una quantitat d'informació difícil d'analitzar detalladament. Per a facilitar l'anàlisi, l'equip d'investigació ha usat una nova metodologia computacional que construeix un mapa de variacions genètiques molt detallada entre individus. "Aquests mapes es diuen 'pangenomas' i ens han permés entendre millor la informació genètica del mill", explica Bombarely.

"L'ús de pangenomas per a entendre com està relacionada la variació de la informació genètica amb les diferències entre individus i poblacions és una metodologia nova", aclareix l'investigador. "Abans d'ella, simplement no podíem comparar aquesta informació de manera eficient. Perdíem informació essencial en comparar tots els individus amb una referència, en lloc de comparar tot amb tot".

Noves varietats de mill, dacsa i arròs

Ara, amb aquest nou mètode els investigadors han trobat gens que permeten als cereals tolerar millor l'estrés per calor, participant en una sèrie de processos moleculars que eliminen més ràpid les proteïnes que s'han "desbaratat" per una calor excessiva. Segons Bombarely, això facilita la creació d'una nova eina que permetrà desenvolupar noves varietats de mill adaptades al canvi climàtic més ràpid.

"En el nostre cas ajudarà a desenvolupar més ràpid varietats de mill amb diferents característiques, com una major tolerància a la calor. Aquest coneixement també podrà usar-se per a millorar altres cereals com a dacsa i arròs", assegura l'investigador del CSIC. A més, "el coneixement sobre aquests gens del mill pot usar-se en altres cereals com la dacsa i l'arròs. De fet, en el treball s'usa un dels gens de mill en arròs demostrant que aqueixes plantes d'arròs que sobreexpresan el gen de mill són més tolerants a la calor".

El IBMCP en l'estudi

L'estudi ha sigut liderat pel professor Linkai Huang de la Universitat de Sichuan, amb qui el grup de Bioinformàtica i Genòmica Evolutiva del IBMCP dirigit per Aureliano Bombarely va començar a col·laborar en estudis sobre tolerància del mill a l'estrés per calor en 2017. Un dels seus estudiants de doctorat, Haidong Yan, ha coordinat les anàlisis bioinformàtiques signant com primer autor en aquest treball. A més, el IBMCP va contribuir al disseny experimental en les primeres fases d'aquest treball i va prestar els seus equips computacionals per a les anàlisis.

La FAO va estimar la producció mundial de mill en 28,4 milions de tones mètriques en 2019. l'Índia és el major productor mundial, seguit de Níger i la Xina. Actualment, més del 50% de la producció de mill està trobant camins cap a usos alternatius en lloc del seu consum només com a aliment bàsic. El mill és un aliment ric en nutrients com a coure, magnesi, fòsfor i manganés, la qual cosa ajuda a mantindre una vida saludable.