El mijo africano tiene dos propiedades importantes: el grano es rico en minerales importantes y resistente a la sequía y al calor. Gracias a una combinación novedosa de tecnologías de vanguardia, los investigadores de la Universidad de Zúrich pudieron decodificar el genoma grande y extremadamente complejo del mijo africano en alta calidad por primera vez. Esto representa una base fundamental para mejorar la seguridad alimentaria en países como India y partes de África.
Para muchos agricultores pobres de la India y África, el mijo africano es un alimento básico importante. La especie de cultivo no solo es una rica fuente de minerales como calcio, hierro, magnesio y zinc, sino que también contiene muchas vitaminas y aminoácidos esenciales. La planta también se caracteriza por su resistencia a la sequía y al calor. Como es muy saludable y no contiene gluten, también se está utilizando cada vez más como alimento en los países industrializados. A pesar de su importancia, el mijo africano ha recibido muy poca atención científica hasta ahora.
Genoma grande y complejo debido a la fusión de dos especies de plantas
El mijo dedo surgió de la hibridación de dos especies de plantas diferentes. Por lo tanto, la planta es poliploide, lo que significa que tiene un conjunto cuádruple de cromosomas y casi el doble de genes que su especie original. Se cree que el tamaño y la complejidad del genoma han conferido la amplia tolerancia ambiental del mijo africano, al tiempo que dificultan enormemente la investigación del genoma. Por primera vez, un equipo internacional de investigadores de la Universidad de Zúrich ha logrado descifrar el complejo genoma del mijo africano con gran detalle. Comprende alrededor de 2,6 millones de pares de bases y tiene más de 62.300 genes, aproximadamente el doble que el arroz, por ejemplo.
Nueva estrategia para la secuenciación y el mapeo del genoma
Unos buenos 57.900 genes del mijo africano, más del 90 por ciento, se producen en más de dos copias. Como sus secuencias de ADN son muy similares, fue difícil asignar correctamente las numerosas secciones de ADN decodificadas dentro del genoma completo. En cooperación con Ralph Schlapbach y Sirisha Aluri del Centro de Genómica Funcional de la Universidad de Zúrich y ETH Zúrich, el equipo encabezado por Kentaro Shimizu, profesor del Departamento de Biología Evolutiva y Estudios Ambientales de la UZH, ha logrado superar estas dificultades. Para este propósito, los científicos combinaron una sofisticada estrategia bioinformática desarrollada por Masaomi Hatakeyama que utiliza métodos de secuenciación de última generación con una nueva tecnología que puede mapear ópticamente las moléculas de ADN largas e individuales en el genoma. «Nuestra estrategia recientemente desarrollada ayudará a secuenciar el genoma de otras plantas cultivadas poliploides que no se han podido determinar hasta ahora», dice Shimizu.
Mejorar el suministro de nutrientes y la resistencia a la sequía
Un equipo interdisciplinario de investigadores de Zúrich y Bangalore, India, trabajaron juntos en este proyecto. El trabajo fue apoyado por Indo-Swiss Collaboration in Biotechnology (ISCB), un programa de investigación y desarrollo bilateral financiado por los gobiernos de Suiza e India, así como por la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón. El objetivo es mejorar la seguridad alimentaria y desarrollar la capacidad de investigación biotecnológica en la India. «Los nuevos datos disponibles sobre el genoma del mijo africano abren numerosas posibilidades para el fitomejoramiento moderno», enfatiza Shimizu. «Por un lado, para ayudar a las personas con deficiencias de minerales en la India y en los países industrializados y, por otro lado, para hacer que las plantas de cultivo importantes sean más resistentes a la sequía y la aridez».
