Colombia resguarda la colección de yuca más grande del mundo

Desde el suroccidente colombiano, el Banco de Germoplasma, gestionado por la Alianza Bioversity International y el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), conserva y distribuye material vegetal de las 3 colecciones globales más importantes de frijol, forrajes tropicales y yuca, la cual cuenta con 5.963 accesiones in vitro, correspondientes a 23 especies provenientes de 28 países.

En su orden de importancia por cantidad de material vegetal de yuca se encuentran Colombia, Brasil, Perú, Indonesia, Venezuela, Paraguay, Argentina, Ecuador, México, Costa Rica, Guatemala, Cuba, Malasia y Panamá, entre otros países. De estas, el 82 % son variedades criollas, el 10 % mejoradas y el 8 % silvestres. Esta diversidad refleja la riqueza biológica del país y del mundo en este alimento primordial de la canasta básica familiar.

El Banco opera con el marco del Acuerdo Normalizado de Transferencia de Materiales (ANTM) del Tratado Internacional sobre los Recursos Fitogenéticos para la Alimentación y la Agricultura (TIRFAA) de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), y con él se busca garantizar la conservación de la diversidad genética del frijol, yuca y forrajes –3 alimentos vitales para la soberanía alimentaria del mundo– y promover programas de investigación y mejoramiento de cultivos. Aquí se han formado estudiantes de pregrado y posgrado de la UNAL Sede Palmira.

Raya marrón de la yuca en África, amenaza a la biodiversidad

Una de las principales enfermedades que enfrenta la yuca es el virus de la raya marrón de la yuca, causada principalmente por dos virus pertenecientes al género Ipomovirus (familia Potyviridae): el Cassava brown streak virus (CBSV) y el Ugandan cassava brown streak virus (UCBSV).

“Esta enfermedad se manifiesta con lesiones necróticas de color marrón en las raíces, clorosis foliar, que son como manchas blanquecinas en las hojas y rayas marrones en los tallos, por lo que la yuca no se puede consumir”, explica la agrónoma Jessica Alejandra Ospina Colorado, candidata a magíster en Ciencias Biológicas con énfasis en Biotecnología Vegetal de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, encargada en el Banco de Germoplasma Semillas del Futuro del establecimiento del banco de tejido y banco de ADN de las colecciones de yuca y de frijol.

Utilizando material del Banco, y mediante un análisis de asociación genómica, con su tesis contribuyó al estudio de este virus con la identificando 28 marcadores tipo SNP (que son cruciales para la identificar de genes asociados con enfermedades) vinculados a la presencia/ausencia y escala de severidad de los síntomas causados por el virus.

Esta identificación se realizó a partir de los resultados de un estudio anterior realizado por un grupo de investigación independiente que hizo inoculaciones artificiales con la cepa de la enfermedad. “De estos, 5 marcadores fueron altamente significativos y estaban asociados con diferentes proteínas, cuyas funciones se han relacionado con reconocimiento de patógenos o activación de respuesta inmune”.

Mediante el uso de la plataforma DArTseq, que emplea enzimas para realizar cortes a lo largo del genoma, que toda la información genética de un individuo, se secuenciaron 121.405 marcadores. Tras aplicar una serie de filtros a los datos, la investigadora seleccionó los altamente informativos y de calidad.

Luego realizó un análisis de asociación utilizando la herramienta GAPIT, con la que evaluó diferentes modelos estadísticos para identificar regiones de QTLs (conjuntos de genes) más asociadas con la resistencia al virus. Se seleccionaron 4 marcadores con capacidad para explicar un alto porcentaje de la varianza fenotípica (diversidad de rasgos de las yucas) y se definió el genotipo favorable para cada uno de los 4 marcadores seleccionados, es decir aquellos que podrían presentar la enfermedad.

Luego, en un panel de 5.302 accesiones de yuca (muestras de semillas), para las cuales el Banco de Germoplasma ya cuenta con datos genotípicos DArTseq, se evaluaron cuáles accesiones contaban con una mayor proporción de los genotipos favorables.

Así logró seleccionar y predecir 30 accesiones de yuca conservadas en el Banco de Germoplasma que presentan potencial resistencia a la enfermedad, por lo que fueron propuestas y serán incluidas en estudios posteriores de infección natural o artificial para su validación.

La investigadora Ospina explica que “las accesiones de germoplasma son muestras representativas de la diversidad agrícola, las cuales se recolectan, se conservan y se estudian para su mejoramiento. Estas pueden incluir semillas, esquejes, tubérculos u otro material vegetal que se pueda emplear para reproducir las plantas”.

Los resultados de este proyecto contribuirán en el mejoramiento de las variedades sembradas en el continente africano y en la preparación de la región ante el riesgo de que esta enfermedad aparezca a futuro, ya que en África ha dejado pérdidas para la producción de este alimento.

La investigación fue dirigida por la doctora Mónica Carvajal Yepes, coordinadora del Banco Digital de Semillas del Futuro en donde se realizó el trabajo de investigación, y codirigido por la profesora Diana López Álvarez, del Grupo de Investigación en Diversidad Biológica de la UNAL Sede Palmira.