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Investigadores de la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales de la Universidad Nacional de Misiones lograron caracterizar todos los genes de la yerba mate (Ilex paraguariensis). La investigación se inició en el 2013, contó con el apoyo del Conicet y el Inta y podrá servir de marco de referencia a nivel mundial para próximos análisis a gran escala que permitan conocer y determinar las características de importancia agronómica, biológica y nutricional de la yerba mate.
Los investigadores de los genes de la yerba mate
Parte del equipo de investigación: de izquierda a derecha, Mauro Grabiele, Dardo Marti, Mónica Otegui, Pedro Zapata y Patricia Aguilera.
El equipo que realizó el trabajo está integrado por los genetistas de la facultad de Ciencias Exactas, Dardo Marti (decano), Mauro Grabiele, Patricia Aguilera, Mónica Otegui, el bioquímico Pedro Zapata, además otros investigadores como Humberto J. Debat y Rosana E. Bubillo.
En la investigación se utilizó una planta de yerba mate línea elite -Pg538- desarrollada por el INTA de Cerro Azul.
En los pasos realizados lograron secuenciar, ensamblar y anotar el transcriptoma que es la parte del ADN integrada por los genes que producen proteínas, entre ellas la que generan la cafeína -también llamada “mateína”- y la que permite resistir enfermedades, entre muchas otras.
“Los experimentos realizados y múltiples análisis de secuencias de ARN de Ilex paraguariensis nos permitieron inferir por primera vez en la historia que la yerba mate contiene unos 32.355 genes y 12.551 variantes de genes”, explicaron desde el equipo.
“Consideramos que por razones históricas, culturales, económicas, sociales y geográficas, Misiones tiene la obligación de ser el referente nacional e internacional en el estudio de esta especie”, destacaron los investigadores.
Los resultados del trabajo fueron publicados en la revista científica PlosOne (Public Library of Science) internacional, que es de libre acceso. Se puede acceder desde: http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0109835
Dardo Marti: «Un avance muy importante»
Decano genetista Dardo Marti: «Se logra información que servirá para cualquier investigación como mejoramiento». (Audios Misiones on Line)
En entrevista con Misiones on Line, Dardo Marti, decano de la facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UNaM y coordinador del proyecto indicó que «se logra por primera vez en Misiones la caracterización de todos los genes de la planta de la yerba mate y es un avance muy importante para cualquier investigación futura del cultivo».
El licenciado en Genética dijo que se trata de una cantidad significativa de información que servirá para cualquier tipo de investigación como mejoramiento, producción, cultivo, tecnología, ahora hay mucho más trabajo porque decimos que hay 30 ó 40 mil genes y seguirán apareciendo más plantas para cualquier tipo de aplicación como las mencionadas».
Mauro Gabriele: «Con esta información se va a poder caracterizar el sexo de las plantas»
Mauro Grabiele es licenciado en genética egresado de la casa en el 2003, es investigador asistente del Conicet, dirigido por Marti también trabajó en el proyecto con el doctor Pedro Zapata que es vicedirector del InBioMis, instituto de Biotecnología de Misiones.
En el InbioMis ubicado en el Campus de la UNaM se hicieron los estudios de laboratorio de los genes de la yerba mate.
Luego de extraer el material de las hojas de yerba y posterior anotado o caracterización de los genes por comparación con los datos que había en la red, se generó una lista de los genes de los transcriptos caracterizados, «muchos de esos 44 mil transcriptos son muy valiosos, deben haber más de 100 que son valiosos que son transcriptos que están relacionados a características agronómicas, económicas y biológicas y dentro de las características agronómicas útiles están los genes de resistencias a las diferentes enfermedades, están los genes que promueven el crecimiento de raíces en estacas o en material producido por cultivo in vitro, nosotros recién empezamos se generó la primera base, y este es el primer transcriptoma que se genera a partir de hojas, mas adelante vamos a generar más transcriptoma de diferentes partes de la planta como flores masculinas, flores femeninas, sabiendo que hay plantas machos y plantas hembras y uno de los desafíos es poder distinguir a nivel molecular por qué una planta es macho y por qué otra es hembra», precisó el investigador del Conicet.
«Eso serviría para programas de mejoramiento de la yerba mate es necesario saber quienes son los papás para poder cruzarlos satisfactoriamente”, subrayó.
El científico Grabiele destacó que con esta información se vas a poder caracterizar a nivel molecular el sexo de las plantas, de otra manera hoy día se tarda entre tres y diez años hasta darse cuenta si la planta es macho o hembra, hay que esperar hasta que florezca y eso es un tiempo muy valioso que se pierde para los mejoradores».
Y agregó que la otra característica determinada será estudiar los diferentes genes asociados al crecimiento de la raíz, «el Inta en los diferentes viveros reparte plantines de yerba mate en la provincia, pero esa producción nunca da abasto», y observó que «si nosotros pudiéramos estudiar aquellos transcriptos asociados al crecimiento veloz podríamos tener plantines en tiempo más rápido, es decir aumentaría la producción de plantines buenos que se podría repartir entre los productores de la provincia”.
Mónica Otegui: “Los genes de la yerba mate que se logró identificar, algunos de ellos están involucrados en las problemáticas que tienen las plantas para enraizar, como son silvestres”
Mónica Otegui es licenciada en Genética, magister en tecnología de Semillas, docente en la carrera de Genética y en el profesorado de Biología, participa en el grupo de trabajo orientando acerca de la aplicabilidad de los resultados de la investigación genómica de la yerba mate.
Según explicó, “los genes de la yerba mate que se logró identificar, algunos de ellos están involucrados en las problemáticas que tienen las plantas para enraizar, como son silvestres”, dijo al hablar de las dificultades que existen e la germinación. Dijo que las plantas de yerba tiene varias dificultades para su manejo productivo y una de ellas estriba en la germinación de la semilla, porque es una semilla que nace inmadura, de embriones inmaduros y necesita más de seis meses de permanecer en una cámara de germinación para que pueda desarrollarse completamente y recién ahí empezar a germinar y eso connlleva una serie de dificultades desde el punto de vista productivo para el productor de yerba y para el viverista en particular que genera las plantas que irán a campo, por esta misma razón se han tratado de obtener plantas a partir de estacas o ramitas de yerba con la intención de evitar las dificultades que generan las semillas.
Y las estacas también tienen sus dificultades para enraizar, no todas las plantas lo hacen porque es una planta leñosa que trae su dificultad también.
Los genes que el grupo de trabajo ha llegado a identificar algunos de ellos están involucrados en estas problemáticas, por lo tanto es necesario no solo desde el punto de vista molecular sea cuidada la yerba sino que se pueda hacer la relación entre lo molecular, que es lo que se está obteniendo según este articulo que se acaba de publicar y la realidad que presenta la planta en sí como para poder enganchar esos dos acontecimientos y tratar de resolver, sostuvo Otegui.
Patricia Aguilera: “Se han descubierto vías metabólicas que no se conocían en la yerba mate, hay genes a resistencia al estrés hídrico y a las enfermedades”
Patricia Aguilera es egresada de la carrera de la licenciatura en Genética, doctora en Recursos Naturales y ha participado en el trabajo bajo la dirección del doctor Marti, coordinador de la investigación.
Su tarea fue la búsqueda con otros investigadores de material de la yerba mate que les ha cedido el Inta de Cerro Azul y fue extraerle el ARN que es la parte de la planta que se estudió para el transcriptoma, el ARN se extrae por métodos especiales y se ha enviado a secuenciar y posteriormente lo que realizaron de manera conjunta fue el análisis de la información obtenida, dijo.
Explicó en qué consiste ese análisis y dijo que como el ARN que analizaron proviene de los genes a su vez que está en el genoma de la yerba «lo que hicimos es ver cuáles son esos genes, y con que tiene que ver si con resistencia a enfermedades en la yerba, con crecimiento, o resistencia al estres hídrico, y toda esa información fue volcado al trabajo publicado».
Pedro Zapata: “El impacto de esta investigación es fundamental y tiene que ver con el uso de la yerba en los distintos ámbitos, como el farmacéutico y cosmético
Pedro Zapata, bioquímico, docente, es secretario general de ciencia y tecnología en la facultad de Ciencias Exactas, se refirió al impacto del uso de la yerba en distintos ámbitos, a partir de los resultados de la investigación genómica realizada,
Al respecto dijo que estas investigación es un aporte fundamental que expande el limitado conocimiento sobre los genes que se tiene del cultivo latinoamericano, y “tiene que ver con el impacto del uso de la yerba en los de distintos ámbitos, por ejemplo desde el punto de vista farmacéutico, cosmético porque muchos principios de la yerba sirven para elaborar cremas antiage, incluso en la influencia del sabor y aroma de la yerba que tiene que ver con la producción de polifenoles y cafeína y otros metabolitos y principios activos que son regulados a través de las proteínas que a su vez se expresan a través de estos genes que se han caracterizado”.
Zapata, quien también es gerente del área científica del Instituto de Biología de Misiones (InBioMis) ubicado en el Campus de la UNaM dijo que otro hallazgo es que el acorte en el período de tiempo en la selección de variedades de elite, de entrada se podrá decir cuál será la planta que presentará mayor rendimiento que siempre dependerá del ambiente y condiciones de cultivo, pero que aportaría mucho la selección, luego sería trabajar cruzando esas plantas y se tendría plantas de elite para cada una de las aplicaciones que se pretenden”.
Avances en la producción yerbatera
En concordancia con los lineamientos del Plan Estratégico para el Sector Yerbatero Argentino 2013-2028, el mejoramiento genético de la yerba mate es clave para el ascenso de las economías locales de la provincia de Misiones relacionadas con el cultivo.
Estas se podrán beneficiar con el valor agregado que supondría la introducción de cultivares de origen certificado y blend con mejores características organolépticas relacionadas con el sabor, los contenidos de cafeína, teobromina, glucosa y sacarosa, y el aroma, asociado con más de 40 compuestos volátiles.
Asimismo, los productores yerbateros podrán tener mayor uniformidad en la densidad de ramas, tiempo de brotación, rendimiento unitario; tolerancia a plagas específicas como el psílido, taladro grande, marandová; y tolerancia a períodos de estrés hídrico, bajas temperaturas y heladas y alta insolación.
El aporte de la genética también permitirá eventualmente conocer de manera temprana cuál es el sexo de la planta, característica que actualmente solo se puede determinar al momento de la floración que ocurre recién desde los tres años de germinación. Esto permitirá seleccionar con mayor antelación los ejemplares a cultivar y asistirá a los futuros proyectos de trazabilidad y denominación de origen, si se desarrollan marcadores gracias a este avance científico.
Propiedades antioxidantes
La gran cantidad de información genética obtenida podrá servir de referencia a nivel mundial para próximos análisis a gran escala. Sobre este antecedente se podrán profundizar los estudios sobre propiedades nutricionales de la yerba mate y sus efectos benéficos como antioxidante, “antiedad”, antiinflamatorio, antimutagénico y sobre el metabolismo lipídico que suscitan gran interés en todo el mundo.
Asimismo se podrá avanzar en descubrir caracteres de importancia biológica, agronómica y económica; desarrollar marcadores moleculares; realizar análisis de mapeo genético; desarrollar diversidad y cruzamientos selectivos para el mejoramiento genético.
(ampliaremos con videos )
