La científica Deepmala Sehgal en busca de nueva diversidad de trigo

January 18, 2017

Abriendo caminos es una serie periódica en la que se publicarán perfiles del personal del CIMMYT

Deepmala Sehgal, wheat geneticist and molecular breeder at CIMMYT. Photo: M. Listman/CIMMYT

Deepmala Sehgal, genetista y mejoradora molecular de trigo del CIMMYT. Foto: M. Listman/CIMMYT

EL BATÁN, México (CIMMYT)—El trabajo de análisis molecular que realiza Deepmala Sehgal, genetista y mejoradora molecular de trigo que se unió al Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) como científica adjunta en 2013, ha dado como resultado el descubrimiento de nuevos genes de rendimiento, resistencia a enfermedades y resiliencia a los fenómenos climáticos en recursos genéticos del trigo que en el pasado se utilizaron muy poco.

Sin embargo, para llegar al punto de aplicar la avanzada tecnología de los marcadores de ADN a fin de ayudar al mejoramiento de trigo del CIMMYT, Sehgal, originaria de Nueva Delhi que estudió botánica en la preparatoria y la universidad, tuvo que hacer algunos cambios drásticos. “Me encantaba la ciencia y elegí la botánica, porque me gustaban los viajes al campo pero no me gustaba diseccionar animales”, relata Sehgal al explicar por qué eligió su profesión.

No fue sino hasta que estudió su doctorado en la Universidad de Dehli en 2008 cuando utilizó por primera vez los marcadores moleculares, que son segmentos de ADN cercanos a genes de características de interés, como tolerancia a la sequía, que ayudan a los mejoradores a generar variedades mejoradas de cultivos que poseen esas características.

“Para mi tesis, utilicé marcadores moleculares de manera muy básica para analizar la diversidad de las especies de cártamo que el Departamento de Agricultura de Estados Unidos tenía en su banco de germoplasma, pero no sabía cómo clasificarlas. Pude clasificar algunas y, para otras, tuve que establecer subespecies completamente nuevas”, comenta Sehgal.

Posteriormente, como posdoctorada de la Universidad de Aberystwyth en Gran Bretaña, Sehgal usó un método conocido como mapeado fino de loci de caracteres cuantitativos (QTL) para trabajar en la tolerancia a la sequía en mijo perla. “El propósito del mapeado fino es obtener marcadores QTL más cortos que están más cerca del gen de interés”, explica, y agrega que esto facilita el uso de los marcadores en el mejoramiento.

Finalmente, gracias a la experiencia que Sehgal había obtenido en su investigación con marcadores moleculares en cultivos pudo trabajar como genetista de trigo en el CIMMYT.

“Para 2013, el CIMMYT había generado un enorme volumen de datos nuevos mediante el genotipeado por secuenciación, pero esos datos tenían que ser analizados con un método denominado “mapeo por asociación”, a fin de identificar marcadores que pudieran utilizarse en la selección de características específicas. Mi experiencia con el manejo de ese tipo de datos y mi trabajo con la tolerancia a la sequía fueron lo que hizo que el CIMMYT me contratara”.

Con base en la sede del CIMMYT en México, Sehgal actualmente dedica 70% de su tiempo al programa Global de Trigo del Centro y el 30% al proyecto MasAgro Biodiversidad, que es financiado por la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentación (SAGARPA) de México y cuyo objetivo es descubrir nueva diversidad genética en el trigo que ayude a hacer frente a los efectos negativos del cambio climático.

En los últimos dos años, ha sido la primera autora de dos estudios publicados y coautora de otros cuatro. En uno de los estudios se utilizaron loci de genotipeado por secuenciación y marcadores basados en genes para examinar la diversidad de más de 1,400 colecciones de semilla de trigo harinero de primavera provenientes de importantes zonas productoras de trigo; en el otro se realizaron análisis de asociación de todo el genoma en algunas colecciones de trigos criollos de Turquía.

“En el primero, descubrimos no solo miles de nuevas variaciones en los marcadores ADN de trigos criollos adaptados al calor y la sequía, sino también un nuevo alelo del gen de vernalización, que influye en el tiempo de floración del trigo, y nuevos alelos de genes que controlan la calidad del grano, todos en trigos criollos provenientes de lugares cercanos al centro de origen de este cereal en Asia y el Medio Oriente”.

Sehgal reconoce que hasta ahora el impacto de los marcadores moleculares en el mejoramiento de trigo ha sido muy limitado. “Los marcadores individuales suelen tener efectos pequeños en caracteres genéticamente complejos como el rendimiento o la tolerancia a la sequía; además, muchos estudios no explican la “epistasis” —la influencia mutua que los genes tienen entre sí— en el genoma”.

Para tratar de solucionar este problema, Sehgal y sus colegas realizaron el primer estudio dirigido a identificar regiones genómicas con expresión estable para el rendimiento de grano y la estabilidad del rendimiento, y a explicar sus interacciones epistáticas, en una extensa muestra de líneas de trigo elite bajo diversas condiciones utilizando mapeo de asociación en todo el genoma. La revista Nature Scientific Reports ya aceptó publicar un artículo sobre este trabajo.

Sehgal dice que su experiencia en el CIMMYT ha sido enriquecedora. “Aquí tengo la libertado de hacer el trabajo que realmente me gusta y que puede ayudar a los mejoradores de trigo del Centro a generar variedades mejoradas que puedan alimentar a una población mundial creciente y más próspera pese al cambio climático y al surgimiento de enfermedades nuevas y más letales.”

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