El Centro Científico CEAZA busca desarrollar cultivos que mantengan su rendimiento en condiciones de déficit hídrico a través de microorganismos benéficos seleccionados, en base a investigación bioinformática y genética de bacterias aisladas a partir de plantas tolerantes a la falta de agua.
La escasez hídrica, la degradación de los suelos y la necesidad de producir alimentos con menos agua son algunos de los principales desafíos que enfrenta la agricultura del norte de Chile.
El Proyecto Anillo GEM-PGPR (ATE250038), financiado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo – ANID, estudia cómo las variedades tradicionales de tomate, el ambiente y el microbioma que habita en sus raíces contribuyen a que estas plantas mantengan su rendimiento en condiciones de déficit hídrico.
“Comprender de qué manera los microorganismos ayudan a la planta a adaptarse a la falta de agua es una pieza clave de esta investigación y una de las herramientas más potentes para lograrlo es la secuenciación genómica de alto rendimiento”, indicó el Dr. Máximo González, investigador de CEAZA.
Por ello, CEAZA, a través del proyecto GEM-PGPR, incorporó un secuenciador Oxford Nanopore PromethION dentro de sus laboratorios. Este equipo es una plataforma de última generación que permite secuenciar el ADN completo de plantas, de comunidades bacterianas y de bacterias aisladas.
“Es una tecnología que permite secuenciar fragmentos largos de ADN, lo que facilita la reconstrucción de los genomas bacterianos con un elevado estándar de calidad. Además, nos permite hacer el proceso bioinformático de manera más rápida”, detalla la Dra. Bárbara Peña, posdoctorante del proyecto GEM-PGPR.
Gracias a esto, “permitirá caracterizar en detalle las comunidades bacterianas que las variedades tradicionales de tomate reclutan en su raíz y cómo estás cambian cuando enfrentan la falta de agua”, explica González.
El siguiente paso será identificar a las plantas tolerantes y aislar y caracterizar bacterias capaces de mejorar el desempeño de la planta bajo sequía.
“Para ello se propone obtener al menos 400 aislados bacterianos, a los cuales se les secuenciará el genoma con el fin de identificar genes asociados a la promoción del crecimiento vegetal en condiciones de déficit hídrico”, agrega el investigador.
A partir de esa información, filtros bioinformáticos permitirán priorizar las cepas más promisorias y descartar aquellas con potencial patogénico, antes de someterlas a pruebas bioquímicas y ensayos en macetas, optimizando los recursos y seleccionando de manera dirigida las bacterias candidatas más promisorias para desarrollar futuros bioinsumos adaptados a la agricultura de zonas áridas.
Al mismo tiempo, la adquisición del equipo PromethION representa una capacidad instalada que trasciende al tomate y a la sequía. Al contar con secuenciación genómica de alto rendimiento en la Región de Coquimbo, CEAZA reduce la dependencia de enviar muestras fuera de la región y acorta los tiempos de análisis. La misma tecnología puede aplicarse al estudio de otros cultivos y microorganismos aislados, por ejemplo, del desierto de Atacama, muestreos ambientales, entre otros.
La adquisición se enmarca en el Proyecto Anillo ATE250038 “Desentrañando las contribuciones de la genética del hospedero, el ambiente y el reclutamiento del microbioma a la resiliencia del tomate frente a la sequía”, iniciativa financiada por ANID que reúne al Centro de Estudios Avanzados en Zonas Áridas (CEAZA), al Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA – La Platina) y a la Universidad Católica del Norte (UCN), y que busca generar conocimiento científico y herramientas transferibles para una agricultura más sustentable y adaptada a los desafíos climáticos del territorio.
