Análisis estructural y funcional del genoma de Myrciaria dubia “camu - camu” como base para su mejoramiento genético

Abstract

La amazonía peruana sobresale por su mega biodiversidad de especies vegetales. Esta biodiversidad viene siendo aprovechada por pobladores de comunidades indígenas y pueblos ribereños como fuente de alimentos, fitofármacos y materiales para construcción, entre otros diversos usos. Pero es necesario explorar nuevas alternativas para aprovechar sosteniblemente la biodiversidad amazónica. Es por tanto esperable que muchos de los genes únicos que poseen estas especies sean potencialmente útiles para realizar mejora genética y desarrollar procesos biotecnológicos para la producción de compuestos bioactivos de alta cotización en el mercado mundial. Esta mina de genes con valor incalculable debe ser estudiada y explotada para posicionarnos favorablemente a nivel regional y mundial. Para lograr esta meta debemos realizar análisis estructurales y funcionales de los genomas de especies promisorias como M. dubia. Si hace algunos años esto era utópico, actualmente, estos análisis son posibles con el desarrollo de plataformas de secuenciamiento masivo, con las nuevas herramientas bioinformáticas y los potentes sistemas de cómputo. Por tanto, el objetivo principal de este proyecto es realizar el análisis estructural y funcional del genoma de Myrciaria dubia “camu-camu”. Las muestras botánicas serán obtenidas de la colección única de germoplasma de M. dubia del INIA y los análisis se realizarán en tres fases. En la primera fase se estimará el tamaño del genoma usando citometría de flujo a partir de núcleos celulares de plántulas de M. dubia. Adicionalmente, se estimará la heterocigosidad de los miembros de la colección secuenciando de 10 a 20 regiones variables. Ambos resultados permitirán seleccionar el cultivar o acceso de la colección más adecuado para la secuenciación del genoma. En la segunda fase se procederá a la secuenciación masiva y ensamblaje del genoma de M. dubia usando una combinación de lecturas cortas producidas por el secuenciador de Illumina (con una cobertura de 100X) y lecturas largas producidas por el secuenciador de Pacific Biosystems (con una cobertura de 20X). En una tercera fase se procederá a la anotación estructural y funcional del genoma para lo cual se necesitan datos transcriptómicos que capturen la mayor parte los genes de esta especie. Para ello se procederá a la purificación de ARN y secuenciación de flor, hoja, tallo, raíz, plántula y tres estadios de maduración del fruto. Las lecturas producidas se usarán para la anotación del genoma. Una vez se haya producido un borrador del genoma de M. dubia, se realizará diferentes análisis bioinformáticos tales como análisis de familias génicas y comparación con genomas secuenciados de la familia Mirtaceae como Eucalyptus grandis. El proyecto planteado concluirá con un equipo de investigadores consolidado y experimentado para analizar genomas y transcriptomas de otras especies de la biodiversidad amazónica. Además, se contará con un atlas de genes 6 potencialmente útiles para realizar mejoramiento genético y desarrollar procesos biotecnológicos para la generación de productos con valor agregado.