El mejoramiento molecular avanzado en cultivos bioenergéticos se basa en la capacidad de muestrear masivamente la diversidad genética. La genotipificación por secuenciación se ha convertido en un método ampliamente adoptado para la genotipificación rentable. Básicamente, no requiere una inversión inicial para el diseño en comparación con las plataformas basadas en matrices que han demostrado ofrecer ensayos muy sólidos. Este último, sin embargo, presenta el inconveniente de estar ligado a la diversidad genética contabilizada durante la selección y el diseño. Davide Scaglione y sus colegas presentan una nueva forma de combinar las ventajas de ambas tecnologías.
Scaglione dijo: “Las matrices miran de cerca solo las mutaciones del catálogo, nunca las nuevas. En cambio, el genotipado por secuenciación siempre explora nuevas mutaciones a medida que se leen fragmentos cortos de ADN. Junto con el estado del sitio de "catálogo", exploramos bases adicionales del ADN y, si hay un nuevo alelo, se detecta y se usa potencialmente para encontrar una asociación de fenotipos. Es posible que no se encuentre una asociación únicamente con los alelos del catálogo, ya que el fenotipo puede ser heredado por alelos no determinados previamente”.
Un problema es que, si bien se ha demostrado que la genotipificación por secuenciación con muestreo aleatorio de loci genómicos a través de enzimas de restricción o cebado aleatorio es rápida y conveniente, carece de la capacidad de dirigirse a regiones específicas del genoma y de mantener una alta reproducibilidad en todos los laboratorios.
Scaglione y sus colegas presentan una primera adopción de la tecnología de enriquecimiento de un solo cebador (SPET) que proporciona un sistema altamente eficiente y escalable para obtener grandes conjuntos de datos de genotipado basados en secuencias específicas, cerrando las brechas entre el sistema basado en matriz y los protocolos tradicionales basados en secuenciación. Para explorar completamente el rendimiento de SPET, realizaron un estudio de referencia en diez Zea mays líneas y un estudio a gran escala de una población natural de álamos negros de 540 individuos con el objetivo de descubrir polimorfismos asociados a caracteres relacionados con la biomasa.
Sus resultados demostraron la capacidad de esta tecnología para proporcionar información densa sobre el genotipo en un panel personalizado de polimorfismos seleccionados, al mismo tiempo que proporcionaba cientos de miles de sitios variables no específicos. Esto proporcionó un recurso ideal para el análisis de asociación de poblaciones naturales que albergan estructuras y diversidades alélicas inexploradas, como en el álamo negro.
La mejora del rendimiento de la secuenciación y el desarrollo de métodos eficientes de preparación de bibliotecas ha hecho factible llevar a cabo experimentos de genotipado por secuenciación dirigidos de manera rentable con sistemas de reducción de complejidad aleatoria o plataformas tradicionales basadas en matrices, al tiempo que se mantienen las ventajas clave de ambos. tecnologías
“Esta investigación impulsará la utilización de la secuenciación dirigida como método de elección para el mejoramiento molecular y la selección genómica en especies de cultivo, especialmente para aquellas con recursos limitados”, dijo el Sr. Scaglione.
