Investigadores de la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales de la Universidad Nacional de Misiones (UNaM), del CONICET y del INTA lograron caracterizar todos los genes de la yerba mate (Ilex paraguariensis). 

Asimismo, 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. 

Los resultados del trabajo, iniciado en 2013, fueron publicados en la revista científica PlosOne (Public Library of Science) internacional, que es de libre acceso. 

Esta contribución expande profundamente el hasta ahora limitado conocimiento de los genes de este cultivo latinoamericano. 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

El equipo de trabajo está integrado por los investigadores Humberto J. Debat, Mauro Grabiele, Patricia M. Aguilera, Rosana E. Bubillo, Mónica B. Otegui, Daniel A. Ducasse, Pedro D. Zapata y Dardo A. Marti, decano de la FCEQyN y a cargo de la coordinación del proyecto desde Misiones.

En la investigación se utilizó una planta de yerba mate línea elite -Pg538- desarrollada por el INTA EEA Cerro Azul. 

“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.

¿Qué es el transcriptoma?

A diferencia del Genoma, que abarca todo el material genético o ADN –Ácido Desoxirribonucleico- que está en los cromosomas, el Transcriptoma es una parte del genoma integrada por los genes que se transcriben en moléculas de ARN –llamadas transcriptos- que producen o ayudan a producir una proteína.

Los investigadores identificaron y categorizaron transcriptos pertenecientes a más de 100 vías metabólicas: transcriptos de genes relacionados a estrés osmótico, sequía, salinidad, estrés por frío, senescencia y floración temprana, silenciamiento génico. Así como genes que estarían implicados en estrés por calor y estrés oxidativo, respuesta a patógenos, resistencia a enfermedades, respuesta a hormonas, determinación del sexo y diversos procesos del desarrollo en vegetales. 

Además lograron determinar la secuencia primaria y predecir la estructura tridimensional de la enzima responsable de la síntesis de cafeína del mate -la “mateína”.

También generaron un borrador de los genomas transcriptos de cloroplastos y mitocondrias de yerba mate y obtuvieron una colección de más de 10.800 marcadores moleculares llamados microsatélites. 

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.

Publicación de libre acceso

La investigación titulada “Explorando los genes de yerba mate (Ilex paraguariensis A. St.-Hil.) mediante NGS y ensamblado de novo de un Transcriptoma” -en inglés, “Exploring the genes of yerba mate (Ilex paraguariensisA. St.-Hil.) by NGS and de novo Transcriptome assembly”- se encuentra publicada en Public Library of Science y se puede acceder en forma gratuita por medio del siguiente enlace: http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0109835

La elección de la editorial de acceso abierto fue consensuada por los autores: “consideramos que el conocimiento científico financiado por la sociedad debe ser accesible a todos los ciudadanos. Entendemos a este conocimiento como un bien público que contribuye no sólo al avance de la ciencia, sino al incremento del patrimonio cultural, educativo, social y económico”, destacaron.