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The OMICAS alliance is part of the Colombian government's Scientific Ecosystem, established between 2017-2018 to promote world-class research, technological advancement and improved competency of higher education across the nation. Since the program's kick-off, OMICAS has focused on consolidating and validating a multi-scale, multi-institutional, multi-disciplinary strategy and infrastructure to advance discoveries in plant science and the development of new technological solutions for improving agricultural productivity and sustainability. The strategy and methods described in this article, involve the characterization of different crop models, using high-throughput, real-time phenotyping technologies as well as experimental tissue characterization at different levels of the omics hierarchy and under contrasting conditions, to elucidate epigenome-, genome-, proteome- and metabolome-phenome relationships. The massive data sets are used to derive in-silico models, methods and tools to discover complex underlying structure-function associations, which are then carried over to the production of new germplasm with improved agricultural traits. Here, we describe OMICAS' R&D trans-disciplinary multi-project architecture, explain the overall strategy and methods for crop-breeding, recent progress and results, and the overarching challenges that lay ahead in the field.

The genetic base of today's sugarcane cultivars appears to be narrow and could be the reason for current slow progress in improving sugarcane crops. Sixty-three primer pairs (producing 263 polymorphic fragments) flanking simple sequence repeats or micro-satellites were used for assessing the genetic variability of five S. officinarum clones and 33 sugarcane cultivars used in CENICAÑA breeding projects, selected for their economic and agronomic im-portance in several Central and South-American countries. NTSYS (Numerical Taxonomy and Multivariate Analy-sis System) and SAS (Statistical Analysis System) statistical software was used to analyse data. The number of alleles recorded per marker ranged from 1 to 16 (mean = 5). Cluster analysis showed a clear separation of cultivars from S. officinarum clones. The average of genetic similarity between sugarcane genotypes studied was 0.664, while genetic diversity analysis revealed a very different group (H: 0.973). An interesting results concerned CC 91-1880 distribu-tion very close to that of Q genotypes from Australia and also S. officinarum clones, suggesting that this cultivar would be a good candidate for further studies by breeders. The results obtained are useful for CENICAÑA's breed­ing program because, in spite of the genetic homogeneity present in today's sugarcane cultivars, it is clear that allelic variants are present in some of these cultivars and could be used in the new breeding projects. Key words: Sugarcane, genetic diversity, microsatellites, molecular markers, Saccharum officinarum., Debido a que el conocimiento de la diversidad genética existente en las variedades modernas de caña de azúcar es de vital importancia para los procesos de mejoramiento, el presente estudio examinó 33 variedades usadas por los mejoradores en CENICAÑA, y cinco clones de Saccharum officinarum mediante la técnica de los microsatélites. Se evaluaron 63 iniciadores los cuales produjeron 263 fragmentos polimórficos. Los patrones electroforéticos generados mediante esta técnica fueron analizados usando los paquetes estadísticos SAS (Análisis de Correspondencia Múltiple) y NTSYS-pc (dendrograma y matriz de distancias genéticas). Los alelos generados por cada iniciador oscilaron entre 1 y 16 (media de 5). Las agrupaciones generadas mediante estos análisis lograron diferenciar las variedades cultivadas de caña de los clones de S. officinarum, y a su vez determinaron que la similitud promedio de todos los individuos fue 0.664. El análisis de diversidad genética mostró un grupo bastante diverso (Ht: 0.973) y logro identificar 38 genotipos en toda la población. Dentro de los resultados más sobresalientes se destaca la ubicación de la variedad CC 91-1880 muy cerca de las variedades Q provenientes de Australia, proponiendo a esta variedad como un buen candidato para ser analizado por los mejoradores. Los resultados de este trabajo son muy importantes, pues deja claro que a pesar de la homogeneidad genética presente en las variedades modernas de caña de azúcar, existen variantes alélicas que podrían ser utilizadas en los nuevos proyectos de mejoramiento de CENICAÑA. Palabras clave: Caña de azúcar, diversidad genética, microsatélites, marcadores moleculares, Saccharum officinarum.

Debido a que el conocimiento de la diversidad genética existente en las variedades modernas de caña de azúcar es de vital importancia para los procesos de mejoramiento, el presente estudio examinó 33 variedades usadas por los mejoradores en CENICAÑA, y cinco clones de Saccharum officinarum mediante la técnica de los microsatélites. Se evaluaron 63 iniciadores los cuales produjeron 263 fragmentos polimórficos. Los patrones electroforéticos generados mediante esta técnica fueron analizados usando los paquetes estadísticos SAS (Análisis de Correspondencia Múltiple) y NTSYS-pc (dendrograma y matriz de distancias genéticas). Los alelos generados por cada iniciador oscilaron entre 1 y 16 (media de 5). Las agrupaciones generadas mediante estos análisis lograron diferenciar las variedades cultivadas de caña de los clones de S. officinarum, y a su vez determinaron que la similitud promedio de todos los individuos fue 0.664. El análisis de diversidad genética mostró un grupo bastante diverso (Ht: 0.973) y logro identificar 38 genotipos en toda la población. Dentro de los resultados más sobresalientes se destaca la ubicación de la variedad CC 91-1880 muy cerca de las variedades Q provenientes de Australia, proponiendo a esta variedad como un buen candidato para ser analizado por los mejoradores. Los resultados de este trabajo son muy importantes, pues deja claro que a pesar de la homogeneidad genética presente en las variedades modernas de caña de azúcar, existen variantes alélicas que podrían ser utilizadas en los nuevos proyectos de mejoramiento de CENICAÑA.