Estudian el ADN del maíz para lograr semillas multirresistentes

on una población que continúa en aumento, se vuelve imperiosa la necesidad de contar con cultivos cada vez más eficientes, rendidores, estables y resistentes tanto a plagas, enfermedades, como al estrés hídrico –por exceso o déficit– y a los efectos térmicos.

Según datos del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, en 2017 la producción mundial de maíz alcanzó las 1031,86 millones de toneladas. Sin embargo, año tras año, esos valores son modificados por diversas enfermedades que afectan la productividad y la calidad de los granos.

En este sentido, un equipo de investigadores del Inta Pergamino está trabajando en la identificación de cuáles son los mecanismos que se ponen en marcha en el cultivo frente al ataque de diversos patógenos.

Detalles

Juliana Iglesias, especialista en genética vegetal del Inta y responsable del estudio, utiliza herramientas de asociación genómica para encontrar regiones génicas del maíz que se activen y le permitan a la planta resistir a múltiples enfermedades.

 “Nos enfocamos en la búsqueda e identificación de ejemplares que tengan resistencia genética a varias enfermedades para, en un futuro, desarrollar variedades que tengan mejor comportamiento al ataque de múltiples patógenos”, señaló Iglesias. Y agregó: “Apostamos a que sea una herramienta para reducir el uso de los productos fitosanitarios y contribuir a su manejo sustentable”.

De acuerdo con Iglesias, la búsqueda de resistencia a múltiples enfermedades (MDR, por su sigla en inglés) se basa en poder encontrar hotspots de resistencia: son las regiones genómicas donde se acumulan genes para resistencia a varias enfermedades. “El hallazgo de los hotspots, además de posibilitar la localización del gen o grupo de genes que se encienden para resistir a las enfermedades, nos ayudará en el estudio de los mecanismos que se ponen en marcha frente al ataque de diversos patógenos”, explicó.

Y añadió: “Ls grupos de genes nos hablan de patrones, de una relación entre los hábitos patogénicos y la respuesta de defensa o susceptibilidad que puede dar la planta”.

Avances

Estudios realizados en Pergamino y en Leales (Tucumán) permitieron identificar cuáles son los genotipos con mejor comportamiento a patógenos y enfermedades. Resultados preliminares mostraron que es posible agruparlos según su comportamiento frente a patógenos que poseen el mismo modo de ataque.

“Enfermedades tales como royas, podredumbre de espiga y tizones generan determinadas respuestas de defensa que se deben al reconocimiento del patógeno que provoca el ataque. Con estos resultados, podremos combinar esos genes, que se activan frente a mecanismos de ataque similares y replicar su estructura para la obtención de variedades con caracteres mejorados”, remarcó.

La evaluación de enfermedades foliares en Pergamino (roya, tizón, bacteriosis, carbón o carbones de la espiga) y en Leales (mancha gris y tizones), más la información obtenida sobre podredumbres de espiga y granos (Fusarium y Aspergillus), permitió que el equipo de investigadores identifique genotipos con resistencia a más de una enfermedad.

Mapa genético

Todo esto es posible gracias a que, en 2009, un equipo internacional de científicos logró secuenciar el ADN del maíz y establecer que está formado por 32 mil genes insertados en 10 cromosomas. Un hallazgo que confirmó lo complejo que es el genoma de este cereal, debido a que el 85 por ciento de sus secuencias genómicas se repiten múltiples veces.

Lo que sucede, es que los “transposones” (elemento genético que puede moverse a diferentes partes del genoma) saltan llevándose consigo parte del ADN que los rodea, lo que genera mutaciones, incrementa la variabilidad genética y dificulta la secuenciación del ADN.

Gerardo Cervigni es experto en Genómica y trabaja en el Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos del Conicet, ubicado en Rosario. Con el genoma descifrado, Cervigni puede mapear los genes, conocer cómo funcionan y predecir las interacciones que prevalecen.

“La localización exacta de los genes es fundamental para conocer su función. Con el mapa del maíz completo y ordenado, y mediante el uso de marcadores moleculares, podemos identificar y asociar los genes de resistencia de una enfermedad, plaga o alguna característica de interés”, explicó.

El mejoramiento asistido mediante marcadores moleculares trabaja directamente con la información del ADN. Esto quiere decir que el investigador identifica cuáles son los genes que aportarán las características deseadas. “Esta selección se puede aplicar en el estadio de plántulas, por lo que se disminuye el tiempo para obtener mejores genotipos y se reducen los tiempos y costos de la investigación considerablemente”, precisó Cervigni.

Seleccionar las mejores características y minimizar las probabilidades de que los cultivos sean perjudicados por factores externos son básicamente los objetivos de la genética clásica aplicada a los vegetales. “Conocer dónde están los genes que contienen las características de interés agrícola y cómo funcionan es muy importante para el futuro desarrollo de variedades”, sumó Marcelo Ferrer, especialista en Recursos Genéticos del Inta.

Desde 1950, el Banco de Germoplasma del Inta Pergamino conserva semillas de más de 2.500 entradas de maíz provenientes de todo el país. “Además de conservar los recursos genéticos de un país, el banco de germoplasma, mediante los trabajos de caracterización y evaluación, nos permite identificar materiales que resistan a factores bióticos y abióticos, que se adapten a suelos salinos, a mayores temperaturas o a la falta de agua”, ejemplificó Ferrer.

AgroVoz