Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han encontrado un gen específico en el maíz que parece estar asociado con la resistencia a dos y posiblemente tres enfermedades diferentes de las hojas de las plantas.
Por Mick Kulikowski, Universidad Estatal de Carolina del Norte
En un artículo publicado esta semana en Nature Genetics , investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte identifican el gen (cafeoil-CoA O-metiltransferasa) que parece conferir resistencia parcial al tizón foliar del sur y a la mancha foliar gris, y posiblemente al tizón foliar del norte, un trío de enfermedades que paralizan las plantas de maíz en todo el mundo.
Descubrir más sobre los mecanismos detrás de rasgos complejos como la resistencia a las enfermedades tiene el potencial de ayudar a los fitomejoradores a incorporar los mejores rasgos en las plantas de maíz del mañana , dice el autor correspondiente del artículo, Peter Balint-Kurti, un fitopatólogo investigador y genetista del Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de los EE. UU. (USDA-ARS), que trabaja en NC State.
El grupo de Balint-Kurti y sus colegas identificaron varias regiones del genoma donde la variación genética tuvo un efecto significativo en la variación de la resistencia a múltiples enfermedades.
«Había cientos de genes en esta región y fue todo un desafío identificar los genes específicos que afectaban la resistencia a las enfermedades «, dijo Balint-Kurti. «Es como buscar un restaurante en particular en una ciudad, sin la ayuda de Google».
Utilizando un método llamado mapeo fino, la investigadora postdoctoral de NC State, Qin Yang, redujo la región a un pequeño segmento de ADN que contenía solo cuatro genes, y luego, con varios colaboradores de NC State, Iowa State University, University of Delaware, Texas A&M University, University of North Carolina en Chapel Hill, Cornell University y el Servicio de Investigación Agrícola del USDA, realizó más pruebas para reducir esos cuatro genes a uno.
«Es interesante que este gen también parezca estar involucrado en la producción de lignina», dijo Yang. «En general, una mayor producción de lignina parece estar relacionada con una mayor resistencia a las enfermedades en las plantas».
Balint-Kurti dice que el gen parece conferir un pequeño pero importante efecto de resistencia a las enfermedades.
«Resulta difícil ver estos pequeños efectos, pero también es difícil que los patógenos se adapten para contrarrestarlos», afirmó Balint-Kurti. «Gran parte de la resistencia a la plaga del tizón foliar del sur y a la mancha gris de la hoja se debe a múltiples genes , cada uno de los cuales tiene pequeños efectos».
La plaga de la hoja del maíz del sur es un problema moderado en el sudeste de los Estados Unidos, dice Balint-Kurti, y puede ser un problema significativo en el sudeste asiático, el sur de Europa y partes de África. Prevalece en climas cálidos y húmedos de todo el mundo y causa pequeñas manchas marrones en las hojas. Las manchas se hacen más grandes y finalmente se extienden a toda la planta. Las infecciones graves pueden causar importantes pérdidas en la producción de maíz. La mancha gris de la hoja, que produce un efecto homónimo, se encuentra tanto en el medio oeste como en el sudeste de los Estados Unidos y también es una enfermedad importante del maíz en África. La plaga de la hoja del norte se puede encontrar en el cinturón maicero del medio oeste y en el noreste; causa lesiones con forma de cigarro en las hojas. Los tres son los llamados patógenos necrotróficos que obtienen gran parte de su nutrición del tejido huésped muerto.
«Este gen también está involucrado en la supresión de la muerte celular programada», dice Balint-Kurti, «lo que, quizás contra-intuitivamente, puede ser un buen mecanismo de defensa contra hongos necrotróficos como estas tres enfermedades».
Más información: Un gen que codifica la O-metiltransferasa de la cafeoil-CoA del maíz confiere resistencia cuantitativa a múltiples patógenos, Nature Genetics (2017). DOI: 10.1038/ng.3919
