Un nuevo estudio, publicado en Nature Genetics y dirigido por investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST, Arabia Saudita) y la Universidad e Investigación de Wageningen (Países Bajos), aporta nuevos conocimientos sobre la evolución del arroz, mostrando cómo el ADN de este valioso cultivo ha cambiado entre especies.
por la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah
Se espera que los hallazgos contribuyan no solo a mejorar la producción de arroz, sino también a su introducción en regiones donde la producción arrocera actualmente es insostenible.
El arroz es uno de los primeros cultivos domesticados, con una antigüedad aproximada de 10.000 años. La selección artificial que los agricultores han realizado para optimizar la nutrición y otras características que maximizan las ganancias ha reducido su diversidad genética y, por consiguiente, su resiliencia al estrés ambiental.
Por otra parte, los parientes silvestres del arroz (es decir, Oryza) han experimentado unos 15 millones de años de evolución, lo que les ha dado una notable variedad de variación genética en sus genomas (todo el ADN de un organismo) y, por lo tanto, una capacidad de adaptarse a todo tipo de condiciones ambientales, como el calor, la sequía y la salinidad.
«El género Oryza posee una colección de genomas increíblemente rica. Logramos explicar las consecuencias de la evolución en los genomas colectivos del arroz y sus parientes silvestres», explicó el profesor Rod Wing de la KAUST, quien dirigió el estudio junto con su investigadora postdoctoral asociada, Alice Fornasiero.
Los humanos son diploides, lo que significa que heredan dos juegos de cromosomas, uno de cada progenitor. Cualquier exceso o defecto puede ser fatal. Las plantas pueden ser poliploides, lo que significa que pueden recibir múltiples juegos de cromosomas de sus progenitores. Estos juegos adicionales resultan en un genoma más grande que puede facilitar la adaptación a entornos nuevos o estresantes y la evolución de rasgos novedosos e incluso de nuevas especies.
El estudio examinó nueve parientes silvestres tetraploides y dos diploides del arroz. Los investigadores descubrieron que las especies podían distinguirse por subconjuntos de sus genomas. Estas diferencias se debían principalmente a elementos transponibles , también conocidos como genes saltadores , ya que son secuencias de ADN que se desplazan de una ubicación a otra en el genoma y constituyen un mecanismo natural común para la creación de diversidad genética .
Además, la existencia de especies diploides y tetraploides dio lugar a genomas con una variación de tamaño de más del doble. Parte de este ADN masivo contenía genes que han reforzado la robustez de la planta frente a temperaturas más altas, suelos más secos y salinos, y otras condiciones ambientales estresantes comunes en Oriente Medio y que aumentan a nivel mundial con el cambio climático.
El estudio también permitió determinar el árbol evolutivo del arroz silvestre, mostrando el momento en que surgieron nuevas especies. Esta historia ofrece pistas sobre cuándo el arroz sufrió un estrés significativo que estimuló los cambios genómicos necesarios para su supervivencia.
«El análisis genómico de este trabajo proporciona una comprensión integral de la evolución del arroz y sus complejos parientes silvestres. Este trabajo ofrece un marco integral para futuras iniciativas destinadas a desarrollar cultivos de arroz robustos que puedan soportar entornos hostiles «, afirmó el profesor Eric Schranz, de la Universidad de Wageningen, quien también contribuyó al estudio.
El arroz es uno de los cultivos alimentarios más importantes del mundo, ya que es el alimento básico de la dieta de más de 3.500 millones de personas.
Más información: Alice Fornasiero et al., Evolución del genoma de Oryza a través de una lente tetraploide, Nature Genetics (2025). DOI: 10.1038/s41588-025-02183-5
