En el transcurso de muchos miles de años, los humanos convirtieron el centeno en una planta cultivada. Al hacerlo, han limitado considerablemente su flexibilidad genética.
por Tom Leonhardt, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Hoy en día, el centeno silvestre no solo tiene una composición genética más diversa, sino que puede recombinarla más libremente que sus primos domesticados. Un equipo de investigación dirigido por la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) y el Instituto Leibniz de Genética de Plantas e Investigación de Plantas de Cultivo (IPK) lo ha demostrado en un nuevo estudio publicado en la revista científica Molecular Biology and Evolution . Los resultados también explican por qué el centeno cultivado es menos resistente que las especies silvestres a desarrollos como el cambio climático.
En su estudio, el equipo investigó varias propiedades y el material genético de 916 plantas de centeno silvestres y domesticadas de diferentes regiones de Europa y Asia. Estaban particularmente interesados en las llamadas regiones recombinantes del centeno. En esencia, esto describe con qué frecuencia el material genético dentro de una planta se mezcla a lo largo de un cromosoma durante la división celular. «El proceso de recombinación juega un papel importante en la evolución de una especie porque permite que se combinen dos variantes genéticas beneficiosas», explica el Dr. Steven Dreissig de MLU. Al mismo tiempo, las variantes útiles también se pueden separar de las que son menos beneficiosas. Cuanto mayor sea el paisaje de recombinación, más plantas podrán recombinar de manera flexible su material genético.
Para los primeros agricultores , sin embargo, este proceso fue desventajoso: la agricultura se basa en plantas uniformes con más o menos las mismas propiedades y el mismo material genético. En el caso del centeno, dice Dreissig, la situación se ve agravada por el hecho de que las plantas dependen de la polinización cruzada; a diferencia de la cebada o el trigo, no pueden autopolinizarse. «El polen de centeno puede viajar varios kilómetros. Esto permite que las poblaciones que están espacialmente separadas permanezcan en contacto e intercambien material genético», dice Dreissig.
La gente empezó a cultivar cereales, como la cebada o el trigo, hace unos 12.000 años. La mayoría de las variedades establecidas hoy se originaron en la región de la Media Luna Fértil del Medio Oriente. «Se supone que el centeno se propagó por primera vez a Europa como maleza y solo pudo ser domesticado allí mucho más tarde porque no había variedades silvestres perturbadoras», dice el Dr. Martin Mascher de IPK, quien también es miembro del Centro Alemán para la Biodiversidad Integrativa. Investigación (iDiv) Halle-Jena-Leipzig.
Sus nuevos análisis han permitido a los investigadores reconstruir la distribución del centeno y recrear una red de parentesco desde Asia hasta Europa Central. Cuanto mayor sea la distancia entre las ubicaciones individuales, mayores serán las diferencias en el paisaje de recombinación de las plantas. «De hecho, encontramos grandes diferencias entre el centeno domesticado y el silvestre, especialmente en las regiones que no se combinan. En el centeno cultivado, las regiones que se combinan son significativamente más pequeñas que en las plantas parecidas a malezas, como las que todavía se encuentran hoy en Turquía», dice Dreissig. . Esto es ventajoso para las plantas cultivadas porque hace que las plantas con propiedades deseables, por ejemplo, mazorcas firmes y granos grandes, sean más uniformes y controlables. El centeno silvestre, en cambio, se beneficia de esta flexibilidad genética, que le permite reaccionar mejor a los factores perturbadores,
El equipo también identificó una región genética que parece desempeñar un papel importante en la flexibilidad del material genético. Al hacerlo, también encontraron un gen que ya se sabía que influía en las regiones recombinantes de la levadura.
Más información: Mona Schreiber et al, La divergencia del paisaje de recombinación entre poblaciones está marcada por regiones más grandes de baja recombinación en centeno domesticado,
biología molecular y evolución (2022). DOI: 10.1093/molbev/msac131
