Una pequeña mutación en el material genético de la cebada asegura que esas plantas se desarrollen más rápido y, por lo tanto, florezcan antes que las variedades de cebada establecidas.
por Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Al mismo tiempo, los rendimientos de las plantas siguen siendo los mismos, informa un equipo de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) en el Journal of Experimental Botany . Según los investigadores, esto es ventajoso ya que las plantas podrían adaptarse mejor a los efectos del cambio climático y continuar produciendo cosechas estables.
Las plantas han adaptado su desarrollo a su entorno a lo largo de varios millones de años. Sin embargo, el calentamiento global está ocurriendo a un ritmo mucho más rápido, por lo que las plantas tienen poco tiempo para adaptarse a las nuevas condiciones. «La diversidad genética de las variedades de cebada actuales es limitada, lo que significa que solo pueden adaptarse moderadamente a las condiciones ambientales cambiantes en el curso del cambio climático«, explica el líder del estudio, el Dr. Andreas Maurer del Instituto de Ciencias Agrícolas y Alimentarias de MLU. Esto llevó a los investigadores a buscar formas de adaptar mejor los cultivos a estas nuevas condiciones en el futuro.
Encontraron lo que buscaban en el gen EARLY FLOWERING3 (ELF3), que ya se sabía que desempeñaba un papel importante en el desarrollo de las plantas. ELF3 es un componente esencial del llamado reloj circadiano de una planta. Esta es toda una red de genes y proteínas que controlan varios procesos en las plantas para que puedan, por ejemplo, reaccionar al ritmo día-noche y las estaciones.
Como parte de extensas pruebas de campo y experimentos de invernadero, el equipo investigó diferentes variantes naturales del gen ELF3 en plantas casi genéticamente idénticas al cruzar una variedad de cebada establecida (Barke) con varias cebadas silvestres. Los investigadores descubrieron una variante con propiedades especiales. Aunque su código genético difería solo en un punto en comparación con la variante ELF3 establecida, las plantas se desarrollaron significativamente más rápido.
En comparación con las plantas que portaban la variante ELF3 establecida, estas plantas florecieron hasta 18 días antes en la prueba de invernadero y hasta cuatro días antes en los experimentos de campo. Dependiendo del clima, incluso esos cuatro días pueden tener un gran impacto en los rendimientos, ya que la planta puede completar etapas importantes de su desarrollo antes de que ocurran posibles eventos dañinos. «El cruce con variantes naturales de cebada silvestre a menudo va acompañado de pérdidas de rendimiento. Sorprendentemente, este no fue el caso en nuestro estudio», agrega Maurer. La cebada con la variante ELF3 natural especial produjo rendimientos comparables.
Los hallazgos del estudio podrían ayudar a crear nueva cebada resistente al clima. «Al cruzar con la variante natural, descubrimos que la cebada podría florecer antes de que se establezca un período seco y, por lo tanto, ofrecer un mayor rendimiento que las variedades de floración tardía. Tales adaptaciones son necesarias para asegurar el suministro mundial de alimentos frente al calentamiento global . «, dice la científica agrícola y alimentaria Tanja Zahn, que está cursando su doctorado. en MLU.
Más información: Tanja Zahn et al, Nuevos alelos exóticos de FLORACIÓN TEMPRANA 3 determinan el desarrollo de plantas en cebada, Journal of Experimental Botany (2023). DOI: 10.1093/jxb/erad127
