Los investigadores han identificado por primera vez varios genes en la cebada que eventualmente podrían conducir a cultivos de mayor rendimiento.
por Jessica Stanley, Universidad de Adelaida
La investigación se llevó a cabo en el Instituto de Investigación Waite de la Universidad de Adelaide e involucró el uso de técnicas genéticas y biología molecular para examinar varios mutantes históricos de cebada multiovárica y determinar qué genes aumentan la fertilidad y hacen que las plantas sean más receptivas a la polinización cruzada.
«Aunque las variedades mutantes parecían ser bastante similares cuando se cultivaban en el invernadero, encontramos que un tipo era más fértil que los otros y era capaz de producir hasta tres veces más semillas que las otras plantas», dijo el investigador principal, el Dr. Caterina Selva, quien realizó el trabajo como parte de su Ph.D. estudios en la Escuela de Agricultura, Alimentación y Vino de la Universidad de Adelaida
«Los genes en esa variedad mutante de cebada podrían ser la clave para aumentar el rendimiento de los cultivos de cereales».
Los mutantes de cebada multiovárica tienen características notables en comparación con las variedades típicas de cebada australiana, y producen órganos reproductores femeninos adicionales en cada flor. Fueron descubiertos en la década de 1980, pero esta es la primera vez que se identifican los genes responsables del aumento de la fertilidad.
El Dr. Selva cree que estas secuencias obtenidas de las variedades mutantes podrían usarse para modificar la estructura de la flor de la cebada convencional, haciéndola más receptiva a la reproducción híbrida.
«Al mezclar el mutante con otras variedades de cebada, podemos crear cultivos más fuertes y resistentes que produzcan mayores rendimientos incluso en los entornos más desafiantes», dijo.
Este proceso de mejoramiento, conocido como vigor híbrido, ya se usa con éxito en maíz y arroz.
Se basa en la polinización cruzada, que es un desafío para el trigo y la cebada debido a la estructura de la flor.
«Esta investigación es un ejemplo de cómo cambiar un gen puede tener un efecto positivo en el rendimiento de los granos. Podemos superar las barreras para la polinización cruzada mediante el uso de plantas mutadas más fértiles para producir cebada más fuerte y más», dijo el autor principal, profesor asociado. Matthew Tucker de la Escuela de Agricultura, Alimentación y Vino de la Universidad de Adelaida.
«Esto es aún más importante frente a la rápida urbanización, los mercados internacionales volátiles y las condiciones climáticas extremas , que hacen que el cultivo de cebada sea más desafiante», dijo.
Australia produce un poco más de nueve millones de toneladas métricas de cebada cada año, la mayoría de las cuales se exporta a Asia.
Es uno de los cultivos más cultivados del país y cubre alrededor de 4 millones de hectáreas de tierra desde el sur de Queensland hasta el oeste de Australia.
La investigación se publicó en el Journal of Experimental Botany y podría usarse para ayudar a mejorar la industria agrícola tanto a nivel nacional como a escala mundial.
«Estos hallazgos son un paso prometedor para facilitar la reproducción híbrida en trigo y cebada y, en última instancia, aumentar el rendimiento del grano», dijo el Dr. Selva.
«Podría allanar el camino para una mayor seguridad alimentaria y un futuro agrícola más sostenible».
Más información: Caterina Selva et al, HvSL1 y HvMADS16 promueven la identidad del estambre para restringir la formación de ovarios múltiples en la cebada, Journal of Experimental Botany (2023). DOI: 10.1093/jxb/erad218
