Se ha descubierto la secuencia de ADN de un gen en el trigo responsable de resistir un virus devastador, lo que proporciona pistas vitales para gestionar cultivos más resistentes y mantener un suministro de alimentos saludable.
por la Universidad de Melbourne
Los cultivos de trigo en las Américas, Asia, Europa y África son frecuentemente devastados por el virus del mosaico amarillo del trigo , por lo que existe una gran demanda de variedades o cultivares de trigo que puedan resistir este virus.
Publicado hoy en Proceedings of the National Academy of Sciences , el estudio encontró que el gen de resistencia se originó en una antigua planta silvestre mediterránea pariente del trigo.
El investigador principal del estudio, de la Universidad de Melbourne, el Dr. Mohammad Pourkheirandish, dijo: “Este descubrimiento podría ayudar con el desarrollo de cultivares de trigo más resistentes, aumentar el rendimiento de los cultivos y reducir el uso de fungicidas dañinos. También enfatiza la necesidad de preservar la biodiversidad para proteger los suministros de alimentos.”
WYMV reduce el rendimiento de grano hasta en un 80%, causando pérdidas económicas significativas. El virus es alojado y transmitido por un hongo que habita en el suelo y que coloniza las raíces de las plantas de trigo, decolorando las hojas de trigo y atrofiando el crecimiento de las plantas.
Las esporas microscópicas de hongos que contienen WYMV pueden vivir en el suelo hasta por una década. Si bien los fungicidas pueden matar las esporas y detener la transmisión, el tratamiento con fungicidas no es rentable ni ecológicamente sostenible.
“La alternativa viable es criar selectivamente o modificar genéticamente el trigo con resistencia al WYMV”, dijo el Dr. Pourkheirandish.
“Antes de esta investigación, sabíamos que un gen dominante llamado Ym2 reduce el impacto de WYMV en las plantas de trigo en más del 70 %, pero no entendíamos cómo el gen lograba esto”.
El equipo de investigación utilizó una técnica llamada clonación posicional para localizar el gen Ym2 en un cromosoma del trigo harinero y descubrió que su secuencia de ADN codifica una proteína del tipo conocido como NBS-LRR. Estas proteínas son “guardianes” que detectan patógenos y desencadenan una respuesta inmune en las plantas.
“Ahora que conocemos la secuencia de ADN del gen, podemos seleccionar líneas de reproducción que lleven Ym2 simplemente analizando el ADN de un pequeño trozo de hoja, incluso sin el paso de la inoculación del virus”, dijo el Dr. Pourkheirandish.
“También facilitará la búsqueda de variantes de Ym2 en los parientes silvestres del trigo, lo que puede proporcionar una resistencia superior a las enfermedades para una mayor mejora de los cultivos”.
El ADN del trigo moderno es quimérico, lo que significa que su material genético se deriva de varias plantas ancestrales a través del mestizaje o hibridación natural, seguida de una reproducción selectiva por parte de los humanos.
Al comparar secuencias de ADN entre especies relacionadas , los investigadores descubrieron que Ym2 en el trigo harinero moderno se deriva de una antigua planta silvestre llamada Aegilops sharonensis, nativa de los países del Mediterráneo oriental. Un gen similar ocurre en Aegilops speltoides, otro ancestro silvestre del trigo harinero.
“Estas especies silvestres se habrían cruzado con el trigo cultivado en algún momento y transmitido la resistencia genética que ahora es comercialmente crítica”, dijo el Dr. Pourkheirandish.
“Las plantas silvestres ancestrales son una rica fuente de características útiles, como la resistencia a las enfermedades, que los fitomejoradores y los genetistas pueden extraer para proteger los cultivos modernos y mantener un suministro de alimentos saludables, incluidos el pan, la pasta, los fideos, el cuscús, los pasteles, las tortas y otros cereales. productos de los que muchos de nosotros dependemos y disfrutamos”.
Más información: Mishina, Kohei et al, Wheat Ym2 se originó a partir de Aegilops sharonensis y confiere resistencia a la infección del virus del mosaico amarillo del trigo transmitida por el suelo a las raíces, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2023). DOI: 10.1073/pnas.2214968120
