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El estudio del sorgo ilumina la relación entre humanos, cultivos y el medio ambiente en la domesticación


Un nuevo estudio que examina la genética detrás del sabor amargo de algunas plantas de sorgo y una de las especies de aves más vilipendiadas de África ilustra cómo la genética humana, los cultivos y el medio ambiente se influyen mutuamente en el proceso de domesticación de las plantas.


por Fred Love, Universidad Estatal de Iowa


El estudio desenreda estos factores para crear una visión más completa de la domesticación de cultivos que la que es posible en otros cultivos importantes, dijo Xianran Li, profesor adjunto asociado en el Departamento de Agronomía de la Universidad Estatal de Iowa y autor correspondiente del artículo. El estudio, publicado recientemente en la revista científica Nature Plants , analizó cómo la genética humana y la presencia de especies de aves con gusto por las semillas de sorgo podrían haber influido en los rasgos que los agricultores en África seleccionaron en sus cultivos durante miles de años. La distribución geográfica única en África de las plantas de sorgo que contienen taninos condensados, o biomoléculas que a menudo inducen un sabor amargo, proporcionaron un lado de un «triángulo de domesticación» que ayudó a los investigadores a armar el rompecabezas de la domesticación, dijo Li.

«Es una visión sistemática que nos da una imagen completa de la domesticación», dijo. «Mirar solo un componente solo nos cuenta parte de la historia».

El sorgo es un cultivo de cereales domesticado por primera vez en África que sigue siendo un alimento básico en todo el continente. Los investigadores observaron que las variedades de sorgo con altos niveles de taninos comúnmente crecen en África oriental y meridional, mientras que los agricultores de África occidental tienden a preferir variedades con bajo contenido de taninos. En contraste, los procesos de domesticación en otros continentes eliminaron los taninos condensados ​​de la mayoría de los otros cultivos de cereales, como el trigo, el arroz y el maíz, debido al sabor amargo que producen.

Pero los agricultores del sur y este de África cultivan muchos cultivares que retienen el tanino, lo que parece una decisión desconcertante teniendo en cuenta el sabor y los valores nutricionales desfavorables. Li dijo que los taninos condensados ​​probablemente fueron retenidos como un mecanismo de defensa de la quelea de pico rojo, una especie de ave a veces denominada «langosta emplumada» que puede causar hasta $ 50 millones en pérdidas económicas en África cada año por comer cultivos. Li y sus coautores encontraron que la distribución de los cultivares de sorgo con tanino corresponde a áreas con poblaciones de quelea de pico rojo.

También consultaron información de genotipo de acceso público sobre poblaciones humanas en África y encontraron una distribución asociada del receptor de sabor TAS2R entre africanos en regiones que comúnmente cultivan sorgo con tanino. Los receptores de sabor son moléculas que facilitan la sensación de ciertos sabores, y los patrones en la distribución de TAS2R podrían hacer que las personas que viven en esas regiones de África sean menos susceptibles al sabor amargo causado por el tanino.

Li llamó a esta interacción única entre el tanino de sorgo, los receptores del gusto humano y las aves herbívoras un triángulo único que ofrece una visión única de la domesticación de los cultivos. Y, dado que los taninos condensados ​​se criaron en otros cultivos de cereales, este tipo de investigación solo es posible con sorgo, dijo.

«Nuestra investigación descubrió coevolución entre humanos, plantas y ambientes unidos por taninos condensados, el primer ejemplo de triángulo de domesticación», dijo Li. «El concepto de un triángulo de domesticación ha sido propuesto previamente y generalmente aceptado. Descubrir un caso concreto, particularmente con alguna evidencia molecular, es muy emocionante. Creemos que este estudio podría ayudar a descubrir casos futuros».

Para llegar a sus conclusiones, el equipo de investigación cultivó variedades de sorgo con y sin tanino y analizó conjuntos de datos disponibles públicamente sobre genética humana y poblaciones de aves silvestres en África para desenredar cómo estos factores interactúan entre sí para influir en la domesticación del sorgo en África. Los experimentos con sorgo cultivado en Iowa descubrieron que los gorriones se alimentarían de las semillas de plantas sin tanino, pero dejaron en paz los cultivares que contenían tanino, lo que refuerza el concepto de que las amenazas de herbívoros para los cultivos de sorgo prefieren variedades sin tanino.

«Todo el descubrimiento fue impulsado por la curiosidad, después de que observamos el daño inesperado del gorrión en nuestro campo de sorgo», dijo Jianming Yu, profesor de agronomía y presidente distinguido pionero en la cría de maíz. «Realmente no teníamos idea de que nuestro proyecto de clonación genética para encontrar el par de genes interactuantes subyacentes a los taninos de sorgo conduciría a este descubrimiento».


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