Un consorcio internacional ensambló los genomas de dos especies norteamericanas y localizó 81 regiones asociadas con adaptación ambiental y domesticación agrícola
Redactor: Camila Herrera R.
Editor: Karem Díaz S.
Un equipo internacional de investigadores logró ensamblar con alta precisión los genomas de Silphium integrifolium y Silphium perfoliatum, dos plantas perennes originarias de Norteamérica que están siendo estudiadas como posibles cultivos agrícolas. El avance proporciona nuevas herramientas para transformar especies silvestres del género Silphium en fuentes comerciales de aceite, forraje y otros productos.
La investigación, publicada en julio de 2026 en la revista Nature Communications, resolvió por separado las copias cromosómicas heredadas por un híbrido interespecífico. El resultado permite examinar una estructura genética extremadamente grande y compleja que hasta ahora limitaba el mejoramiento asistido por marcadores.
El trabajo reunió a 23 autores de instituciones científicas y programas de mejoramiento. Entre las organizaciones vinculadas al estudio figuran HudsonAlpha Institute for Biotechnology, The Land Institute, el Laboratorio Nacional Oak Ridge, el Instituto Weizmann de Ciencias, la Universidad de Minnesota, el Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de Estados Unidos y el Instituto Max Planck de Biología.
Una alternativa perenne a las oleaginosas anuales
Silphium integrifolium, conocido en los programas de domesticación como silflower, es una planta silvestre de las praderas centrales de Estados Unidos. Sus semillas relativamente grandes y su capacidad para mantener la producción bajo condiciones secas explican el interés por convertirla en una oleaginosa perenne.
A diferencia del girasol, la soja y la canola, las plantas perennes no necesitan establecerse nuevamente después de cada cosecha. Esa permanencia puede reducir la frecuencia de la labranza y mantener raíces vivas durante más tiempo, aunque sus beneficios concretos dependen del clima, el suelo, el rendimiento alcanzado y el sistema de manejo.
El género ya presenta otras aplicaciones productivas. Mundo Agropecuario informó que la planta de taza puede superar al maíz como cultivo para ensilaje bioenergético. Ese trabajo se concentró en S. perfoliatum, mientras que el programa oleaginoso utiliza principalmente S. integrifolium.
El desarrollo se relaciona con el interés creciente por la agricultura basada en cultivos perennes, una estrategia que busca diversificar la producción y disminuir algunas alteraciones del suelo asociadas con la resiembra anual.
Trio-binning separó los genomas del híbrido
Los científicos utilizaron una técnica denominada trio-binning. El procedimiento combina información genética de dos progenitores con lecturas largas obtenidas de su descendiente híbrido. Las secuencias del híbrido se asignan primero al progenitor correspondiente y luego se ensamblan por separado, evitando que ambas contribuciones genéticas queden mezcladas.
Este método permitió generar ensamblajes por fases de S. integrifolium y S. perfoliatum. Los cromosomas estudiados alcanzaron hasta 1,8 gigabases y conservaron durante la interfase una organización helicoidal con circunferencias de bucle de aproximadamente 43 megabases.
El avance no constituye por sí mismo una nueva variedad cultivable. Su importancia consiste en ofrecer una referencia genética con la que los mejoradores pueden seguir la herencia de características relevantes, comparar poblaciones silvestres y seleccionar progenitores con mayor precisión.
Esta clase de investigación sigue la misma lógica de la domesticación de novo de plantas silvestres: conservar atributos de adaptación desarrollados en ambientes naturales mientras se modifican gradualmente los rasgos que dificultan la siembra, el manejo y la cosecha mecanizada.
Ochenta y un loci orientan el mejoramiento del silfio
El análisis de poblaciones identificó 81 loci relacionados con características ambientales y de domesticación. Un locus es una región determinada del genoma que puede contener variantes asociadas con diferencias observables entre plantas.
Los investigadores también encontraron variantes en un transportador MATE, una enzima alfa/beta hidrolasa y un gen equivalente a la proteína ACR4 de Arabidopsis. Estas variaciones explicaron una proporción significativa de las diferencias registradas en la arquitectura floral, un atributo relevante para la producción y la futura cosecha de semillas.
La disponibilidad del genoma permitirá aplicar genotipado de baja cobertura, secuenciación dirigida, selección asistida por marcadores y selección genómica. Estas herramientas pueden identificar plantas prometedoras antes de completar evaluaciones de campo que, en una especie perenne, requieren varios años.
La investigación genómica no elimina la necesidad de ensayos agronómicos. Las líneas seleccionadas deberán demostrar rendimiento estable, uniformidad, calidad del aceite, resistencia a enfermedades, facilidad de cosecha y adaptación a diferentes ambientes antes de considerarse una alternativa para los productores.
Las raíces profundas aportan resiliencia, pero deben medirse
Uno de los atributos más valorados del silfio es su sistema radicular profundo, relacionado con la tolerancia a periodos secos y la permanencia de la planta. Las estimaciones sobre la profundidad exacta varían entre especies, poblaciones, edades y condiciones del suelo, por lo que no debe asumirse que todas las plantas alcanzarán un mismo nivel.
La evaluación de este rasgo exige mediciones directas. Un método para estimar la profundidad de las raíces mediante el análisis de las hojas muestra cómo el fenotipado puede ayudar a seleccionar cultivos capaces de explorar capas inferiores del terreno sin desenterrar miles de ejemplares.
Las raíces perennes también pueden reducir la exposición del suelo y aportar residuos orgánicos en profundidad. Sin embargo, la magnitud de la retención de carbono, el ahorro de agua o la reducción de insumos solo podrá determinarse mediante comparaciones prolongadas con oleaginosas anuales en condiciones productivas equivalentes.
La domesticación todavía se encuentra en fase experimental
El programa de mejoramiento debe corregir varios rasgos propios de la especie silvestre. Entre ellos se encuentran la variación en el tamaño de las semillas, el rendimiento insuficiente de algunas plantas, la ramificación y las dificultades para realizar una cosecha eficiente y uniforme.
The Land Institute trabaja con S. integrifolium desde comienzos de la década de 2000, mientras que la Universidad de Minnesota, HudsonAlpha y el USDA participan en programas de genética, ensayos y análisis de calidad del aceite. El nuevo ensamblaje genómico ofrece una plataforma común para acelerar esa colaboración.
La publicación científica verificable describe el ensamblaje de los genomas, la estructura de las poblaciones y la identificación de loci; no informa la obtención de una variedad final mediante edición genética ni fija una fecha para su primera siembra comercial. Cualquier calendario de implantación deberá confirmarse mediante anuncios de los programas responsables y resultados de ensayos registrados.
Fuentes referenciales:
AgroXXI
Nature Communications
Universidad de Minnesota
