La selección asistida por ADN y la edición genética buscan combinar resistencia al tizón con las características forestales de Castanea dentata
Redactor: Raúl Méndez C.
Editor: Karem Díaz S.
Investigadores de Estados Unidos evalúan diferentes estrategias genéticas para recuperar el castaño americano, una especie que dominó amplias zonas de los bosques del este del país antes de ser devastada por el tizón del castaño. Los avances en secuenciación genómica permiten identificar con mayor rapidez los árboles que podrían transmitir resistencia a la enfermedad.
El castaño americano, cuyo nombre científico es Castanea dentata, llegó a representar un componente esencial de los bosques de los Apalaches. Su distribución se extendía desde Maine hasta Mississippi, mientras que sus frutos alimentaban a la fauna silvestre y a las comunidades humanas. La madera, resistente a la descomposición, también tenía un elevado valor para la construcción y otros usos rurales.
Esta situación cambió tras la introducción accidental de Cryphonectria parasitica, un hongo originario de Asia. El patógeno fue identificado en Nueva York en 1904 y posteriormente se propagó por el área de distribución natural del árbol, ocasionando la muerte de la mayoría de los ejemplares adultos.
Una resistencia compleja que depende de numerosos genes
Los primeros programas de recuperación recurrieron principalmente al cruzamiento del castaño americano con especies asiáticas que poseen resistencia natural al hongo. Los descendientes fueron cruzados nuevamente con árboles americanos para conservar su porte, velocidad de crecimiento y adaptación forestal, al mismo tiempo que se intentaba mantener la tolerancia heredada.
El proceso ha resultado más difícil de lo previsto porque la resistencia no depende de un único gen. Está condicionada por numerosos segmentos del genoma y por la interacción entre las defensas del árbol, el patógeno y las condiciones del entorno. Esta complejidad también aparece en otros programas destinados a obtener cultivos con mayor resistencia frente a enfermedades causadas por hongos.
La selección genómica ofrece una forma de acelerar ese trabajo. Mediante el análisis de miles de marcadores de ADN, los científicos pueden estimar la resistencia potencial de árboles jóvenes antes de esperar varios años para comprobar su desempeño en campo. La herramienta permite priorizar progenitores y descendientes, reducir los costos de evaluación y concentrar los ensayos en los ejemplares más prometedores.
Datos acumulados durante años por la American Chestnut Foundation y sus colaboradores sirven como base para relacionar determinadas regiones del genoma con la respuesta al tizón. La fundación señala que la próxima generación de híbridos seleccionados podría duplicar la resistencia promedio observada en la población actual, aunque su comportamiento deberá confirmarse en plantaciones y ambientes diversos.
La ingeniería genética mostró avances y limitaciones
Otra línea de investigación introdujo en el castaño americano un gen del trigo que produce oxalato oxidasa. Esta enzima descompone el ácido oxálico empleado por el hongo durante la infección y, en las evaluaciones iniciales, permitió reducir los daños causados por el patógeno.
Los ensayos de campo posteriores revelaron, sin embargo, que algunos árboles modificados desarrollaron grandes agallas, crecieron lentamente y presentaron otros problemas de salud. Estos resultados indicaron que neutralizar un solo mecanismo del hongo no era suficiente para recuperar de manera integral la resistencia y el vigor de la especie.
La experiencia refuerza la importancia de evaluar durante varios años cualquier material forestal mejorado. En los árboles, la resistencia inicial debe acompañarse de crecimiento sostenido, reproducción, estabilidad genética y adaptación a condiciones ambientales variables. Los programas de mejoramiento de especies forestales mediante hibridación también dependen de pruebas prolongadas antes de ampliar las plantaciones.
CRISPR y selección genómica como herramientas complementarias
Los estudios genómicos y las tecnologías denominadas “ómicas” permiten buscar genes, transcritos y compuestos químicos asociados con la resistencia de los castaños asiáticos. Con esa información, los investigadores pretenden introducir variantes específicas o editar genes del castaño americano para que actúen de manera semejante.
CRISPR podría modificar varios genes relacionados con la defensa sin incorporar grandes proporciones del genoma de otra especie. No obstante, todavía existen obstáculos técnicos: el castaño es difícil de transformar genéticamente, la regeneración de plantas completas requiere cultivos especializados y la disponibilidad estacional de semillas limita parte del trabajo experimental.
Los investigadores también estudian los pocos castaños americanos maduros que sobrevivieron en los bosques. Algunos presentan niveles modestos y heredables de resistencia, por lo que podrían aportar diversidad genética y características adaptadas a las condiciones locales.
La perspectiva planteada por los especialistas no se apoya en una solución única. La combinación de selección genómica, cruzamientos, árboles sobrevivientes, biotecnología y pruebas rigurosas en campo aparece como la ruta más viable para producir poblaciones resistentes y genéticamente diversas. La restauración deberá mantener suficiente variabilidad para evitar que los nuevos bosques dependan de un número reducido de individuos.
Restaurar una especie exige comprobar su función ecológica
Obtener árboles capaces de soportar el tizón constituye solo una parte del desafío. Los ejemplares seleccionados tendrán que crecer, reproducirse y competir dentro de ecosistemas que han cambiado durante el siglo transcurrido desde la desaparición de los grandes castaños.
Por ello, la recuperación deberá avanzar mediante ensayos controlados, monitoreo sanitario y plantaciones experimentales. Las evaluaciones deberán determinar si los árboles conservan las características ecológicas de Castanea dentata y si pueden establecer poblaciones duraderas sin ocasionar efectos imprevistos sobre la diversidad forestal.
La genómica reduce los tiempos de selección y mejora la precisión de los cruzamientos, pero no sustituye las pruebas de campo. El objetivo es reconstruir poblaciones funcionales del castaño americano mediante generaciones sucesivas de mejoramiento, validación y conservación de su diversidad genética.
Fuentes referenciales:
Phys.org
American Chestnut Foundation
Nature Plants
