Agricultura Botánica y Genética Cereales Estados Unidos

La cría de maíz altamente productivo ha reducido su capacidad de adaptación


Atascados donde están, las plantas tienen que adaptarse a sus entornos, respondiendo a tensiones como la sequía o las plagas cambiando la forma en que crecen.


por Eric Hamilton, Universidad de Wisconsin-Madison


En una escala más amplia, los mejoradores de cultivos deben poder desarrollar nuevas variedades que se adapten a una nueva ubicación o que cambien las condiciones de cultivo en la misma área.

Ambos tipos de adaptación se basan en un conjunto de posibilidades, las combinaciones entre las cuales se puede elegir. Para la planta individual, esas posibilidades dependen del genoma con el que nació. Para los obtentores, ese conjunto de posibilidades es la gama completa de genomas de cultivos, que pueden combinarse para crear nuevas variedades.

Investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison querían saber si los últimos 100 años de selección de maíz que está aclimatado a lugares particulares ha cambiado su capacidad de adaptarse a entornos nuevos o estresantes. Al medir las poblaciones de plantas de maíz plantadas en América del Norte, pudieron evaluar cómo respondían los genomas del maíz a las diferentes condiciones de crecimiento. Escribiendo esta semana (7 de noviembre de 2017) en Nature Communications , la profesora de agronomía UW-Madison, Natalia de Leon, su estudiante Joe Gage y sus colegas de varias instituciones informan que la selección artificial por parte de los mejoradores de cultivos ha limitado el conjunto de posibilidades para el maíz de América del Norte variedades

Llegan a la conclusión de que las variedades de maíz existentes son fuertes y estables, pero son menos flexibles en su capacidad de responder a diversas tensiones. Al mismo tiempo, estas poblaciones de maíz podrían tener una capacidad reducida para contribuir a los programas de mejoramiento que buscan crear nuevas variedades adaptadas a entornos novedosos.

«En los últimos 100 años, la gente definitivamente ha mejorado los cultivares», explica de Leon, el autor principal del nuevo informe. «Lo que intentamos hacer en este estudio es medir si al hacerlo también hemos limitado la capacidad de los genotipos para responder a los entornos cuando cambian».

Al cultivar intensamente para obtener un alto rendimiento, por ejemplo, en Wisconsin, esas plantas pueden perder la flexibilidad para responder a entornos que son muy diferentes de las condiciones de crecimiento de Wisconsin. Para probar esta idea, De Leon y sus colegas de 12 universidades agrícolas en los EE. UU. Y Canadá idearon una gran prueba de campo con más de 850 variedades de maíz únicas en 21 ubicaciones en América del Norte. Hubo más de 12,000 parcelas de campo en total donde los investigadores midieron rasgos como el rendimiento y la altura de la planta mientras registraban las condiciones climáticas.

El experimento masivo solo es posible gracias a una colaboración que De Leon, el profesor de agronomía de UW-Madison Shawn Kaeppler y otros lideraron, llamado Genomes to Fields. El proyecto se extiende a través de 20 estados y en Canadá, proporcionando precisamente el rango de diferentes condiciones de campo que se requieren para separar las diferentes contribuciones de los genomas y los entornos a los rasgos finales de maíz que se utilizaron en el nuevo estudio.

De Leon y sus colaboradores descubrieron que las regiones del genoma del maíz que han sido sometidas a un alto grado de selección, por ejemplo, las regiones genéticas que contribuyen al alto rendimiento en una ubicación particular, se asociaron con una capacidad reducida del maíz para responder a entornos variables. que las regiones genómicas en las que los criadores no actuaron directamente. El resultado es que las variedades modernas de maíz son muy productivas en los entornos en los que se cultivan, pero podrían tener más dificultades para manejar los cambios en esos entornos.

«Los datos parecen apuntar a la idea de que al seleccionar genotipos que se adaptan mejor para ser más productivos, estamos erosionando la variabilidad que podría ser importante a medida que nos movemos a un mundo donde el clima podría ser más errático y podríamos necesitar mover los cultivares». en lugares donde no se han cultivado antes «, dice de León.

Sin embargo, esta pérdida de flexibilidad es una compensación inherente para los cultivares de maíz altamente productivos , dice ella.

«Cuando intentas adaptar los cultivares a muchos ambientes diferentes, terminas con plantas que no son excelentes en ningún lado», dice de Leon. «El costo de mantener esta plasticidad va en detrimento de la máxima productividad».

«Entonces tenemos que encontrar el equilibrio correcto a largo plazo», dice ella.


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