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La genética del maíz puede mostrar cómo los cultivos se adaptan al cambio climático


Con la aparición del cambio climático y los cambios en el riego, la adaptación de los cultivos alimentarios para crecer en diversos entornos podría ayudar a alimentar al mundo.


por Ann Filmer, UC Davis


Ahora, en la Universidad de California, Davis, los científicos lideran un nuevo proyecto importante, financiado por la National Science Foundation con $ 4.1 millones durante cinco años, para estudiar la adaptación genética a diferentes ambientes en el maíz.

El maíz («maíz» en los Estados Unidos) se originó hace aproximadamente 10,000 años en una región cálida y de baja altitud en el suroeste de México. Se adaptó independientemente de entornos de baja elevación a entornos de alta elevación en México y en América del Sur en un tiempo relativamente corto, según los estándares evolutivos.

«En entornos de gran altitud, hace más frío, la temporada de crecimiento es más corta y hay diferentes niveles de luz ultravioleta. Estamos trabajando para determinar qué se necesita para que una planta se adapte a nuevos entornos como estos», dijo el investigador principal Jeffrey Ross- Ibarra, profesor de ciencias de las plantas en UC Davis. «Esperamos que esto conduzca a una comprensión de lo que se necesita para que las plantas se adapten a un clima cambiante, independientemente de la ubicación».

El equipo está investigando las bases genéticas de la adaptación del maíz a entornos de gran altitud, lo que arrojará luz sobre cómo las poblaciones de maíz silvestres y domesticadas se adaptan a los nuevos climas. Están comparando rasgos agronómicos y genéticos de variedades de maíz muestreadas de regiones de tierras altas y bajas en experimentos de campo realizados en sitios de tierras altas, medias y bajas.

Estos experimentos ayudarán a revelar los genes críticos que subyacen a la adaptación a elevaciones elevadas, así como cuán repetibles son esos cambios genéticos. También puede abrir puertas al estudio de cómo otros cultivos se adaptan al cambio ambiental.

Investigacion de maiz

Una gran pregunta para los científicos es, ¿qué fuerzas evolutivas dan forma a la variación en una población de plantas y cómo afectan la forma en que la población se adapta a los nuevos entornos?

¿La adaptación a ambientes fríos está regulada por unos pocos genes, miles de genes o un conjunto específico (o diferentes conjuntos) de genes cada vez? Ross-Ibarra y sus colegas están tratando de responder estas preguntas.

«Aprenderemos sobre genes o loci particulares en el maíz que son importantes para adaptarse a este tipo de climas. Pero también necesitamos determinar cómo se expresan los genes en diferentes ambientes, junto con la base genética para la evolución de la expresión génica», dijo Dan Runcie, también profesora de ciencias de las plantas en UC Davis.

Los investigadores están trabajando con maíz de elevaciones altas y bajas, utilizando variedades locales silvestres y domésticas de diferentes ambientes. Estas son las mismas variedades tradicionales que cultivan los agricultores de subsistencia en México. Los investigadores también están estudiando la genética de poblaciones en teosinte, el ancestro salvaje del maíz, para ver cómo el teosinte se adapta a estas diferentes condiciones.

Los resultados del proyecto pueden ayudar a informar el desarrollo de líneas de maíz resistentes al frío para regiones de gran altitud y alta latitud, como el cinturón de maíz de EE. UU.

«Las técnicas que estamos utilizando también deberían ser ampliamente aplicables a otras plantas en el estudio de la adaptación de los cultivos a diversos entornos», dijo Runcie.

¿Por qué el maíz y por qué ahora?

El maíz no solo es un cultivo importante a nivel mundial, sino que se ha adaptado a una gran variedad de entornos en todo el mundo. El maíz se cultiva desde el nivel del mar hasta los 13,000 pies, desde el sur de Finlandia hasta el ecuador, en múltiples continentes y en una amplia gama de entornos.

El maíz ya ha demostrado que es altamente adaptable, por lo que es una especie útil para estudiar la adaptación de las plantas. Además, existe una gran cantidad de conocimiento y recursos para estudiar la genética del maíz.

Además del maíz, el mundo necesita muchos otros cultivos capaces de adaptarse a nuevos entornos.

«Es posible que necesitemos cultivar trigo con menos riego, o podemos querer cultivar maíz en el norte de Canadá debido al cambio climático , o podemos querer poner menos fertilizante en ciertos cultivos por razones ambientales», dijo Ross-Ibarra. «Por lo tanto, la comprensión de cómo las plantas se adaptan a las nuevas condiciones es muy importante para la mejora de los cultivos».


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