La hierba silvestre resistente que podría salvar nuestro pan


Una oscura especie de hierba silvestre contiene una resistencia a enfermedades «de gran éxito» que se puede cruzar con el trigo para dar inmunidad contra uno de los patógenos de cultivos más letales.


por el Centro John Innes


Un equipo internacional colaborativo de investigadores identificó el gen de resistencia a la roya del tallo de la especie de hierba de cabra salvaje Aegilops sharonensis.

El equipo de investigación dirigido por el Centro John Innes, el Laboratorio Sainsbury y la Universidad de Minnesota utilizó avances bioinformáticos para desarrollar el primer mapa genómico preciso de Aegilops sharonensis.

El potencial genético de este pariente resistente del trigo que se encuentra en Israel y el sur del Líbano ha sido en gran parte inexplorado.

Usando el mapa genético y una técnica de herramienta de búsqueda llamada Mutant Hunter, el equipo escaneó el genoma en busca de mutaciones que fueran diferentes en las plantas que eran inmunes a la roya del tallo, una enfermedad que ha preocupado a los agricultores durante milenios.

Esta búsqueda identificó un gen candidato , que los investigadores pensaron que era responsable de proteger las plantas. Usando pinzas moleculares, aislaron el gen de interés y lo transfirieron a una planta susceptible, donde confirió una fuerte protección contra todas las cepas probadas del hongo de la roya del tallo del trigo, Puccinia graminis f. sp. tritici.

El Dr. Brande Wulff, investigador de trigo en la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah (KAUST), exlíder de grupo en el Centro John Innes y uno de los autores del estudio, dijo: «Ahora tenemos este gen de gran éxito que confiere una inmunidad asombrosa. Si yo fuera la roya del tallo, estaría temblando en mi espora».

«Ha sido un arduo viaje de investigación que ha durado muchos años, pero ahora hemos encontrado este gen que confiere resistencia de amplio espectro. Todavía tenemos que encontrar un aislado del patógeno que pueda superar el gen», agregó el investigador del Centro John Innes, el Dr. Guotai Yu, primer autor del estudio.

En este estudio que aparece en Nature Communications , los experimentos mostraron que el gen Sr62 codifica una molécula llamada proteína quinasa en tándem. Los estudios en curso están analizando cómo funciona este gen para que los investigadores puedan diseñar biológicamente el mecanismo para que sea más eficiente.

El equipo de investigación planea emplear el nuevo gen como parte de una pila de genes, mejorados en variedades de trigo de uso común, utilizando tecnología de modificación genética. Predicen que se identificarán y clonarán más genes de resistencia a partir de poblaciones de Aegilops sharonensis y otras hierbas silvestres utilizando sus métodos de descubrimiento y despliegue de genes.

Se sabe que Aegilops sharonensis posee muchas características de importancia agrícola, como la resistencia a las principales enfermedades, incluida la roya. Sin embargo, su largo tiempo de generación, la cubierta dura de la semilla y las dificultades para cruzarlo con cultivares de trigo lo han hecho menos manejable que otras especies de pastos silvestres que se extraen para obtener rasgos genéticos útiles.

Esto hace que los hallazgos de este estudio sean aún más valiosos, explica el profesor Brian Steffenson de la Universidad de Minnesota y coautor del estudio: «Dadas las grandes dificultades para cruzar Aegilops sharonensis con trigo, estábamos bastante seguros de que los genes de resistencia a la roya descubiertos en las especies salvajes sería novedoso». Aegilops sharonensis tiene un rango de hábitat muy estrecho a lo largo de la llanura costera del mar Mediterráneo. El profesor Steffenson agrega: «Por lo tanto, es oportuno e importante que se realicen esfuerzos para recolectar y caracterizar las accesiones de esta especie antes de que se pierdan debido a la urbanización. Esperamos que el gen de resistencia clonado en esta investigación, cuando se combine con otros genes , confiera resistencia duradera en variedades de trigo,

El estudio destaca los desarrollos recientes en América Latina, donde se aprobó el trigo GM (modificado genéticamente) diseñado para tolerar la sequía, lo que podría allanar el camino para que los rasgos GM se cultiven más ampliamente en el trigo frente a la crisis climática.

La búsqueda de resistencia contra la roya del tallo se ha vuelto más urgente a medida que las epidemias de la enfermedad son cada vez más frecuentes y el cambio climático amenaza con aumentar aún más su propagación.

«Los patógenos como la roya del tallo ya reducen el rendimiento del trigo en un 21 por ciento. El patógeno no solo pierde o daña el grano en sí mismo, sino también la energía que se dedica a la producción, un equivalente a 420 mil millones de kilovatios, suficiente para alimentar 300 millones hogares en el mundo en desarrollo se desperdicia. Si podemos intervenir con la genética, al reclutar la resistencia que se encuentra en esta hierba de aspecto salvaje y tenue, entonces sería una contribución increíble a la agricultura y al cambio climático «, dijo el Dr. Wulff.

«Identificación asistida por genoma de Aegilops sharonensis del gen Sr62 de resistencia a la roya del tallo» aparece en Nature Communications .



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