Agricultura Botánica y Genética Estados Unidos

Los investigadores encuentran que el gen del maíz confiere resistencia a múltiples enfermedades de las hojas de las plantas


Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han encontrado un gen específico en el maíz que parece estar asociado con la resistencia a dos y posiblemente a tres enfermedades diferentes de las hojas de las plantas.


por Mick Kulikowski, Universidad Estatal de Carolina del Norte


En un artículo publicado esta semana en Nature Genetics , los investigadores del estado de Carolina del Norte señalan el gen – cafeína-CoA O-metiltransferasa – que parece conferir resistencia parcial al tizón de la hoja del sur y la mancha gris de la hoja, y posiblemente al tizón de la hoja del norte, un trío de enfermedades que paralizan las plantas de maíz en todo el mundo.

Descubrir más sobre los mecanismos detrás de rasgos complejos como la resistencia a las enfermedades tiene el potencial de ayudar a los fitomejoradores a construir los mejores rasgos en las plantas de maíz del mañana , dice el autor correspondiente del artículo Peter Balint-Kurti, investigador de patología de plantas y genetista del Departamento de Agricultura de EE. UU. Servicio de Investigación Agrícola (USDA-ARS) que se encuentra en NC State.

El grupo de Balint-Kurti y sus colegas identificaron varias regiones del genoma donde la variación genética tuvo un efecto significativo sobre la variación en la resistencia a múltiples enfermedades.

«Había cientos de genes en esta región e identificar los genes específicos que afectan la resistencia a las enfermedades fue un desafío», dijo Balint-Kurti. «Es como buscar un restaurante en particular en una ciudad, sin que Google lo ayude».

Utilizando un enfoque llamado mapeo fino, el investigador postdoctoral del estado de Carolina del Norte, Qin Yang, redujo la región a un pequeño segmento de ADN que transportaba solo cuatro genes, y luego con varios colaboradores del estado de Carolina del Norte, la Universidad Estatal de Iowa, la Universidad de Delaware, Texas A&M La Universidad, la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, la Universidad de Cornell y el Servicio de Investigación Agrícola del USDA realizaron más pruebas para reducir esos cuatro genes a uno.

«Es interesante que este gen también parezca estar involucrado en la producción de lignina», dijo Yang. «En general, una mayor producción de lignina parece estar relacionada con una resistencia a la enfermedad más robusta en las plantas».

Balint-Kurti dice que el gen parece conferir un pequeño pero importante efecto de resistencia a la enfermedad.

«Es difícil ver estos pequeños efectos, pero también es difícil que los patógenos se adapten para contrarrestarlos», dijo Balint-Kurti. «Gran parte de la resistencia al tizón de la hoja del sur y la mancha gris de la hoja es conferida por múltiples genes que tienen pequeños efectos».

El tizón del sur de la hoja de maíz es un problema moderado en el sureste de los Estados Unidos, dice Balint-Kurti, y puede ser un problema significativo en el sudeste asiático, el sur de Europa y partes de África. Prevalente en climas cálidos y húmedos en todo el mundo, causa pequeñas manchas marrones en las hojas. Las manchas se agrandan y eventualmente se extienden a toda la planta. Las infecciones graves pueden causar grandes pérdidas de rendimiento de maíz. La mancha gris de la hoja, que produce un efecto homónimo, se encuentra tanto en el medio oeste como en el sudeste de los Estados Unidos, y también es una enfermedad importante del maíz en África. El tizón de la hoja del norte se puede encontrar en el cinturón de maíz del medio oeste y en el noreste; Causa lesiones en forma de cigarro en las hojas. Los tres son los llamados patógenos necrotróficos que derivan gran parte de su nutrición del tejido muerto del huésped.

«Este gen también está involucrado en la supresión de la muerte celular programada», dice Balint-Kurti, «que, tal vez de forma contraintuitiva, puede ser un buen mecanismo de defensa contra hongos necrotróficos como estas tres enfermedades».


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