Durante más de 20 años, un gran grupo internacional de investigadores, incluyendo investigadores de la Universidad de Aarhus, ha trabajado con determinación para investigar un gen que protege al trigo contra la roya amarilla.
Esta enfermedad fúngica, generalizada y grave, causa numerosas pérdidas en el trigo a nivel mundial. El nuevo conocimiento de los investigadores es una pieza clave en el desarrollo de nuevas variedades de trigo resistentes a la roya amarilla. Los resultados se publicaron recientemente en Nature Communications .
El trigo es uno de los cultivos más importantes del mundo. A nivel mundial, se cultivan anualmente 244 millones de hectáreas, una superficie mayor que la de cualquier otro cultivo. Su rendimiento supera los 750 millones de toneladas anuales. El trigo se utiliza ampliamente como alimento humano y animal, por lo que es fundamental protegerlo de las enfermedades fúngicas .
La roya amarilla amenaza al trigo
Una de las enfermedades que puede afectar al trigo es la roya amarilla, una enfermedad fúngica. Aproximadamente el 88 % de la producción de trigo es susceptible a la roya amarilla, y una estimación conservadora indica que la enfermedad arruina al menos 5 millones de toneladas de la cosecha anual mundial de trigo.
El hongo patógeno evoluciona rápidamente para producir nuevas cepas virulentas, por lo que existe una constante competencia entre los fitomejoradores para desarrollar variedades de trigo resistentes a las enfermedades y al hongo de la roya. Con una mejor comprensión de los mecanismos de autodefensa de la planta de trigo, los fitomejoradores estarán mejor preparados para esta tarea. Precisamente en este ámbito, el grupo de investigación puede aportar nuevos resultados significativos.
Mecanismo de defensa investigado
Los investigadores analizaron en detalle la secuencia genética del gen de resistencia Yr15 en el trigo. Yr15 es conocido por ser uno de los genes de resistencia más eficaces contra la roya amarilla . Descubrieron que Yr15 tiene un mecanismo de acción único. Algunos miembros del grupo internacional de investigadores mapearon la secuencia genética de Yr15, mientras que investigadores de la Universidad de Aarhus investigaron cómo este gen de resistencia previene el crecimiento de hongos en la planta de trigo infectada.
«Yr15 es un viejo conocido y los fitomejoradores ya lo tienen a mano. El hallazgo novedoso y emocionante es que hemos descubierto que Yr15 funciona de forma diferente a otros genes de resistencia. Produce respuestas de defensa en las primeras etapas del proceso de infección, y solo hemos encontrado un caso en el que el hongo pudo eludir esta defensa», afirma el profesor Mogens Støvring Hovmøller, del Departamento de Agroecología de la Universidad de Aarhus y uno de los investigadores del grupo internacional.
Para obtener cultivos resistentes a enfermedades se requiere acceso a genes de resistencia que representen todos los mecanismos de acción. De esta manera, si el hongo supera un mecanismo de defensa, otros genes de resistencia pueden impedir que cause enfermedades en la planta.
Con ayuda de microscopía avanzada, los investigadores de la Universidad de Aarhus observaron las respuestas de defensa asociadas con la resistencia a Yr15 en el trigo. Utilizaron una amplia gama de aislados fúngicos del Centro Global de la Roya de la Universidad de Aarhus (AU) en Flakkebjerg, donde se almacenan aislados fúngicos de todo el mundo para la investigación de la roya del trigo .
Más información: Valentina Klymiuk et al., La clonación del gen de resistencia Yr15 del trigo arroja luz sobre la familia de quinasas-pseudoquinasas en tándem de las plantas, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-06138-9
