En un clima cambiante, los productores de maíz deben estar preparados para cualquier cosa, incluidas las nuevas y cambiantes dinámicas de las enfermedades.
Por Lauren Quinn, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
Dado que es imposible predecir qué enfermedad perjudicial aparecerá en un año determinado, el maíz con resistencia a múltiples enfermedades sería una gran victoria para los productores. Ahora, los investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign están acercando a la industria a ese objetivo.
La marchitez de Goss, una enfermedad bacteriana, y las enfermedades fúngicas como la mancha gris de la hoja, el tizón foliar del maíz del norte y el tizón foliar del maíz del sur son importantes para los productores de todo el Medio Oeste de los EE. UU. y, en algunos casos, a nivel mundial. El estudio, publicado en G3: Genes, Genomes, Genetics , revela regiones genómicas asociadas con la resistencia a las cuatro enfermedades.
«No sólo encontramos regiones del genoma que confieren resistencia a cada enfermedad, sino que también identificamos un puñado de líneas experimentales de maíz que eran resistentes a todas ellas. Estos hallazgos deberían ayudar a la industria a desarrollar materiales con resistencia a múltiples enfermedades a la vez», dijo Tiffany Jamann, autora principal del nuevo estudio y profesora asociada en el Departamento de Ciencias de los Cultivos, parte de la Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales (ACES) de la Universidad de Illinois.
El equipo realizó varios cruces estratégicos entre líneas de maíz resistentes y susceptibles a enfermedades que les permitieron mapear los rasgos de resistencia a lugares específicos del genoma. Por ahora, esas regiones son bastante grandes y comprenden cientos de genes individuales. Si hay genes específicos con efectos descomunales, aún no se han identificado.
Aun así, identificar regiones importantes es útil, ya que la resistencia a las enfermedades rara vez se reduce a un solo gen. De hecho, el poder aditivo o cuantitativo de múltiples genes trabajando juntos puede significar una resistencia más duradera. Existe un respaldo si un patógeno encuentra una manera de eludir un mecanismo de resistencia determinado. Curiosamente, esta durabilidad puede incluso funcionar contra diferentes grupos de patógenos.
«Encontramos 19 regiones asociadas con la resistencia a la enfermedad bacteriana del marchitamiento de Goss. Varias de esas regiones también están relacionadas con la resistencia a los hongos patógenos «, dijo Jamann. «Por lo tanto, es posible realizar cultivos resistentes a varias enfermedades al mismo tiempo utilizando las mismas regiones genéticas».
Los hongos y las bacterias son muy diferentes biológicamente, pero ambos deben encontrar formas de entrar en la planta, viajar por ella y reproducirse. Jamann dice que es posible que los genes de resistencia provoquen cambios en la vasculatura de la planta para dificultar que ambos tipos de patógenos se desplacen, pero aún no puede decir exactamente cómo los genes ayudan a las plantas a protegerse. Sin embargo, está trabajando en ello gracias a una subvención de 2022 de la National Science Foundation.
Aunque el equipo identificó tres líneas de maíz resistentes a las cuatro enfermedades, pasará un tiempo antes de que los productores puedan comprar semillas de maíz resistente a múltiples enfermedades como resultado de este trabajo. Primero, el equipo de Jamann hará un mapa detallado de las regiones resaltadas en este estudio para encontrar genes con efectos importantes, y luego pasará esa información a los criadores que puedan desarrollar nuevos híbridos resistentes. Aun así, dice Jamann, la resistencia múltiple está en camino.
Más información: Yuting Qiu et al, Identificación de loci que confieren resistencia a 4 enfermedades foliares del maíz, G3: Genes, Genomas, Genética (2023). DOI: 10.1093/g3journal/jkad275
