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Un pasado salvaje podría ayudar a trazar el futuro de las hortalizas Brassica

Un pasado salvaje podría ayudar a trazar el futuro de las hortalizas Brassica
Aunque Brassica cretica no se parece mucho al repollo, el brócoli o el colinabo, el pariente silvestre es el pariente más cercano a nuestros vegetales modernos y su resistencia podría mostrarnos cómo hacer que nuestros cultivos de vegetales sean más resistentes en el futuro. Ilustración cortesía de Andi Kur

Puede que no imagines a los científicos de plantas como el Indiana Jones moderno de la biología, pero los investigadores de la Universidad de Missouri han estado en la búsqueda de una historia evolutiva, buscando pistas sobre los antepasados ​​de nuestros jardines y estantes de comestibles.


por Roger Meissen, Universidad de Missouri


Para encontrar el pariente silvestre más cercano de la amplia variedad de especies de plantas Brassica oleracea, Makenzie Mabry y el laboratorio de Chris Pires peinaron en sentido figurado las colinas y las costas de Europa, África y el Mediterráneo para encontrar un primo perdido de muchos de nuestros vegetales básicos.

Lo que encontraron reúne un pasado desconcertante de una especie que podría proporcionar información para los esfuerzos de conservación y reproducción para el futuro de nuestras verduras.

«Estos parientes silvestres, debido a que no se cultivan como nuestros cultivos, se han adaptado de manera diferente y podrían ser mejores en las defensas contra los herbívoros o podrían ser más tolerantes a la sequía, y saber dónde se domesticaron las cosas puede ayudar a identificar genes para esos rasgos», dijo Mabry. autor principal y reciente doctorado en Mizzou. «Con técnicas como CRISPR, podemos observar estas diferencias entre los parientes silvestres una vez que se han identificado mediante árboles genealógicos y, en el futuro, con suerte, los fitomejoradores pueden trasladar esos rasgos a las plantas, lo que podría ayudar a nuestros cultivos a lidiar con futuro cambio climático «.

El arbusto familiar

La estructura familiar de mostazas a coles y todo lo demás es desordenada.

«Charles Darwin realmente decidió que se pensara en la evolución como un árbol con patrones de ramificación, pero dijo, bueno, ya sabes, en algunos casos, tal vez sea más como un coral o un arbusto», dijo Pires, investigador principal y co-investigador en este proyecto. «Es como si las ramas estuvieran todas mezcladas, y este artículo revela a Brassica como un caso clásico de esto, una ascendencia muy arbustiva. Es un desastre».

Ya sea un arbusto o un coral, la maraña de especies de Brassica oleracea muestra una táctica completa de diversificación.

Tienes versiones de las especies que desarrollaron sus hojas en alimentos básicos como el repollo o la col rizada, otras donde las flores o inflorescencias se domesticaron en lo que comemos ahora como brócoli o coliflor y aún más que ponen sus esfuerzos en partes subterráneas como el colinabo.

Pires compara esto con cómo los perros modernos se han diversificado en razas completamente diferentes, desde el gran danés hasta el chihuahua.

«Tienes perros con cabezas grandes y otros que menean colas esponjosas y otros con patas pequeñas, pero todos siguen siendo iguales en el sentido de que todos son claramente perros, ¿verdad?» Dijo Pires. «Al igual que los perros, Brassica ha mostrado tanta plasticidad durante su domesticación, pero muchos todavía piensan en cada vegetal como ramas distintas y eso, obviamente, no es en absoluto lo que ha sucedido.

Identificando el origen

Este camino para encontrar ancestros y parientes de Brassica oleracea requiere cubrir una gran cantidad de territorio, desde comparar miles de genes hasta examinar textos antiguos sobre el repollo y analizar rutas comerciales en el mar Mediterráneo.

Las teorías recientes sobre el origen de Brassica oleracea van desde la creencia de que existe un único antepasado común hasta múltiples intentos de domesticación de varios antepasados. A pesar de estas hipótesis, aún no se había confirmado por completo. Desde Inglaterra hasta Francia y España, cada región tiene un cierto orgullo por sus variedades favoritas de la especie. Una leyenda griega se refiere al lugar donde brotó el repollo, donde el sudor de Zeus golpeó el suelo.

El equipo examinó la literatura y la evidencia arqueológica a lo largo de los siglos en busca de estas referencias culturales para obtener una idea del origen de la especie.

«Por alguna razón, el repollo significa mucho para los ingleses, pero una de las partes que creo que es realmente genial es que estas verduras tienen identidades culturales», dijo Mabry. «Ya sea un jardín trasero en Portugal o Inglaterra, hay mucha humanidad en Brassica oleracea y, si bien se comprende que la historia es complicada, tiene un componente humano que merece atención».

La genética debajo

Desde un punto de vista genético, Mabry comparó 224 especímenes diferentes que representan 14 cultivos y nueve especies silvestres. Después de triturar las hojas en nitrógeno líquido y usar el núcleo de ADN de Mizzou para secuenciar los transcriptomas (la parte expresada de los genomas), analizó el ADN de las muestras que se recolectaron originalmente en todo el mundo y luego buscó similitudes superpuestas para comprender su historia evolutiva compartida .

«Al igual que mi madre y yo compartimos un conjunto de genes, puedo ver los genes en común aquí. Cada muestra tendrá pequeñas diferencias debido a mutaciones, pero cuanto más estrechamente relacionados estén, más compartirán esas diferencias». Mabry dijo. «Descubrimos que Brassica cretica es el pariente silvestre vivo más cercano, que crece en el paisaje de la región del Mediterráneo oriental al este de Italia. Pero mi parte favorita podría ser que también descubrimos que B. cretica tiene una larga historia de al menos ser parcialmente domesticada y luego regresando a la naturaleza «.

Estas denominadas especies salvajes de hortalizas antiguas son muy prometedoras.

«Para mí, realmente amo las plantas salvajes. Estas plantas tuvieron una historia evolutiva diferente al ser cultivadas y luego regresar a la naturaleza, ahora por su cuenta, su propio camino, haciendo lo suyo», dijo Mabry. «Creo que es realmente emocionante porque este subconjunto de plantas tiene aún más en común con nuestros cultivos que los parientes silvestres porque han sido domesticados al mismo tiempo con el mismo subconjunto de genes. Este es un acervo genético subestimado que podría ser realmente emocionante avenida para la mejora de cultivos en el futuro «.

El siguiente paso de Mabry es ir en persona a estas regiones de Grecia, Creta, Italia y Marruecos para buscar en las colinas los antepasados ​​de la mostaza como parte de un proyecto de subvención de National Geographic pospuesto debido al Covid-19.

«Se suponía que debía ir a crear y recolectar estas plantas en marzo de 2020 y luego sucedió la pandemia, así que ahora ese es el siguiente paso que hay que resolver», dijo Mabry. «Mi objetivo es ir el próximo verano una vez que se desarrollen los lanzamientos de vacunación en todo el mundo. Llegaremos pronto y sé que las plantas estarán allí esperando».

Esta investigación se publicó el 22 de junio de 2021 en la revista Molecular Biology and Evolution , titulada «La historia evolutiva de Brassica Oleracea salvaje, domesticada y salvaje».



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