Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (Estados Unidos) han encontrado un gen específico en el maíz que parece estar asociado con la resistencia a dos y posiblemente tres enfermedades diferentes de las hojas de plantas.
En un estudio publicado esta semana en Nature Genetics, los investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NCSU) localizan el gen cafeoil-CoA O-metiltransferasa que parece conferir resistencia parcial a la mancha foliar del sur y mancha gris, y posiblemente a la plaga de la mancha foliar del norte, un trío de enfermedades que paralizan a las plantas de maíz en todo el mundo.
Encontrar más información sobre los mecanismos detrás de rasgos complejos como la resistencia a enfermedades tiene el potencial de ayudar a los fitomejoradores a desarrollar mejores rasgos en las plantas de maíz del mañana, dice el autor Peter Balint-Kurti, patólogo de plantas de y genetista del Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA-ARS), ubicado en el estado de Carolina del Norte.
El grupo de Balint-Kurti y sus colegas identificaron varias regiones del genoma donde la variación genética tuvo un efecto significativo en la variación en la resistencia a múltiples enfermedades.
«Hubo cientos de genes en esta región y la identificación de los genes específicos que afectan la resistencia a las enfermedades fue un reto», dijo Balint-Kurti. «Es como buscar un restaurante particular en una ciudad – sin Google para ayudarle.»
Usando un acercamiento llamado la cartografía fina, el investigador postdoctoral de la NCSU Qin Yang identificó y sectorizó la región de abajo de un segmento pequeño del ADN que lleva apenas cuatro genes, y entonces con un número de colaboradores de la NCSU, la Universidad Estatal de Iowa, la Universidad de Delaware, la Universidad Texas A&M, 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 parece estar involucrado en la producción de lignina», dijo Yang. «Generalmente, más producción de lignina parece estar relacionada con una resistencia a las enfermedades 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 para los patógenos adaptarse a contrarrestarlos», dijo Balint-Kurti. «Gran parte de la resistencia la mancha foliar del sur y la mancha gris es conferida por múltiples genes de los cuales cada uno tiene efectos pequeños».
La mancha foliar del sur en el maíz es un problema moderado en el sureste de Estados Unidos dice Balint-Kurti, y puede ser un problema significativo en el sudeste de Asia, el sur de Europa y partes de África. Prevalente en climas cálidos y húmedos alrededor del globo, causa pequeñas manchas marrones en las hojas. Las manchas se hacen más grandes y eventualmente se extienden a toda la planta. Las infecciones graves pueden causar grandes pérdidas de rendimiento del maíz. La mancha gris de la hoja (que produce un efecto epónimo) se encuentra tanto en el Medio Oeste de los Estados Unidos y el Sudeste, y es también una enfermedad importante del maíz en África. La mancha foliar del norte se puede encontrar en el cinturón del maíz del medio oeste y en el noreste; causa lesiones en forma de cigarro en las hojas. Los tres son llamados patógenos necrotróficos que obtienen gran parte de su nutrición desde el tejido huésped muerto.
«Este gen también está implicado en la supresión de la muerte celular programada», dice Balint-Kurti, «lo cual, tal vez contraria a la intuición, puede ser un buen mecanismo de defensa contra los hongos necrotróficos como estas tres enfermedades».