Mapa genético de la diversidad le permitirá al maíz adaptarse al cambio climático

Por: Comunicación corporativa del CIMMYT

7 de febrero de 2017.

270 Foto Nota 1Edo. de México.- Los científicos han descubierto algunos de los secretos de la evolución de los maíces criollos gracias a un estudio sin precedentes de la diversidad alélica que revela la base genética de la etapa de floración y cómo el maíz se adapta a los distintos ambientes, según un nuevo estudio publicado en la revista Nature Genetics. Este descubrimiento abre nuevas posibilidades de explorar y utilizar la diversidad de los maíces criollos de nuevas maneras para ayudar a los mejoradores a adaptar los cultivos al cambio climático y a otros problemas que están surgiendo en la agricultura.

Durante miles de años, los agricultores han adaptado de manera ingeniosa las variedades criollas de maíz a sus condiciones locales. En este histórico estudio, se analizaron más de 4,000 maíces criollos del continente americano y se caracterizó su ADN utilizando lo más avanzado de la genómica.

Investigadores de la iniciativa MasAgro/Seeds of Discovery (SeeD) crearon una estrategia experimental única para estudiar y aprender más sobre los genes que influyen en la adaptación del maíz.

Cabe destacar que de los 40,000 genes que contiene el genoma del maíz, en el estudio se identificaron 100 genes que influyen en la adaptación del maíz a la latitud, altitud y al ciclo de cultivo y que, además, determinan el punto en que el maíz florece en el campo.

La época de floración ayuda a las plantas a adaptarse a diferentes ambientes y se define como el periodo entre la siembra y la emergencia de las flores. Es un mecanismo básico mediante el cual las plantas integran información del medio ambiente que les indica cuándo formar semillas en lugar de más hojas. Como la semilla forma la próxima generación, el tiempo de floración es una característica crucial en el ciclo de vida de las plantas.

En el próximo siglo, patrones climáticos cada vez más erráticos y los cambios ambientales que según pronósticos resultarán del cambio climático, significan que cultivos como el maíz tendrán que adaptarse a un ritmo sin precedentes para que la producción a escala mundial se mantenga estable.

“Este estudio nos enseña cómo evaluar rápidamente los recursos genéticos de especies sumamente variables como el maíz e identificar, en los maíces criollos, aquellos elementos del genoma del maíz que podrían ser útiles para los mejoradores y los agricultores”, dice Sarah Hearne, genetista molecular que coordina la investigación de maíz de MasAgro/SeeD, una iniciativa liderada por el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) en colaboración con científicos del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN) en México y la Universidad de Cornell en Estados Unidos.

“Este es el estudio más extenso, en cuanto a la diversidad, que se ha realizado sobre la floración del maíz”, enfatiza Martha Willcox, coordinadora del mejoramiento de maíz criollo del CIMMYT. “Logramos este resultado utilizando maíces criollos, cuya evaluación es extremadamente difícil y compleja”. Este revolucionario estudio fue patrocinado por la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (Sagarpa) de México por conducto de la iniciativa Modernización Sustentable de la Agricultura Tradicional (MasAgro). El financiamiento adicional del Departamento de Agricultura de Estados Unidos, el Servicio de Investigación Agrícola, la Universidad de Cornell y la Fundación Nacional de Ciencia hicieron posible el desarrollo de grandes cantidades de análisis de datos.

“Los conocimientos que hemos adquirido de este trabajo nos han dado algo parecido a un manual que nos indica ‘cómo buscar y encontrar un tesoro’ dentro de la extensa diversidad genética que existe en el maíz. Este conocimiento puede acelerar y ampliar el trabajo que realizamos para generar variedades resilientes, basándonos en miles de años de selección natural y de selección de maíces criollos por parte de los agricultores”, añade Hearne.  

Referencias

Romero-Navarro, J. A., Willcox, M., Burgueño, J., Romay, M., Swarts, K., Trachsel, S., Preciado, E., Terron, A., Vallejo Delgado, H., Vidal, V., Ortega, A., Espinoza Banda, A., Gómez Montiel, N. O., Ortiz-Monasterio, I., San Vicente, F., Guadarrama Espinoza, A., Atlin, G., Wenzl, P., Hearne, S.*, Buckler, E*. A study of allelic diversity underlying flowering time adaptation in maize landraces. Nature Genetics. http://www.nature.com/ng/journal/vaop/ncurrent/full/ng.3784.html

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CIMMYT es el organismo líder, a nivel mundial, en la investigación de maíz y trigo y de los sistemas donde éstos se producen. Sus actividades son financiadas con fondos públicos. Desde su sede cerca de la Ciudad de México, colabora con cientos de aliados en el mundo en desarrollo con el fin de incrementar de manera sustentable la productividad de los sistemas de producción de maíz y trigo, y así mejorar la seguridad alimentaria global y reducir la pobreza. El CIMMYT es miembro del Consorcio del CGIAR y coordina los Programas de Investigación Maíz y Trigo del CGIAR. Para sus actividades, el CIMMYT recibe fondos de gobiernos nacionales, fundaciones, bancos de desarrollo y otras instituciones de los sectores público y privado.

Acerca de MasAgro/Seeds of Discovery: La iniciativa MasAgro/SeeD se ocupa de descubrir y utilizar la nueva diversidad genética que se conserva en los bancos de germpolasma para acelerar la generación de variedades de maíz y de trigo que satisfagan la demanda de alimentos de una creciente población ante un clima cambiante. Mediante la caracterización de la configuración genética de las colecciones de maíz y de trigo, SeeD obtuvo “huellas genéticas” que describen la diversidad de dos de los principales cultivos alimentarios de la humanidad. Para multiplicar los impactos de estos resultados, SeeD estableció una “plataforma de uso de recursos genéticos” para mejoradores e investigadores y puso a disposición del público datos y herramientas informáticas.