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United States Department of Agriculture

Agricultural Research Service

Un solo gen ayuda a controlar múltiples enfermedades de las hojas de maíz / febrero de 2011 / La revista de Investigación Agrícola

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Parece que un gen específico en el maíz podría conferir resistencia contra tres enfermedades importantes–el tizón sureño del maíz, el tizón norteño, y la piricularia–que causan lesiones en las hojas de plantas de maíz en todas partes del mundo.

Un solo gen ayuda a controlar múltiples enfermedades de las hojas de maíz

El maíz es entre los cultivos más ampliamente producidos en EE.UU., el país que produce el 40 por ciento de la cosecha mundial de maíz. Pero hay enfermedades que amenazan la producción de maíz.

Tres enfermedades—el tizón sureño del maíz, el tizón norteño del maíz, y la piricularia—causan lesiones en las hojas del maíz en todas partes del mundo. En la región de producción de maíz en el Medio-Oeste de EE.UU., el tizón norteño y la piricularia son problemas significativos.

Los científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) y sus colaboradores universitarios han descubierto un gen específico en el maíz que parece conferir resistencia contra estas tres enfermedades. Este descubrimiento, el cual fue publicado en el 2011 en 'Proceedings of the National Academy of Sciences' (Actos de la Academia Nacional de Ciencias), podría ayudar a los criadores de plantas a incorporar rasgos de resistencia contra estas enfermedades en las plantas de maíz del futuro.

Los investigadores examinaron 300 variedades de maíz que vinieron de todas partes del mundo, de este modo asegurando una gama amplia de diversidad genética en el surtido. No hay ninguna variedad de maíz que tiene resistencia completa a cualquiera de estas enfermedades, pero las variedades varían en cuanto a la severidad de los síntomas demostrados en sus hojas.

"Buscábamos líneas de maíz que tenían resistencia a estas tres enfermedades, pero en realidad, queríamos descubrir los genes que confieren resistencia a enfermedades", dice genetista de plantas Peter Balint-Kurti, quien trabaja en la Unidad de Investigación de Ciencia de Plantas mantenida por el ARS en Raleigh, Carolina del Norte. Los otros miembros del grupo incluyeron genetistas de plantas Jim Holland y Matt Krakowsky con el ARS, y científicos en la Universidad de Delaware, la Universidad de Cornell, y la Universidad Estatal de Kansas.

Cuando los científicos probaron las líneas para determinar su resistencia a las tres enfermedades, descubrieron que si una variedad de maíz era resistente a una de las enfermedades, fue probable que esa misma variedad también tuvo resistencia a las otras dos enfermedades. Así que los investigadores buscábamos el gen o los genes responsables de la resistencia a las múltiples enfermedades.

Los investigadores aplicaron el método de análisis estadístico llamado en inglés 'association mapping' (mapas de asociaciones genéticas) para identificar las regiones del genoma asociadas con las variaciones en resistencia a las enfermedades.

"Sabemos que hubo una correlación fuerte entre la resistencia a una enfermedad y resistencia a las otras dos. Así que postulamos que algunos de los genes de resistencia confirieron resistencia a dos o más enfermedades diferentes", dice Balint-Kurti.

"Identificamos un gen que parece conferir la resistencia múltiple", él dice. "Este gen, el cual se llama GST (glutathione S-transferase), es parte de una familia de genes conocidos por sus papeles en la detoxificación y la regulación del estrés oxidativo. Ambas de estas funciones son consistentes con un papel en la resistencia a las enfermedades".

"Aunque ya sabemos la variación en las secuencias de ADN del gen en todas las líneas diferentes, a menudo no sabemos la función de los genes probados. Pero por recopilar la información sobre cuáles de las variedades tienen variaciones específicas de secuencias de ADN y cuáles de las variedades demuestran una mejor resistencia a las enfermedades, pudieron identificar un gen que parece ser relacionado con la resistencia a múltiples enfermedades", dice Holland.

Este estudio representa un enfoque diferente del proceso estándar de crear mapas de asociaciones de genes. "Normalmente se busca algo que causa el cambio en un rasgo. Modificamos el método así que podemos descubrir variantes de genes asociados con variaciones en rasgos múltiples, tales como resistencia a múltiples enfermedades", dice Holland. — Por Sharon Durham, ARS.

La versión en inglés de "Un solo gen ayuda a controlar múltiples enfermedades de las hojas de maíz" ("Gene Helps With Multiple Leaf Diseases in Corn") fue publicada en la revista 'Agricultural Research' de febrero 2012.

Última Modificación: 1/31/2012