Aegilops sharonensis, hierba silvestre
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| Aegilops sharonensis en su hábitat natural. Fuente: Pablo Olivera Firpo |
Una oscura especie de hierba silvestre contiene una resistencia a enfermedades "de gran éxito" que se puede cruzar con el trigo para dar inmunidad contra uno de los patógenos de cultivos más letales.
Un equipo internacional colaborativo de investigadores identificó el gen de resistencia a la roya del tallo de la especie de hierba de cabra salvaje Aegilops sharonensis. El equipo de investigación dirigido por el Centro John Innes, el Laboratorio Sainsbury y la Universidad de Minnesota utilizó avances bioinformáticos para desarrollar el primer mapa genómico preciso de Aegilops sharonensis.
El potencial genético de este pariente resistente del trigo que se encuentra en Israel y el sur del Líbano ha sido en gran parte inexplorado.
Usando el mapa genético y una técnica de herramienta de búsqueda llamada Mutant Hunter, el equipo escaneó el genoma en busca de mutaciones que fueran diferentes en las plantas que eran inmunes a la roya del tallo, una enfermedad que ha preocupado a los agricultores durante milenios.
Esta búsqueda identificó un gen candidato , que los investigadores pensaron que era responsable de proteger las plantas. Usando pinzas moleculares, aislaron el gen de interés y lo transfirieron a una planta susceptible, donde confirió una fuerte protección contra todas las cepas probadas del hongo de la roya del tallo del trigo, Puccinia graminis f. sp. tritici.
En este estudio que aparece en Nature Communications , los experimentos mostraron que el gen Sr62 codifica una molécula llamada proteína quinasa en tándem. Los estudios en curso están analizando cómo funciona este gen para que los investigadores puedan diseñar biológicamente el mecanismo para que sea más eficiente.
El equipo de investigación planea emplear el nuevo gen como parte de una pila de genes, mejorados en variedades de trigo de uso común, utilizando tecnología de modificación genética. Predicen que se identificarán y clonarán más genes de resistencia a partir de poblaciones de Aegilops sharonensis y otras hierbas silvestres utilizando sus métodos de descubrimiento y despliegue de genes.
Se sabe que Aegilops sharonensis posee muchas características de importancia agrícola, como la resistencia a las principales enfermedades, incluida la roya. Sin embargo, su largo tiempo de generación, la cubierta dura de la semilla y las dificultades para cruzarlo con cultivares de trigo lo han hecho menos manejable que otras especies de pastos silvestres que se extraen para obtener rasgos genéticos útiles.
Esto hace que los hallazgos de este estudio sean aún más valiosos, y se espera que el gen de resistencia clonado en esta investigación, cuando se combine con otros genes , confiera resistencia duradera en variedades de trigo,
El estudio destaca los desarrollos recientes en América Latina donde se aprobó el trigo GM (modificado genéticamente) diseñado para tolerar la sequía, lo que podría allanar el camino para que los rasgos GM se cultiven en el trigo de manera más amplia frente a la crisis climática.
La búsqueda de resistencia contra la roya del tallo se ha vuelto más urgente a medida que las epidemias de la enfermedad son cada vez más frecuentes y el cambio climático amenaza con aumentar aún más su propagación.
Los patógenos como la roya del tallo ya reducen el rendimiento del trigo en un 21 por ciento. El patógeno no solo pierde o daña el grano en sí mismo, sino también la energía que se dedica a la producción, un equivalente a 420 mil millones de kilovatios, suficiente para alimentar 300 millones hogares en el mundo en desarrollo se desperdicia.
Más información: Aegilops sharonensis genome-assisted identification of stem rust resistance gene Sr62, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29132-8
