Genes que combaten los hongos
Hongo de la roya del tallo en el trigoEVANS LAGUDAH, ZAKKIE PRETORIUSA Una cepa recientemente emergida del hongo que destruye el trigo llamado roya del tallo amenaza al 90 por ciento de las variedades de trigo nacionales del mundo. Pero, según dos artículos publicados en línea hoy (27 de junio) en Science, esta amenaza fúngica pronto podría verse frustrada gracias a genes de parientes resistentes del trigo que resisten al hongo.
&ldquo ;Estos son los primeros genes clonados que resisten la raza de roya del tallo Ug99 que amenaza los cultivos de trigo en todo el mundo” dijo Bikram Gill, director del Centro de Recursos Genéticos del Trigo de la Universidad Estatal de Kansas en Manhattan, quien no participó en la investigación, «así que es una noticia muy emocionante».
Variedades de trigo nacionales como los que se convierten en pan y pasta proporcionan un asombroso 20 por ciento de la población mundial’ ingesta de calorías Pero el trigo tiene un enemigo en forma de un hongo de color rojo anaranjado que crece en sus tallos y acaba matando…
En Uganda, en 1999, sin embargo, la roya del tallo subió la apuesta. Surgió una nueva cepa, o raza, del hongo que había vencido la resistencia y rápidamente comenzó a destruir grandes extensiones de cultivos domésticos. Además, las pruebas posteriores de diversas variedades de trigo doméstico revelaron que el 90 por ciento de ellas eran susceptibles a la nueva raza, llamada Ug99.
El principal temor que tiene la gente es que la enfermedad se propague extremadamente rápido, dijo Simon Kittenger, un botánico de la Universidad de Zurich, en Suiza, que tampoco participó en la investigación. Ahora está presente en todo el este de África y Sudáfrica, e incluso se ha extendido a Yemen e Irán. Si se extiende más hacia el este, podría impactar a los dos principales países productores de trigo del mundo, India y China, las canastas de pan del mundo, como los llamó Kittenger. Podría ser potencialmente un desastre, dijo.
Debido a que las variedades de trigo doméstico son susceptibles a Ug99, Evans Lagudah, un científico investigador de la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth en Canberra, Australia, recurrió a una hierba silvestre pariente del trigo, Aegilops tauschii, conocido por portar un gen de resistencia a Ug99 llamado Sr33. Mientras tanto, el patólogo de plantas de la Universidad Estatal de Kansas, Eduard Akhunov, comenzó a investigar el trigo primitivo, Triticum monococcum, que también porta un gen de resistencia a Ug99 llamado Sr35.
Aunque la existencia de Sr33 y Sr35 se conocían los genes, sus ubicaciones precisas en los genomas de las plantas, así como sus identidades, seguían siendo un misterio. Los equipos realizaron el mapeo genético y la toma de huellas dactilares del ADN para limitar sus búsquedas a unos pocos genes candidatos, luego identificaron los genes precisos introduciendo mutaciones y viendo cuáles causaron una pérdida de resistencia a Ug99.
Un gen llamado AetRGA1e en el A. tauschii resultó ser el gen que los científicos habían estado llamando Sr33, mientras que el gen CNL9 de T. monococcum fue identificado como Sr35. Cuando cada uno de estos genes se transfirió a huéspedes de trigo susceptibles a Ug99, confirieron resistencia a Ug99.
Los dos genes varían un poco en la resistencia que proporcionan. CNL9 confiere inmunidad casi completa a Ug99 y razas relacionadas, pero es susceptible a otras formas de roya del tallo, mientras que AetRGA1e es resistente a todas las razas de roya del tallo probadas hasta ahora, pero en el caso de Ug99 sólo confiere una resistencia moderada. Por esa razón, Lagudah dice que el mejor plan para proteger el trigo doméstico sería combinar los dos genes en una sola planta. Necesitamos estar un paso por delante del hongo, porque eventualmente mutará y vencerá la resistencia, dijo.
La forma más rápida y fácil de obtener ambos genes en una sola variedad de trigo sería usar técnicas transgénicas. , dijo Akhunov, al tiempo que reconoció la controversia política que rodea a los cultivos genéticamente modificados. Podríamos transferir estos genes al trigo utilizando enfoques clásicos, podemos cruzar y seleccionar plantas con el gen, pero lleva mucho tiempo. Puede llevar de 5 a 7 años desarrollar esta planta. Esto podría ser un retraso arriesgado si la enfermedad se propaga tan rápido como pensaba Kittenger. Crear la planta por transgénicos, por otro lado, tomaría aproximadamente 6 meses, dijo Akhunov.
La otra cosa a tener en cuenta, dijo Akhunov, es que las razas de patógenos están evolucionando muy rápido. Desde el descubrimiento de Ug99, han surgido otras cinco o seis razas derivadas, dijo. Por lo tanto, no solo debe continuar la búsqueda de nuevos genes de resistencia, dijo, sino que también debemos encontrar formas más rápidas de respuesta.
S. Periyannan et al., El gen Sr33, un ortólogo de los genes Mla de la cebada, codifica la resistencia a la raza Ug99 de la roya del tallo del trigo, Science, doi: 10.1126/science.1239028, 2013.
C. Saintenac et al., «Identificación del gen del trigo Sr35 que confiere resistencia al grupo racial de la roya del tallo Ug99″, Science, doi: 10.1126/science.1239022, 2013.
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