Una tesis del CSIC propone hasta 21 genes candidatos para incrementar la resistencia y tolerancia del maíz a la plaga de los taladros

Una tesis doctoral realizada en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de España propone hasta 21 genes candidatos para, a través de programas de mejora genética, incrementar la resistencia y tolerancia del maíz al ataque del taladro, una de sus principales plagas.

El autor, el ingeniero agrónomo Fernando Samayoa López, realizó la investigación en la Misión Biológica de Galicia (CSIC, Pontevedra) en los cuatro últimos años en el grupo de investigación “Genética y Mejora de Maíz”. Las directoras son Rosa Ana Malvar Pintos, profesora de investigación del CSIC, y Ana Butrón Gómez, científica del CSIC.

La investigación se realizó en el marco de varios proyectos sobre “Mejora genética de la resistencia del maíz a los taladros”, financiados por el Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO), liderados por el CSIC a través de la MBG y en los que han participado varias instituciones extranjeras, como la Universidad del Estado de Carolina del Norte de EE.UU.

La tesis se defendió recientemente en la Universidad de Santiago de Compostela (USC) y obtuvo la calificación de apto cum laude. Sus resultados se están publicando en revistas científicas de impacto, como BMC Plant Biology y Molecular Breeding.

“El maíz es un cultivo clave para atender las necesidades de alimentos y energía a nivel mundial. Su producción se ve limitada, fundamentalmente, por las enfermedades, las plagas de insectos y las malas hierbas. Entre las plagas de insectos destacan, con pérdidas que rondan el 7% anual a nivel mundial, las causadas por los taladros, lepidópteros cuyas larvas penetran en la caña del maíz y se alimentan de la médula, produciendo galerías que debilitan toda la planta, lo que se traduce en una disminución del rendimiento”, explica Fernando Samayoa López, autor de la tesis.

Los principales métodos de control para hacer frente a esta plaga son químicos y culturales, como los insecticidas y la rotación de cultivos; biológicos, como la liberación de depredadores naturales; y, sobre todo, la mejora mediante transformación genética (transgénicos) o seleccionando, dentro de la especie, las plantas más resistentes utilizando la variabilidad genética natural.

“Para usar la variabilidad natural del maíz en mejora, línea en la que se trabaja en MBG, es fundamental buscar asociaciones entre los niveles de resistencia y las variaciones en la secuencia de ADN; esto nos permitirá detectar e identificar posibles genes candidatos que incrementen la resistencia y tolerancia al ataque del taladro”, indican Rosa Ana Malvar Pintos y Ana Butrón Gómez, directoras de la tesis.

En ese contexto, el principal objetivo de la tesis era detectar e identificar genes en el maíz que pudiesen estar implicados en la resistencia al taladro Mediterráneo (S. nonagrioides).

“Mediante experimentos hechos durante tres años consecutivos se determinaron los niveles de resistencia de cada una de las plantas al ataque de las larvas del insecto. En el análisis se utilizaron más de 200.000 marcadores de ADN distribuidos en todo el genoma del maíz y, mediante sofisticados modelos estadísticos, se encontró que, al menos, 25 marcadores tenían efectos altamente significativos sobre la resistencia de las plantas. En un análisis posterior, tomando como referencia la posición física de cada marcador dentro del genoma del maíz, se identificaron hasta 21 genes que podrían estar codificando las proteínas que interfieren en la resistencia del maíz ante el ataque del taladro Mediterráneo" apunta Fernando Samayoa López.

“A partir de esta identificación se abren nuevas posibilidades para los programas de mejora del cultivo y también constituye un avance en el entendimiento de la compleja relación entre planta e insecto. En estos momentos, en la MBG se está pretendiendo validar la implicación de estos genes en la resistencia”, avanzan Rosa Ana Malvar Pintos y Ana Butrón Gómez.

Fernando Samayoa (Tecún Umán, Guatemala, 1982) es ingeniero agrónomo por la Universidad de San Carlos de Guatemala, máster en Mejora Genética Vegetal por la Universidad de Lleida y el Instituto Agronómico Mediterráneo de Zaragoza y doctor por la Universidad de Santiago de Compostela.

En 2010 se incorporó a la MBG para realizar su tesis doctoral. Su línea de investigación se centra en la búsqueda de genes y QTL para caracteres agronómicos de interés en maíz, en el estudio de modelos estadísticos para mejorar la predicción de la localización de los genes y en el empleo de nuevos métodos de selección. En la actualidad, está contratado con cargo al proyecto de investigación para continuar con el estudio de validación de genes.

La MBG lleva desde su fundación, en 1921, investigando sobre el maíz. En 1973 se constituyó el actual grupo de “Genética y Mejora del Maíz”, que inició la recolección de variedades locales y los actuales programas de selección y mejora.

Dispone de una colección de antiguas variedades locales procedentes de toda la Península y Baleares y de un conjunto de líneas puras que suponen un material valioso para llevar a cabo estudios genéticos y desarrollar nuevas variedades.

Desde los 90 ha centrado parte de su labor en el estudio de los mecanismos genéticos que controlan la resistencia del maíz a estreses abióticos (frío y sequía) y bióticos (plagas y enfermedades) y en la optimización de los métodos de selección para mejorar la producción y calidad del cultivo con una mínima agresión al medio.

Los resultados han dado lugar a más de 150 artículos científicos en revistas internacionales de alto impacto en el área de la agricultura. Además, se han desarrollado variedades mejoradas para distintos caracteres de importancia en el maíz.

En la actualidad, está trabajando en proyectos de investigación y contratos con empresas acerca de diversas cuestiones relacionadas con el maíz: desde la seguridad alimentaria hasta su vulnerabilidad genética pasando por la eficiencia en la producción. (Fuente: CSIC)

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