El nuevo cacahuete tiene un pasado salvaje y un presente domesticado
Los investigadores escarban en el pasado para crear nuevas variedades que mejoren la producción
Los parientes silvestres de las plantas de cacahuete modernas tienen la capacidad de resistir a las enfermedades de un modo que las plantas de cacahuete no pueden. La diversidad genética de estos parientes silvestres hace que puedan resistir las enfermedades que matan las cosechas de cacahuetes de los agricultores, pero también producen frutos secos diminutos que son difíciles de cosechar porque se hunden en el suelo.
Variaciones del cacahuete silvestre en el laboratorio de David Bertioli y Soraya Leal-Bertioli en el Centro de Tecnologías Genéticas Aplicadas.
Andrew Davis Tucker/UGA
El profesor David Bertioli y su esposa, Soraya Leal-Bertioli, investigadora principal, trabajan juntos con plantas de cacahuete en sus invernaderos del Centro de Tecnologías Genéticas Aplicadas.
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David Bertioli y su esposa, Soraya Leal-Bertioli, en sus invernaderos del Centro de Tecnologías Genéticas Aplicadas.
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Considérelo un intercambio genético: durante su evolución, el cacahuete moderno perdió su diversidad genética y gran parte de su capacidad para luchar contra hongos y virus, pero ganó cualidades que hacen que el cacahuete sea tan asequible, sostenible y sabroso que la gente de todo el mundo lo cultiva y lo come.
Las plantas modernas de cacahuete se crearon hace entre 5.000 y 10.000 años, cuando dos ancestros diploides (plantas con dos juegos de cromosomas) se unieron por casualidad y se convirtieron en tetraploides (plantas con cuatro juegos de cromosomas). Mientras que los cacahuetes domesticados viajaron por todo el mundo y aparecen en la cocina de Asia, África y América, sus parientes silvestres se quedaron cerca de casa, en Sudamérica.
En los últimos años, los investigadores de la Universidad de Georgia, en particular los del Laboratorio de Cacahuetes Silvestres de Athens, se han centrado en la genética de estos parientes silvestres y han detallado dónde se encuentran estos rasgos de resistencia en sus genomas. El objetivo ha sido siempre comprender lo suficientemente bien las especies silvestres como para aprovechar los genes antiguos ventajosos -los que tienen los parientes, pero que el cacahuete ha perdido- al tiempo que se mantienen los rasgos modernos que los agricultores necesitan y los consumidores quieren.
"La mayoría de las especies silvestres siguen creciendo en Sudamérica", explica Soraya Leal-Bertioli, que dirige el Laboratorio de Cacahuetes Silvestres con su marido, David Bertioli. "Están presentes en muchos lugares, pero no se encuentran en la calle. Hay que tener "ojo de coleccionista" para detectarlas en la maleza".
Esas plantas silvestres ya no pueden reproducirse con el cacahuete en la naturaleza porque sólo tienen dos juegos de cromosomas.
"Las silvestres son parientes lejanos y feos con los que el cacahuete no quiere mezclarse", dice Leal-Bertioli, "pero nosotros hacemos el emparejamiento".
Los investigadores de Athens y Tifton han cruzado con éxito algunas de esas especies silvestres para crear líneas tetraploides que puedan cruzarse con el cacahuete. Esas nuevas líneas proporcionarán a los fitomejoradores recursos genéticos que darán lugar a una abundante cosecha de nuevas variedades con resistencia a las enfermedades y mayor sostenibilidad. Las nuevas líneas liberadas no producirán los cacahuetes que se utilizarán mañana en el café y el té, pero son los padres de las plantas que los agricultores cultivarán en los próximos años.
La revista Journal of Plant Registrations publicó este mes los detalles sobre la primera de estas líneas de germoplasma. Las líneas fueron creadas por un equipo dirigido por los Bertiolis, que investigan el cacahuete a través del Instituto de Fitomejoramiento y Genética de la Facultad de Ciencias Agrícolas y Medioambientales. También dirigen otros proyectos de investigación global para el Laboratorio de Innovación para el Cacahuete de Feed the Future, un proyecto de la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional destinado a aumentar el suministro mundial de alimentos mediante la mejora del cacahuete.
Las nuevas líneas desarrolladas por los Bertiolis son resistentes a las manchas tempranas y tardías de la hoja, enfermedades que cuestan a los productores de cacahuete de Georgia 20 millones de dólares al año, y al nematodo de la raíz, un problema que pocos productos químicos aprobados pueden combatir. Son "alotetraploides inducidos", lo que significa que se han obtenido mediante una compleja hibridación que convierte las especies diploides silvestres en tetraploides.
El segundo conjunto de nuevas variedades procede del trabajo realizado en Tifton y dirigido por Ye (Juliet) Chu, investigadora asociada en el laboratorio de Peggy Ozias-Akins dentro del Departamento de Horticultura del CAES. Estas tres variedades proceden de cinco parientes del cacahuete y muestran resistencia a la mancha de la hoja. Una de ellas también es resistente al virus de la marchitez del tomate, una enfermedad que puede destruir toda la cosecha en las variedades de cacahuete sin resistencia natural.
Crear los primeros alotetraploides fértiles es un reto, pero luego los científicos pueden cruzarlos con el cacahuete y, a través de generaciones, seleccionar los rasgos adecuados. Los fitomejoradores podrán tomar estas líneas creadas a partir de los parientes silvestres del cacahuete y cruzarlas con el cacahuete domesticado moderno para obtener lo mejor de ambos: una planta que se parezca al cacahuete y produzca frutos secos con el tamaño y el sabor de las variedades modernas, pero que tenga la capacidad de lucha contra las enfermedades de la especie silvestre.
Aunque los fitomejoradores conocían el valor de la diversidad de las especies silvestres de cacahuete desde hacía décadas, hasta hace poco no podían seguir el rastro de esos valiosos genes silvestres. La industria del cacahuete de Georgia y de otros estados ha invertido en la secuenciación del cacahuete y de sus dos especies ancestrales, sabiendo que el trabajo para comprender el genoma del cacahuete daría sus frutos. Con los marcadores genéticos desarrollados a partir del genoma, los mejoradores no sólo pueden saber que una planta tiene un rasgo deseable, sino que saben qué regiones del genoma son responsables de ese rasgo y pueden combinar los perfiles de ADN con la selección de campo tradicional para acelerar el complejo proceso de desarrollo de una nueva variedad.
"Lo agiliza todo. Se puede hacer un cruce que produzca 1.000 semillas, pero antes de plantarlas se puede perfilar su ADN. Así se puede ver que sólo 20 de esas plantas son ideales para su posterior cultivo. Hace cuarenta años, había que plantarlas todas, lo que hacía el proceso mucho más engorroso", explica David Bertioli.
Con el trabajo en curso, el Journal of Plant Registrations documentará la liberación de otro germoplasma de cacahuete con resistencia a enfermedades importantes. La liberación de las líneas, junto con los marcadores moleculares de sus rasgos ventajosos, proporciona a la comunidad de mejora del cacahuete recursos genéticos para producir cultivos más resistentes.
"En el pasado, sabíamos hacia dónde íbamos, pero era como si cada uno dibujara su propio mapa", dijo David Bertioli. "Ahora, es como si tuviéramos un GPS. (Los científicos) pueden decirse unos a otros: 'Aquí están mis coordenadas. ¿Cuáles son las tuyas?". Y todos los datos se publican".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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