La historia secreta del maíz se revela en su genoma
Los seres humanos se adaptan mediante el lenguaje y la cultura, transmitiendo los conocimientos de una generación a otra. Las plantas de maíz no pueden hablar, así que resuelven el problema de la adaptabilidad de una manera diferente: utilizan "genes saltantes" para barajar la baraja genética a lo largo de las generaciones. Los genes saltarines -ahora llamados transposones- fueron descubiertos por la genetista Barbara McClintock, ganadora del Premio Nobel, en el Laboratorio de Cold Spring Harbor (CSHL) en la década de 1940. Décadas después, los científicos del CSHL siguen ampliando su trabajo. Doreen Ware, profesora adjunta del CSHL e investigadora del Departamento de agricultura de EE.UU. (USDA), y sus colegas, han publicado en la revista Science las secuencias del genoma de 26 cepas diferentes de maíz. Los genomas describen una gran parte de la diversidad genética de las plantas de maíz modernas, incluidos los transposones y los genes que regulan los rasgos deseados del cultivo.
Esta mazorca de maíz fue cultivada y analizada por la genetista Barbara McClintock, ganadora del Premio Nobel, en el Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) hace décadas. A partir de sus observaciones, dedujo que partes del genoma del maíz saltaban de un lugar a otro, generando una gran diversidad genética, en este caso muchos colores diferentes de granos. Los investigadores del CSHL ampliaron su trabajo secuenciando los genomas de múltiples cepas de maíz y mapeando incluso las partes móviles del genoma.
CSHL Library & Archives
Doreen Ware, profesora adjunta del CSHL e investigadora científica del USDA, en un campo de maíz de la granja Uplands del CSHL.
Ware lab/CSHL
El maíz se ha criado para crecer en distintos climas del mundo, desde el templado hasta el tropical, y desde las tierras altas hasta las bajas. Dice Ware:
"Los humanos tenemos cerebro. Nuestro principal componente adaptativo es la capacidad de transferir la cultura y los conocimientos, ¿verdad? Y así es como nos enfrentamos a nuestro entorno. La estrategia de las plantas es tener un genoma fluido. Tienen una relación muy íntima con estos transposones, donde los utilizan para traer nueva diversidad genética para que puedan hacer frente a estos eventos porque no pueden huir. No van a entrar en la casa, y no van a mover el agua hacia ellos".
Ware y sus colegas, entre los que se encuentran el profesor del CSHL e investigador del HHMI Rob Martienssen y el profesor del CSHL W. Richard McCombie, cartografiaron el primer genoma del maíz en 2009; desde entonces, han ido rellenando huecos. Al igual que un paisaje continental, los mapas genómicos tienen zonas llenas de características (como ciudades bien cartografiadas), mientras que otras son más bien desiertos (vastos e inexplorados). Con técnicas recientes, el equipo de científicos trazó tramos difíciles del genoma, incluso los desiertos. Estos genomas completos permiten a los investigadores localizar y estudiar tanto los genes importantes de los cultivos como las regiones cercanas que regulan su uso. Ware señala que "antes teníamos poco acceso a la arquitectura reguladora del maíz".
La nueva colección revela cómo se barajó el genoma del maíz a lo largo del tiempo. Dice Ware:
"Estos genomas nos proporcionan una huella de esa historia vital. Diferentes cepas han experimentado diferentes entornos. Por ejemplo, algunas proceden de entornos tropicales, otras han sufrido determinadas enfermedades, y todas esas presiones selectivas dejan una huella de esa historia".
El maíz es uno de los alimentos básicos agrícolas más comunes en el mundo, con más de 366 millones de toneladas métricas cultivadas en los Estados Unidos de 2018 a 2019. Equipados con mapas más detallados del genoma del maíz, los científicos tienen una ventaja en el desarrollo de cultivos para un clima que cambia rápidamente. Ware explica: "El Medio Oeste no va a tener el mismo perfil de temperaturas dentro de veinte años. Los genomas proporcionan una visión más amplia de la genética del maíz, y esto, a su vez, puede utilizarse para empezar a optimizar el maíz para que crezca en entornos futuros".
El proyecto fue un esfuerzo multiinstitucional con investigadores del CSHL, el USDA, la Universidad de Georgia, la Universidad Estatal de Iowa, la Universidad de Minnesota y Corteva Agriscience. La nueva colección de genomas está disponible en línea en http://maize-pangenome.gramene.org/.
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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