Redacción NM
Una población en crecimiento para alimentar ha hecho inevitable la carrera por variedades de cultivos alimentarios de mayor rendimiento. Con este fin, durante casi cien años, los biólogos han estado hibridando cultivos de importancia comercial cruzando dos líneas germinales para crear variedades que no solo son cada vez más resistentes, sino que también son más altas, más fuertes y producen más grano.
El fenómeno en juego aquí, por el cual la descendencia de dos individuos genéticamente divergentes está más en forma que cualquiera de los padres, se conoce como heterosis o vigor híbrido.
Un estudio reciente ha descubierto que la comunidad microbiana que habita el suelo podría ser un impulsor clave del vigor híbrido en el maíz. El maíz, domesticado por primera vez en América Central, tiene una producción global más alta que la del trigo o el arroz, y solo EE. UU. Dedica 91,7 millones de acres a la producción de maíz.
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– Biología microbiana y de plantas del estado de Carolina del Norte (@NCState_PMB) 22 de julio de 2021
El nuevo estudio muestra cómo la biomasa microbiana podría estar involucrada en conferir una ventaja a un cultivo híbrido. En un estudio publicado anteriormente, el equipo había observado que las comunidades microbianas asociadas con la biomasa de las raíces de los híbridos diferían considerablemente de las variedades consanguíneas (no híbridas).
Microbios mágicos
“Se ha prestado mucha atención a la genética del vigor híbrido, lo cual tiene sentido porque la hibridación es un proceso genético, pero ha habido alguna evidencia de que el medio ambiente también es importante para afectar la fuerza del vigor híbrido. En este artículo, mostramos que los microbios que viven en el suelo son uno de los factores ambientales que tienen un efecto realmente importante sobre el vigor híbrido ”, dijo la autora principal, Maggie Wagner, en un comunicado de prensa.
Para examinar si sus observaciones tenían algún fundamento, tanto las variedades híbridas como las consanguíneas se cultivaron en condiciones de laboratorio en suelo estéril (es decir, desprovisto de microbiota) y no se observaron diferencias.
Por otro lado, cuando se añadió al suelo un conjunto de microbios que se sabe que colonizan las raíces del maíz, se observó claramente una diferencia esperada en el rendimiento de los híbridos. Específicamente, la comunidad microbiana agregada tuvo poco efecto sobre el peso de las raíces de los híbridos, pero pudo reducir significativamente la biomasa de las raíces de las plántulas endogámicas.
Resistencia superior a enfermedades
De manera similar, la comunidad microbiana impidió la tasa de crecimiento de las líneas puras pero no la del híbrido; mientras que ambas variedades habían germinado igualmente bien en un ambiente estéril. Los autores postulan que esto puede deberse a un efecto negativo de la bacteria sobre los genotipos consanguíneos, más que a algún tipo de efecto positivo sobre el híbrido.
Este es un estudio notable, ya que numerosos estudios en el pasado han demostrado que las plantas que están genéticamente modificadas para tener su sistema inmunológico suprimido (inmunodeprimido) tienden a sufrir patógenos que de otra manera no afectan a sus contrapartes «normales». Estos estudios también se han realizado para el maíz, donde las plantas de maíz inmunodeprimidas no podían alcanzar la madurez en condiciones de cultivo no estériles.
Una teoría que se transmite es que algunos microbios son débilmente patógenos para el maíz y terminan dañando la línea germinal pura y consanguínea que los híbridos. Una segunda postulación, aunque relacionada, es que los individuos consanguíneos pueden terminar exhibiendo una reacción defensiva exagerada a la microbiota, lo que afecta su crecimiento. Esto, sugieren los autores, podría ser la razón de la heterosis dependiente de microbios (MDH). «Si los patógenos débiles impulsan la MDH, esto implica que la resistencia superior a las enfermedades en los híbridos es un mecanismo clave de la heterosis», afirma el documento.
