Una tesis del CSIC localiza nuevos genes relacionados con el rendimiento y la resistencia del maíz al taladro

La tesis, “Regiones genómicas asociadas a la resistencia a insectos y al rendimiento en maíz”, la ha realizado el ingeniero agrónomo José Cruz Jiménez Galindo en el Grupo de Genética y Mejora de Maíz de la MBG (Pontevedra), bajo la dirección de Rosa Ana Malvar Pintos y Bernardo Ordás López.
Por o 29/09/2017 | Sección: CSIC
Una tesis del CSIC localiza nuevos genes relacionados con el  rendimiento y la resistencia del maíz al taladro

El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), a través de la Misión Biológica de Galicia (MBG), continúa avanzando en el conocimiento de los genes relacionados con la resistencia natural del maíz al taladro (Sesamia nonagrioides).

En el marco de esta línea de investigación, que desarrolla el Grupo de Genética y Mejora del Maíz del citado centro desde hace más de tres décadas, se ha realizado una tesis en la que se han identificado nuevas regiones genéticas del maíz asociadas tanto a la resistencia a estos insectos como al incremento del rendimiento en grano.

La tesis, “Regiones genómicas asociadas a la resistencia a insectos y al rendimiento en maíz”, ha sido defendida recientemente en la Universidad de Santiago de Compostela y ha obtenido la calificación de sobresaliente cum laude. El autor, el ingeniero agrónomo José Cruz Jiménez, realizó la tesis a través de un contrato predoctoral financiado por el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México. La dirección de la investigación corrió a cargo de Rosa Ana Malvar Pintos, profesora de investigación del CSIC, y Bernardo Ordás López, investigador Ramón y Cajal adscrito al CSIC.

Sus resultados abren la puerta al diseño de nuevos programas de mejora genética, esta vez asistida por marcadores moleculares, lo que facilitará el desarrollo de nuevas variedades resistentes. Esta línea de investigación se desarrolla en la MBG donde, además, se cuenta con un banco de germoplasma de maíz de antiguas variedades locales, actualmente desaparecidas, entre las que destacan las que proceden de todas las partes de España. Además, en la tesis se han desarrollado poblaciones de maíz que permiten la búsqueda de regiones genómicas y genes relacionados con cualquier característica de importancia para el cultivo, como la resistencia a enfermedades o la calidad.

La tesis: contexto, objetivos y resultados

“El taladro mediterráneo del maíz es la plaga más importante de este cultivo en los países mediterráneos, causando pérdidas significativas de rendimiento. El conocimiento sobre la genómica de la resistencia natural del maíz a los taladros resulta clave para el diseño de programas de mejora genética con los que obtener variedades con mayor resistencia y/o tolerancia a los ataques de este insecto”, explica José Cruz Jiménez, autor de la tesis.

En este contexto, el objetivo principal de la investigación fue validar QTL (regiones del genoma) previamente detectados e identificar nuevos QTL y genes para resistencia y caracteres agronómicos bajo alta infestación con el insecto. Para ello, se utilizaron tres poblaciones de mapeo, cada una de ellas con una característica específica que las hace idóneas para la búsqueda de asociaciones entre el genotipo y el fenotipo de una planta, o lo que es lo mismo, entre el ADN y las características que vemos en una planta. La investigación se realizó con germoplasma de maíz de Europa y de Estados Unidos.

“Se han validado y detectado nuevos QTL para resistencia, rendimiento, altura de planta y floración y se han identificado QTL relacionados con más de un carácter. Así hay QTL que influyen en la resistencia y en el rendimiento y entre la resistencia y la altura de planta. Esto permite explicar las relaciones que habitualmente se encuentran entre los distintos caracteres. Por ejemplo, la, plantas más altas suelen tener más rendimiento y mayores daños producidos por el insecto. El estudio de estas relaciones son fundamentales para desarrollar programas de mejora exitosos”, indica el autor.

Para la resistencia en grano al taladro se localizó un nuevo gen candidato que codifica una proteína macrofágica asociada a la resistencia natural, y también se localizó un gen candidato para la longitud de galerías, que codifica una enzima utilizada en la regeneración de la pared celular de las plantas.

“El uso de esta información en programas de mejora genética permitirá incrementar la resistencia del tallo al maíz y el rendimiento simultáneamente, así como optimizar la resistencia en mazorca, tallo y rendimiento sin producir efectos negativos secundarios en otros caracteres”, destacan desde la MBG.

El autor

José Cruz Jiménez Galindo es Ingeniero Agrónomo por la Universidad Autónoma Chapingo y Doctor en Investigación Agraria y Forestal por la Universidad de Santiago de Compostela.

Su línea de investigación es la mejora genética del frijol. Está desarrollando poblaciones de mapeo en frijol y ha iniciado una sublínea de mejora de la resistencia del frijol a insectos.