Descubrimiento en el genoma del trigo permitirá crear un super trigo resistente al calor

Fuente y fotografía: Mundo Agropecuario

El trigo aporta actualmente el 20% de las calorías que consume el ser humano cada día, pero su producción está amenazada. Gracias al calentamiento global inducido por el hombre, nuestro planeta se enfrenta a un futuro de olas de calor, sequías e incendios forestales cada vez más graves que podrían devastar las cosechas en el futuro, desencadenando hambrunas generalizadas a su paso.

Pero la crisis podría evitarse gracias a las extraordinarias investigaciones que están llevando a cabo investigadores del Centro John Innes de Norwich. Están trabajando en un proyecto para hacer el trigo más resistente al calor y la sequía. En el marco de un proyecto en el que se plantarán en España variedades de trigo mejoradas, en parte, gracias a la tecnología de edición genética, dentro de unas semanas se realizará una nueva serie de ensayos.

Según el equipo del Centro John Innes, la capacidad de estas variedades para resistir el calor de Iberia determinará hasta qué punto los científicos podrán proteger las futuras explotaciones de cultivos herbáceos de las peores vicisitudes del cambio climático y reforzar así la producción de alimentos para los miles de millones de habitantes de la Tierra.

El trigo no fue el único agente botánico que impulsó la revolución agrícola. Otros alimentos básicos, como el arroz y las papas, también desempeñaron un papel. Pero al trigo se le suele atribuir el papel principal en el desencadenamiento de la revolución agrícola que creó nuestro mundo moderno de «explosiones demográficas y élites mimadas», como dice Harari en su bestseller internacional Sapiens.

En las granjas se cultivan dos tipos principales de trigo: el trigo para pasta y el trigo panadero. Juntos desempeñan un papel crucial en la dieta de unos 4.500 millones de personas, según el profesor Graham Moore, genetista de trigo y director del Centro John Innes, uno de los principales institutos de investigación de cultivos del mundo. «De ellos, unos 2.500 millones en 89 países dependen del trigo para su alimentación diaria, por lo que se puede ver la importancia vital del cultivo para el mundo», añadió.

El problema al que se han enfrentado los científicos de cultivos, que han tratado de mejorar la resistencia y la productividad de las variedades de trigo, ha sido la complejidad de la genética del trigo, añadió Moore. «Los seres humanos tenemos un único genoma que contiene las instrucciones de nuestro ADN. Pero el trigo para pasta tiene dos genomas ancestrales diferentes, mientras que el trigo pandero tiene tres».

Esta complejidad ha tenido importantes consecuencias. Para controlar sus diferentes genes y cromosomas, el trigo ha adquirido un gen estabilizador que segrega los diferentes cromosomas en sus distintos genomas. Esto ha garantizado que estas formas de trigo tengan altos rendimientos. Sin embargo, el gen también suprime cualquier intercambio de cromosomas con parientes silvestres del trigo, frustrando los esfuerzos de los genetistas que intentan crear nuevas variedades con propiedades beneficiosas.

«Los parientes silvestres tienen características muy útiles -resistencia a las enfermedades, tolerancia a la salinidad, protección contra el calor-, atributos que uno quiere añadir para que el trigo sea más robusto y fácil de cultivar en condiciones duras. Pero no se podía hacer porque este gen impedía asimilar estos atributos».

Este gen era conocido como el «santo grial» de los genetistas del trigo, añadió Moore. «El trigo -a pesar de su importancia crítica para alimentar al mundo- ha resultado ser el más difícil de estudiar de todos los grandes cultivos debido a la complejidad y tamaño de su genoma. De ahí la importancia de la búsqueda para encontrar el gen causante de este problema».

Ha llevado varias décadas, pero los científicos del Centro John Innes han tenido éxito en la búsqueda de su santo grial. Han identificado el gen clave, lo han etiquetado Zip4.5B y han creado una versión mutante del mismo, una que permite al gen llevar a cabo su función principal -permitir que los cromosomas del trigo se emparejen correctamente y se mantenga el rendimiento- pero que carece de su capacidad para bloquear la creación de nuevas variantes con atributos de las gramíneas silvestres.

«Una herramienta clave en este trabajo fue la edición de genes, que nos permitió realizar cambios precisos en el ADN del trigo. Sin ella, todavía estaríamos luchando con esto. Ha marcado la diferencia».

Los científicos de Jones Innes han descubierto desde entonces que existen al menos 50 versiones diferentes de Zip4.5B. «Ahora vamos a probarlas en distintas variedades de trigo que hemos creado», añade Moore.

«Luego se cultivarán en España, en tierras cercanas a Córdoba, para comprobar su eficacia. El objetivo será determinar qué variedades sobreviven mejor a las temperaturas más altas que sufrirán nuestros agricultores en las próximas décadas.

«El trigo ha desempeñado un papel notable en la historia de la humanidad. Esperemos que este trabajo le ayude a mantener su importancia como alimento en el futuro».

• Fuente: https://www.theguardian.com/environment/2023/jan/07/holy-grail-wheat-gene-discovery-could-feed-our-overheated-world
• Estudio:https://www.nature.com/articles/s42003-022-04325-5