Cuando las plántulas de maíz son mordisqueadas por las orugas, se defienden liberando compuestos aromáticos que atraen a las avispas parásitas cuyas larvas consumen la oruga, pero no todas las variedades de maíz son igualmente efectivas para dar la señal química de ayuda.
Investigadores de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg en Alemania, la Universidad de Cornell y el Instituto Boyce Thompson BTI utilizaron 26 variedades de maíz para identificar genes responsables de enviar esta señal de "¡Ayuda!" A las avispas parásitas. Su estudio, publicado en La célula vegetal , llena varios vacíos en nuestro conocimiento de las enzimas que generan estos compuestos aromáticos, que se llaman terpenos. Al criar los genes más efectivos para la producción de terpenos, los obtentores podrían desarrollar variedades de maíz que puedan proteger mejor contra los ataques de orugas.
"Esta investigación demuestra muy bien cómo la colaboración entre científicos con diversas áreas de especialización, que van desde la genómica hasta la química de moléculas pequeñas, puede conducir a nuevas ideas sobre el metabolismo defensivo de las plantas", dijo el profesor de BTI Georg Jander, coautor del artículo.
Las tiernas y jóvenes plántulas de maíz no tienen tallos gruesos y hojas fibrosas para defenderse, por lo que las orugas, incluyendo el gusano de la hoja de algodón, el gusano del ejército de la remolacha y otras plagas, pueden causar un daño tremendo al campo de un agricultor. Después de que las larvas dañan las hojas deAl alimentarse, las plantas comienzan a sintetizar una mezcla de terpenos que tienen aromas fuertes. Las avispas parásitas aprenden a reconocer estos químicos como el olor de las larvas que mordisquean y descienden para depositar sus huevos en los cuerpos de las orugas. Después de que la avispa joven consume fatalmenteLos órganos internos de la oruga emergen del cuerpo. En experimentos de campo, la liberación selectiva de terpenos alrededor de las plantas de maíz reduce el daño de las orugas hambrientas.
Annett Richter, autora principal del artículo, y ahora científica postdoctoral en el laboratorio de Jander en BTI, probó diferentes variedades de maíz y descubrió que producen terpenos en una variedad de mezclas y cantidades para la defensa. Ella hizo este trabajo como partede su investigación doctoral con el autor principal Jörg Degenhardt, en la Universidad Martin Luther. Con la ayuda de científicos en el laboratorio de Ed Buckler, profesor de Cornell y científico de la Estación de Investigación Agrícola USDA, los investigadores examinaron los genomas de 26 variedades de maíz para buscarenlaces genéticos a la producción de terpenos y los mapeó a sus ubicaciones en los cromosomas.
Utilizando genes de estas regiones cromosómicas, Richter identificó tres nuevas enzimas que funcionan en las vías de síntesis de terpenos para producir linalol, nerolidol y otros terpenos. Además de ser útil para la defensa del maíz, el linalol es un ingrediente común en perfumes y cosméticos porque tiene unaroma floral, cítrico.
"Con esta información hemos realizado un análisis de mapeo, para que podamos descubrir qué gen es importante para qué volátil", dijo Richter. "Es interesante saber dónde están localizados esos genes, porque entonces puedes cruzar esa variedad a líneasque no pueden producirlos "
Ahora que la pregunta de qué genes son responsables de qué terpenos, Richter pasará al estudio de cómo se regulan estos genes. Con una mejor comprensión de la genética y la regulación de la producción de terpenos, los investigadores pueden utilizar la mejora genética para mejorar estos rasgosen diferentes líneas, para crear más maíz resistente a las orugas.
"El objetivo es mejorar las señales volátiles de sus defensas naturales, y ahora los criadores tienen la oportunidad de usar esos genes de defensa", dijo Richter.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Boyce Thompson . Original escrito por Patricia Waldron. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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