El maíz, uno de los cultivos más antiguos de América y fundamentales para la alimentación, presenta una vasta diversidad genética que durante décadas ha sido objeto de estudios; el más reciente adelantado en Colombia analizó los genes de 3 variedades, lo que permitió identificar cómo se adaptan a enfermedades y condiciones climáticas, un dato relevante para conservar este alimento.
Los científicos del Grupo de Investigación en Recursos
Fitogenéticos Neotropicales (GIRFIN) de la Universidad Nacional de Colombia
(UNAL) Sede Palmira, en conjunto con la Escuela Superior de Agricultura Luiz de
Queiroz, de la Universidad de São Paulo en Piracicaba (Brasil), querían evaluar
si existían diferencias cromosómicas entre 3 razas de maíz criollas: Cariaco,
Costeño y Pira.
Los maíces de la raza Cariaco tienen un tamaño total de
cromosomas de 53,10 μm, físicamente presentan mazorcas de gran tamaño con
granos de color amarillo y una textura lisa. Son conocidos por su adaptabilidad
y uso versátil en diferentes condiciones agrícolas.
Por su parte, la raza Costeño se caracteriza por sus granos
de color amarillo a dorado; su estructura incluye cromosomas con un par
metacéntrico, que contribuye a una apariencia robusta. Es apreciado por su
resistencia y capacidad de crecimiento productiva en zonas costeras como la
región Caribe.
La raza Pira tiene mazorcas con granos que pueden variar
entre amarillo y rojo. Físicamente, son más pequeñas y a menudo tienen una
textura rugosa. Es una de las razas más antiguas de Colombia, representa una
conexión con las variedades ancestrales manteniendo características originales
vitales para la diversidad genética del maíz colombiano.
En Colombia, por ejemplo, se cultivan 42 razas de maíz
criollo, cada una con características morfológicas y genéticas que las
distinguen, entre ellas el tamaño de la mazorca, el color y la textura de los
granos, así como su adaptabilidad a diferentes altitudes y condiciones
climáticas. Sin embargo, su caracterización ha sido tradicionalmente limitada a
estudios morfológicos y moleculares.
En este estudio pionero se analizaron las características
cromosómicas de estas 3 razas de maíz colombiano y se revelaron diferencias
importantes para proponer una nueva alternativa de clasificación para este tipo
de razas: el lote haploide, que mide el tamaño total de los cromosomas en
células, mostró que la raza Cariaco tiene un lote de 53,10 μm, el Costeño
de 53,77 μm, y el Pira de 49,27 μm.
Para abordar este estudio, los investigadores emplearon
técnicas de citogenética tanto clásica como molecular. La citogenética es una
rama de la genética que se enfoca en el estudio de los cromosomas, su
estructura, función y comportamiento durante la división celular.
Esta técnica se utiliza con más frecuencia en animales y
humanos para determinar, por ejemplo, alteraciones como el síndrome de Down,
observar directamente los cromosomas bajo el microscopio y analizar su
morfología, por lo que demostró resultados prometedores en la investigación,
abriendo nuevas posibilidades para el estudio de la biodiversidad vegetal.
El proceso inició en el Laboratorio de Citogenética de la
UNAL Sede Palmira, en donde se utilizaron técnicas de citogenética clásica, “el
análisis incluyó la observación de cromosomas en células de raíz de maíz
criollo, utilizando sustancias como la 8-hidroxiquinoleina para detener la
división celular en la fase de metafase, momento en el cual los cromosomas son
más visibles y fáciles de analizar”, explica el ingeniero agrónomo José Rene
Jiménez Cardona, investigador del GIRFIN.
Posteriormente el estudio avanzó hacia la citogenética
molecular, en colaboración con la Universidad de São Paulo. Esta técnica
permitió combinar la observación directa de los cromosomas con la
identificación de secuencias genéticas específicas mediante el uso de sondas de
ADN, además de identificar y clasificar la estructura de los cromosomas
individuales, e identificar genes específicos asociados con características
importantes como la resistencia a factores bióticos (enfermedades) y abióticos
(estrés por temperatura, inundaciones, etc.).
Los resultados revelaron diferencias significativas en la
morfología cromosómica entre las 3 razas de maíz analizadas, las cuales se
manifestaron en variaciones en el tamaño, la forma, el número y tipo de
cromosomas, así como en la presencia de anormalidades y su distribución. A
diferencia de los estudios tradicionales, que se limitan a observar
características físicas o a secuenciar el ADN, este estudio proporcionó una
visión más completa de la diversidad genética.
Según el investigador Jiménez, “al identificar diferencias
cromosómicas entre las razas es posible desarrollar estrategias de conservación
más efectivas que preserven la diversidad genética existente para su
prospección”. Además, la caracterización citogenética se puede utilizar para
seleccionar razas con características deseables y cruzarlas para obtener
híbridos con mejor rendimiento y mayor resistencia a condiciones adversas.
El trabajo estuvo dirigido por los profesores Creuci María
Caetano, desde la UNAL Sede Palmira, y Mateus Mondin desde la Escuela Superior
de Agricultura Luiz de Queiroz en Brasil.
https://youtu.
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