A novel barley leaf rust resistance locus, distinct from Rph5 and Rph7, identified on barley chromosome 3HS

La cebada es un cultivo básico que alimenta a millones de personas, pero su cosecha está constantemente bajo el asedio de un enemigo común: la roya de la hoja. Esta enfermedad, causada por un hongo microscópico, ataca las hojas de la planta, robándole nutrientes y agua, lo que provoca pérdidas significativas tanto en la cantidad de grano producido como en su calidad. Para los agricultores, la amenaza es real y persistente. Para defenderse, los científicos recurren a las propias defensas de la planta. Con el tiempo, los fitomejoradores han encontrado genes específicos dentro de la cebada que actúan como escudos, deteniendo al hongo antes de que pueda establecerse. Sin embargo, el hongo es astuto y evoluciona rápidamente, logrando a menudo evadir estos escudos existentes. Esto significa que encontrar nuevas y únicas fuentes de resistencia es esencial. No se trata solo de tener un escudo, sino de tener un tipo de escudo diferente que el hongo aún no haya aprendido a romper. Diversificar estas defensas genéticas ayuda a garantizar que los campos de cebada sigan siendo productivos sin depender en gran medida de los aerosoles químicos.

En un estudio reciente, los investigadores centraron su atención en seis variedades diferentes de cebada recolectadas en Oriente Medio, una región conocida por su rica historia de diversidad de cultivos. Querían ver si estas plantas específicas guardaban algún nuevo secreto contra el hongo de la roya de la hoja. Cuando probaron las plantas, descubrieron que las seis variedades podían resistir la enfermedad en todas las etapas de su crecimiento, un rasgo conocido como resistencia en todas las etapas. Este fue un comienzo prometedor, pero los investigadores necesitaban comprender la maquinaria genética detrás de ello. Al cruzar estas plantas resistentes con otras susceptibles y estudiar la descendencia, descubrieron que la resistencia funcionaba de dos maneras diferentes. En cuatro de las variedades, la protección provenía de la combinación de dos genes distintos trabajando juntos. En las otras dos variedades, un solo gen era el responsable de la defensa.

El equipo se centró después en dos de estas variedades para localizar exactamente dónde se encontraban estos genes protectores en el mapa genético de la cebada. En el caso de la variedad conocida como AGG-137, redujeron la ubicación a un tramo específico del cromosoma 3HS. Utilizando un mapa de referencia detallado del genoma de la cebada, identificaron que el gen de resistencia se sitúa en una región que abarca desde 3,62 hasta 9,83 millones de pares de bases. Este gen, al que denominaron temporalmente RphAGG-137, resultó ser algo nuevo. Los investigadores lo compararon con genes de resistencia conocidos, específicamente Rph5 y Rph7, que también se encuentran en el mismo cromosoma. Su análisis confirmó que este nuevo gen es distinto de ambos. Curiosamente, pruebas adicionales revelaron que esta variedad de cebada en realidad posee dos defensas: el gen recién descubierto junto con un gen antiguo y conocido llamado Rph2. Esta combinación proporciona una capa de protección robusta que es diferente a lo visto anteriormente.

La segunda variedad, AGG-72, ofreció una historia diferente. Su gen de resistencia, que los investigadores llamaron RphAGG-72, se encontraba en un cromosoma completamente distinto, el cromosoma 4H. El área específica que identificaron se extiende desde 554,68 hasta 577,32 millones de pares de bases. Esta ubicación es significativa porque se solapa con las posiciones conocidas de otros dos genes de resistencia, Rph21 y RphCas, que fueron identificados previamente en otros tipos de cebada. Los datos sugieren que la resistencia en AGG-72 es probablemente uno de estos dos genes conocidos o un gen completamente nuevo que vive en el mismo vecindario. Los investigadores aún no han decidido de manera definitiva cuál de estas tres posibilidades es cierta, pero han mapeado claramente el territorio donde se encuentra la respuesta. Al identificar estas ubicaciones específicas y confirmar que al menos uno de estos genes es único, el estudio proporciona a los fitomejoradores nuevos objetivos para desarrollar variedades de cebada que puedan resistir la amenaza cambiante de la roya de la hoja.