Se identificaron genes y rutas metabólicas comunes que refuerzan la defensa del cultivo frente a Fusarium spp. y carbón del maíz. El avance sienta bases concretas para desarrollar híbridos con resistencia múltiple.

Las enfermedades de la espiga del maíz continúan siendo uno de los principales desafíos sanitarios y productivos del cultivo.

En ese escenario, un equipo de investigación del INTA Pergamino logró identificar genes y vías metabólicas que se activan de manera común frente a tres de los patógenos más relevantes: Fusarium verticillioides, Fusarium graminearum y Ustilago maydis.

El hallazgo representa un paso estratégico para avanzar en el mejoramiento genético del cereal, con foco en la resistencia múltiple.

A diferencia de los enfoques tradicionales, centrados en una sola enfermedad, el trabajo se propuso comprender cómo responde el maíz frente a patógenos con estrategias de infección muy diferentes. Para ello, el equipo analizó el genoma del cultivo y estudió la expresión génica asociada a la defensa de la espiga, una estructura clave tanto para el rendimiento como para la calidad del grano.

Desde 2002, la genetista Juliana Iglesias, del INTA Pergamino, investiga los mecanismos moleculares que explican la resistencia del maíz a enfermedades de alto impacto productivo y sanitario.

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En esta oportunidad, a partir de un análisis transcriptómico de gran escala, se lograron identificar genes comunes involucrados en la respuesta defensiva frente a estos patógenos, muchos de los cuales afectan directamente el llenado del grano y la inocuidad del producto final.

ENFERMEDADES QUE COMPROMETEN

Las podredumbres de la espiga causadas por Fusarium verticillioides y Fusarium graminearum no solo reducen el rendimiento, sino que además generan micotoxinas —como fumonisinas y deoxinivalenol— que pueden ingresar a la cadena alimentaria. En tanto, Ustilago maydis, responsable del carbón del maíz, altera severamente los tejidos de la espiga, impactando en la uniformidad, el valor comercial y la producción del cultivo.

En el marco de su tesis de maestría en Bioinformática y Biología de Sistemas, Andrea Peñas Ballesteros abordó esta problemática mediante un metaanálisis de datos transcriptómicos de alta calidad provenientes de bases públicas. El objetivo fue identificar genes y procesos biológicos que se activan de forma simultánea frente a estos tres patógenos, pese a sus marcadas diferencias en el modo de infección.

RESISTENCIA MÚLTIPLE: UNA NUEVA FRONTERA

El estudio adquiere mayor relevancia si se considera la complejidad del genoma del maíz, compuesto por unos 32.000 genes distribuidos en 10 cromosomas, con cerca del 85 % de sus secuencias repetidas. En ese contexto, el metaanálisis permitió ordenar, estandarizar y comparar de manera simultánea las respuestas defensivas del cultivo.

A partir de estos resultados, el equipo avanzó en la priorización de genes candidatos mediante algoritmos de aprendizaje automático, complementando el análisis con estudios previos de asociación genómica completa (GWAS). Según detalló Iglesias, se logró clasificar un conjunto cercano a los 400 genes potencialmente vinculados a la resistencia múltiple, que actualmente se evalúan en estudios funcionales a campo.

Los genotipos resistentes mostraron una respuesta defensiva más eficiente y equilibrada, logrando sostener el metabolismo primario, preservar la integridad celular y limitar el avance de la infección. En contraste, los genotipos susceptibles evidenciaron respuestas menos efectivas, con desbalances metabólicos que afectan el crecimiento y la estabilidad fisiológica de la planta.

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HOTSPOTS GENÉTICOS Y APLICACIONES FUTURAS

“El análisis permitió obtener una visión integral de los mecanismos defensivos del maíz, más allá de la respuesta puntual a un patógeno”, explicó Iglesias, quien dirigió la tesis junto con el bioinformático y genetista Agustín Baricalla. En ese sentido, el trabajo aporta información clave sobre los denominados hotspots de resistencia: regiones del genoma donde se concentran genes capaces de conferir protección simultánea frente a varias enfermedades.

“Con estos resultados, podremos identificar y estudiar los genes que se activan en la respuesta a múltiples enfermedades para mejorar la resistencia del maíz”, subrayó la investigadora. Además, remarcó que el conocimiento preciso de estas interacciones permite acelerar los programas de mejoramiento mediante selección asistida por marcadores moleculares o incluso edición génica, reduciendo tiempos y costos.

El avance consolida una línea de investigación estratégica para el cultivo, con impacto directo en la productividad, la sanidad y la calidad del maíz argentino, y abre nuevas oportunidades para desarrollar híbridos más resilientes frente a un escenario sanitario cada vez más exigente.