Atascado donde están las plantas tienen que adaptarse a su entorno, responder a situaciones de estrés como la sequía o las plagas cambiando la forma en que crecen.

En una escala más amplia, Los mejoradores de cultivos deben poder desarrollar nuevas variedades que se adapten a una nueva ubicación o condiciones de cultivo cambiantes en la misma zona.

Ambos tipos de adaptación se basan en un conjunto de posibilidades, las combinaciones entre las que se puede elegir. Para la planta individual, esas posibilidades dependen del genoma con el que nació. Para los criadores, ese conjunto de posibilidades es toda la gama de genomas de cultivos cultivados, que pueden combinar para crear nuevas variedades.

Investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison querían saber si los últimos 100 años de selección de maíz que se aclimata a ubicaciones particulares han cambiado su capacidad para adaptarse a entornos nuevos o estresantes. Al medir las poblaciones de plantas de maíz plantadas en América del Norte, pudieron probar cómo respondían los genomas del maíz a diferentes condiciones de crecimiento. Escribiendo esta semana (7 de noviembre, 2017) en Comunicaciones de la naturaleza , Profesora de Agronomía UW-Madison Natalia de Leon, su alumno Joe Gage y sus colegas de varias instituciones informan que la selección artificial por parte de los fitomejoradores ha restringido el conjunto de posibilidades de las variedades de maíz de América del Norte.

Concluyen que las variedades de maíz existentes son fuertes y estables, pero son menos flexibles en su capacidad para responder a diversas tensiones. Al mismo tiempo, estas poblaciones de maíz podrían tener una capacidad reducida para contribuir a los programas de mejoramiento que buscan crear nuevas variedades adaptadas a entornos novedosos.

"Durante los últimos 100 años, la gente definitivamente ha mejorado los cultivares, "explica de Leon, el autor principal del nuevo informe. "Lo que estábamos tratando de hacer en este estudio es medir si al hacerlo también hemos limitado la capacidad de los genotipos para responder a los entornos cuando cambian".

Mediante la cría intensiva para obtener un alto rendimiento, decir, en Wisconsin, esas plantas pueden perder la flexibilidad para responder a entornos que son muy diferentes de las condiciones de crecimiento de Wisconsin. Para probar esta idea, de Leon y sus colegas en 12 universidades agrícolas en los EE. UU. y Canadá idearon una gran prueba de campo con más de 850 variedades de maíz únicas en 21 ubicaciones en América del Norte. Hubo más de 12, 000 parcelas de campo totales donde los investigadores midieron características como el rendimiento y la altura de la planta mientras registraban las condiciones climáticas.

El experimento masivo solo es posible gracias a una colaboración que De Leon, El profesor de agronomía de UW-Madison Shawn Kaeppler y otros dirigen, llamado Genomes to Fields. El proyecto se extiende por 20 estados y en Canadá, proporcionando precisamente la gama de diferentes condiciones de campo que se requieren para separar las diferentes contribuciones de los genomas y entornos a los rasgos finales del maíz que se utilizaron en el nuevo estudio.

De Leon y sus colaboradores descubrieron que las regiones del genoma del maíz que se han sometido a un alto grado de selección, por ejemplo, las regiones genéticas que contribuyen a un alto rendimiento en un lugar en particular, se asociaron con una capacidad reducida del maíz para responder a entornos variables que las regiones genómicas en las que los mejoradores no actuaron directamente. El resultado es que las variedades de maíz modernas son muy productivas en los entornos en los que se cultivan, pero podría tener más dificultades para manejar los cambios en esos entornos.

"Los datos parecen apuntar a la idea de que al seleccionar los genotipos que se adaptan mejor para ser más productivos, estamos erosionando la variabilidad que podría ser importante a medida que nos adentramos en un mundo donde el clima podría ser más errático y donde podríamos necesitar mover cultivares a lugares donde no se habían cultivado antes, "dice de Leon.

Sin embargo, esta pérdida de flexibilidad es una compensación inherente para los cultivares de maíz altamente productivos, ella dice.

"Cuando intentas adaptar cultivares a muchos entornos diferentes, terminas con plantas que no son buenas en ninguna parte, "dice de León." El costo de mantener esta plasticidad va en detrimento de la máxima productividad ".

"Así que tenemos que encontrar el equilibrio adecuado a largo plazo, " ella dice.