Resistencia desde el genoma: un avance para proteger al maíz de las enfermedades de la espiga

El maíz argentino suma una nueva herramienta científica para enfrentar enfermedades que comprometen rindes y calidad. Un equipo de investigación del INTA Pergamino identificó genes y vías metabólicas compartidas que se activan frente a tres de los patógenos más dañinos del cultivo: Fusarium verticillioides, Fusarium graminearum y Ustilago maydis. Se trata de un avance estratégico para el mejoramiento genético, con impacto directo en la producción y la inocuidad del grano.

Las enfermedades de la espiga representan un riesgo productivo y sanitario de alto impacto. Las podredumbres causadas por Fusarium afectan el llenado de la espiga y generan micotoxinas -como fumonisinas y deoxinivalenol- que pueden ingresar a la cadena alimentaria. En tanto, el carbón del maíz, provocado por Ustilago maydis, altera severamente los tejidos y reduce la uniformidad y el valor comercial del cultivo.

Desde 2002, la genetista vegetal Juliana Iglesias, del INTA Pergamino, investiga los mecanismos moleculares que explican la resistencia del maíz a estos patógenos. A partir de un análisis transcriptómico de gran escala, el equipo logró identificar genes comunes asociados a la defensa frente a enfermedades de la espiga, una aproximación innovadora que va más allá de los estudios tradicionales enfocados en un solo patógeno.

"Con estos resultados, podremos identificar y estudiar los genes que se activan en la respuesta a múltiples enfermedades para mejorar la resistencia en maíz", señaló Iglesias. El trabajo aporta evidencia clave para seleccionar genes candidatos que puedan incorporarse a futuros programas de mejoramiento.

La investigación contó con el aporte de Andrea Peñas Ballesteros, en el marco de su tesis de maestría en Bioinformática y Biología de Sistemas (UNNOBA), quien analizó la interacción entre el maíz y los tres patógenos críticos mediante un metaanálisis de datos transcriptómicos de alta calidad provenientes de bases públicas. El objetivo fue identificar procesos biológicos que se activan de manera común frente a patógenos con estilos de infección muy diferentes.

El desafío no es menor: el genoma del maíz está compuesto por unos 32.000 genes distribuidos en 10 cromosomas, con una complejidad notable, ya que el 85 % de sus secuencias se repiten múltiples veces. En ese contexto, el equipo avanzó en la priorización de genes candidatos mediante algoritmos de aprendizaje automático y los comparó con estudios previos de asociación del genoma completo (GWAS).

"Se clasificaron alrededor de 400 genes que podrían estar asociados a la resistencia múltiple y que actualmente están siendo evaluados en estudios funcionales a campo", explicó Iglesias. Los resultados muestran diferencias claras entre genotipos: los resistentes exhiben una respuesta defensiva más efectiva y equilibrada con el metabolismo primario, manteniendo la integridad celular y limitando la infección; los susceptibles, en cambio, presentan una defensa menos eficiente y un conflicto metabólico que afecta el crecimiento y la estabilidad fisiológica.

El metaanálisis permitió integrar y comparar, en forma simultánea, las respuestas del cultivo frente a patógenos con estrategias de patogénesis marcadamente distintas. "El análisis brindó una visión integral de los mecanismos defensivos del maíz, más allá de la respuesta puntual a un patógeno", destacó Iglesias, quien dirigió la tesis junto con Agustín Baricalla, bioinformático y genetista del Conicet.

El estudio también aporta información sobre los llamados hotspots de resistencia: regiones del genoma donde se concentran genes que confieren defensa simultánea a varias enfermedades. "Este hallazgo abre nuevas oportunidades para el mejoramiento genético del maíz", subrayó Iglesias. "Conocer con precisión qué genes se activan y cómo interactúan frente a distintos patógenos permite acelerar los programas de mejoramiento mediante selección asistida por marcadores moleculares o incluso edición génica, reduciendo tiempos y costos".

Para el agro, el avance representa una señal alentadora: ciencia aplicada para construir maíces más resilientes, con rendimientos sostenidos y mayor seguridad sanitaria en un escenario productivo cada vez más exigente.