Los ancestros del ser humano comenzaron a cultivar el maíz hace 9.000 años, y gradualmente transformaron el teosinte de maíz silvestre, similar a la maleza, en el maíz que tenemos hoy. (Fuente: The Paper)
Después de 10 años de esfuerzos, una pareja de científicos en Shanghai ha clonado un gen mutante de maíz silvestre, aumentando significativamente el contenido de la proteína del maíz. Este estudio no solo es beneficioso para la mejora genética del contenido de proteína de grano de maíz moderno, sino que también tiene un importante significado orientativo para reducir la aplicación de fertilizantes y proteger el medio ambiente ecológico en el futuro.
El equipo de investigación de Wu Yongrui del Centro de Excelencia en Ciencias Moleculares de las Plantas de la Academia de Ciencias de China, y el equipo de investigación de Wang Wenqin de la Universidad Normal de Shanghai, publicaron conjuntamente un trabajo de investigación en la revista Nature titulado "THP9 mejora el contenido de proteína de la semilla y la eficiencia del uso de nitrógeno en maíz", revelando que la Teosinte High Protein 9 (THP9), una variante clave del gen que controla la formación de alta calidad de proteínas y el uso eficiente de nitrógeno en el maíz, fue clonada con éxito a partir del maíz silvestre.
Desde el inicio de su labranza por el ser humano hace 9.000 años, el maíz se ha convertido en uno de los cultivos más productivos del mundo, con una producción anual mundial de 1.200 millones de toneladas, incluidos 270 millones de toneladas en China.
Más del 70 por ciento del maíz se utiliza como pienso. Sin embargo, el contenido de proteína de grano de la mayoría de los híbridos es inferior al 8 por ciento debido al bajo contenido de proteína de grano del maíz común, por lo que a menudo es necesario complementar la proteína agregando soja en los piensos.
China depende en gran medida de las importaciones de soja, que se ha convertido en un problema de "cuello de botella" en la industria ganadera y avícola del país. Un por ciento adicional en el contenido regular de proteína de maíz indica que China puede importar casi 8 millones de toneladas menos de soja.
En este sentido, el aumento del contenido de proteína de maíz no es sólo un requisito estratégico para garantizar la seguridad alimentaria nacional, sino también una de las formas importantes de garantizar el desarrollo saludable de la industria ganadera y avícola y la industria de fabricación de piensos.
El mecanismo de alta formación de proteínas en el maíz silvestre ha sido un problema no resuelto durante mucho tiempo, debido a que no se han encontrado los genes clave para controlar el contenido total de proteínas y el uso eficiente del nitrógeno en el maíz.
Los dos equipos de investigación comenzaron en 2012 a buscar materiales donantes de maíz con alto contenido proteico, determinación del contenido de proteínas, análisis genético y construcción de poblaciones, y llegaron a una importante conclusión experimental de que el maíz silvestre contiene genes clave que controlan el alto contenido de proteínas.
Los equipos también crearon continuamente más de 10 generaciones de material genético, extrajeron más de 40.000 muestras de ADN para la identificación de genotipos, determinaron el contenido de proteínas de más de 20.000 muestras para el análisis del fenotipo, y finalmente clonaron el primer gen importante THP9 que controla el alto contenido de las proteínas del maíz.
Equipo de investigación de Wu Yongrui trabajando en un campo de maíz en Sanya, provincia de Hainan, sur de China. (Fuente: The Paper)
Además, los equipos de investigación llevaron a cabo un experimento de campo a gran escala en Sanya, provincia de Hainan, para introducir el gen del maíz silvestre con alto contenido de proteínas ThP9-T híbrido en el cultivo y producción del maíz Zheng Dan 958, que ostenta la mayor área de siembra en el país. Este gen puede aumentar significativamente el contenido de proteína de la semilla híbrida, lo que indica que es potencialmente adecuado para su aplicación en el cultivo de maíz rico en proteínas.
En la actualidad, a través de la cooperación con una empresa de la provincia de Anhui, los resultados de esta investigación buscan un campo de aplicación más amplio que pueda concretar la salida al mercado.
(Web editor: Zhao Jian, 周雨)
