La domesticación provoca que algunos cultivos pierdan genes de inmunidad protectora 

Las plantas que cultivamos para consumo humano han experimentado un proceso de domesticación a lo largo del tiempo a partir de especies silvestres. Durante este proceso, los humanos seleccionamos características que apreciamos, como frutos más grandes. Sin embargo, al realizar estas selecciones para nuestros propios fines, provocamos necesariamente una reducción de la diversidad genética de las especies cultivadas en comparación con sus parientes silvestres. Desafortunadamente, esta reducción puede afectar los genes de inmunidad de las plantas y, como resultado, el cultivo afectado tiene menor capacidad de defensa contra enfermedades que su pariente silvestre. En última instancia, esto tiene un impacto negativo en la salud de los cultivos y el rendimiento agrícola.  

Por lo tanto, los científicos están muy interesados ​​en comprender cómo la domesticación afecta el repertorio de genes de los receptores inmunitarios de las plantas y desean aplicar el conocimiento de los genes silvestres a los programas de mejoramiento para reforzar la inmunidad de los cultivos. Un estudio reciente de Bourne et al., publicado en la revista... Genoma Biología y Evolución tiene compararon los genes de inmunidad de un conjunto diverso de plantas de cultivo y sus parientes silvestres para obtener una visión amplia de cómo la domesticación afecta la inmunidad de los cultivos.  

“Analizamos los repertorios de genes de receptores inmunes de 15 especies de cultivos domesticados y sus parientes silvestres, que representan nueve familias de plantas”, escriben Bourne et al.  

Los resultados muestran que cinco cultivos (uva, mandarina, arroz, cebada y mostaza amarilla) presentan repertorios de genes de receptores inmunitarios reducidos en comparación con sus parientes silvestres. Sin embargo, la tasa de pérdida de genes de inmunidad es similar a la tasa de referencia de pérdida de genes para todos los genes. Además, existe una asociación positiva entre la duración de la domesticación y la pérdida de genes de inmunidad.  

“En conjunto, estos resultados sugieren que la domesticación impone una presión sutil y acumulativa, consistente con una selección relajada en lugar de un fuerte efecto de costo de resistencia”, escriben Bourne et al., lo que significa que los genes de respuesta inmune se pierden lentamente con el tiempo.  

El estudio de Bourne analizó dos tipos diferentes de genes de receptores inmunitarios que reconocen patógenos: los receptores de reconocimiento de patógenos (PRR), que se encuentran en la superficie celular, y los receptores de repetición ricos en leucina (NLR), que se unen a nucleótidos y se encuentran dentro de la célula. Bourne et al. no encontraron diferencias significativas en los PRR, pero sí en los NLR de la uva (Vitis vinifera subsp. vinífera [Vitaceae]) y mandarina (cítricos reticulados [Rutaceae]) presentaron reducciones significativas en comparación con sus contrapartes silvestres. Al considerar todo el repertorio de genes de receptores inmunitarios, el arroz (Oryza sativa [Poaceae]), cebada (Hordeum Vulgar [Poaceae]) y mostaza amarilla (brasica rapa var. sarsón amarillo [Brassicaceae]) también se redujeron significativamente. 

Bourne et al. calcularon la tasa de pérdida génica de los genes de los receptores inmunitarios en relación con las pérdidas a nivel genómico en los cultivos, en comparación con las especies silvestres. No se encontraron diferencias.  

Finalmente, se analizaron estadísticamente las posibles variables explicativas para determinar si podían explicar la pérdida de genes. Bourne et al. descubrieron que el tiempo transcurrido desde la domesticación tiene una correlación positiva significativa con la pérdida de genes de receptores inmunitarios. Otros factores no tuvieron efecto. 

Como resultado, Bourne et al. concluyen que "dado que muchos cultivos no se ven afectados, esto sugiere que la selección de todo el repertorio contra los genes del receptor inmune es débil, lo que contradice la 'hipótesis del costo de la resistencia'", que establece que las plantas podrían desprenderse de genes relacionados con la inmunidad porque son metabólicamente costosos (es decir, requieren mucha energía para mantenerse) frente a la selección humana para una mayor biomasa (por ejemplo, semillas más grandes, frutos más grandes, hojas, tallos, etc.). 

“Sorprendentemente, a pesar de la historia heterogénea de la domesticación de cultivos, persiste una tendencia notable con la correlación positiva entre la pérdida de genes del receptor inmunitario y el tiempo transcurrido desde la domesticación”, escriben Bourne et al. “Nuestros resultados aportan nuevos conocimientos sobre el impacto de la domesticación en la inmunidad de las plantas, con implicaciones para mejorar la resistencia de los cultivos mediante estrategias de mejoramiento genético”.

LEA EL ARTÍCULO:

Bourne, N., Walker-Hale, N., Dunning, L. y Chomicki, G. (2025) “La domesticación reduce los repertorios de genes de receptores inmunitarios de las plantas en todos los linajes”. Biología del genoma y evolución, 17(8). Disponible en: https://doi.org/10.1093/gbe/evaf147 (GRATIS)

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Imagen de portada: Vitis vinifera ssp. vinífera by Oso de mascota / iNaturalist, CC-BY-NC