La planta de cannabis sativa de la izquierda tiene un gen que le ayuda a resistir el oídio; la planta de la derecha está infectada con la enfermedad fúngica. Crédito: Universidad de Cornell
Investigadores de Cornell han descubierto un gen en el cáñamo para la resistencia al mildiú polvoriento, lo que brinda a la incipiente industria del cáñamo una nueva herramienta para combatir una de las enfermedades más prevalentes que afectan la producción de Cannabis sativa con alto contenido de cannabinoides.
por Susan Kelley, Universidad de Cornell
“Este descubrimiento es un gran paso adelante en el mejoramiento de cultivares que sean resistentes al mildiú polvoriento”, dijo Larry Smart, fitomejorador y profesor de la Escuela de Ciencias Vegetales Integrativas de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida (CALS). “La identificación de la resistencia dará como resultado una mejor producción y calidad general de los cultivos“.
“Es un gran avance”, añadió la fitopatóloga Christine Smart, profesora de la Escuela de Ciencias Vegetales Integrativas de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida y coautora del artículo. En el proyecto trabajaron juntos miembros de los laboratorios de Christine Smart y Larry Smart, que están casados.
“Los productores, especialmente en la producción de interior, dedican mucho esfuerzo y dinero a tratar de controlar el mildiú polvoriento en sus plantas”, dijo Christine Smart. “Por lo tanto, tener plantas resistentes mejorará enormemente la producción en interiores. Este gen también se introducirá en cultivares de cáñamo para granos y fibras cultivados en el campo”.
El artículo “Mapeo genético, identificación y caracterización de un gen candidato de susceptibilidad al mildiú polvoroso en Cannabis Sativa L.” se publicó el 26 de septiembre en Molecular Plant-Microbe Interactions .
Los autores principales fueron George Stack, Ph.D., asociado postdoctoral en la Escuela de Ciencias Vegetales Integrativas, y Ali Cala, Ph.D.
El mildiú polvoriento es un hongo que afecta a muchas plantas. Sus esporas parecen manchas de polvo blanco en las hojas y esas esporas pueden propagarse muy rápidamente para infectar otras hojas. El hongo daña los tejidos de las hojas y reduce la productividad de las plantas.
“De hecho, puede extraer nutrientes de cada célula infectada de la hoja. No habrá tanta fotosíntesis en las plantas, por lo que disminuirá el vigor de las plantas y su crecimiento”, dijo Christine Smart.
El mildiú permanece en las flores, lo que reduce el valor de mercado del cultivo y puede reducir significativamente el rendimiento de los cultivos, añadió.
El equipo de investigación identificó una variedad de cáñamo que era consistentemente resistente al mildiú polvoriento tanto en infecciones naturales en pruebas de campo como en inoculaciones controladas en cámaras de crecimiento. La hipótesis del equipo era que había un gen de resistencia en esa línea, por lo que Stack hizo cruces entre esa línea y una línea susceptible y plantó una población cartográfica segregante en el campo.
Cala inoculó las plantas de prueba de campo con mildiú polvoriento, luego examinó las plantas para detectar la incidencia de enfermedades, mientras Stack realizaba análisis de marcadores genéticos en más de 700 plantas en la prueba. Descubrieron que el 25% de las plantas eran resistentes al oídio, mientras que el 75% restante tenía susceptibilidad variable. Esos datos les permitieron mapear el gen responsable de la resistencia al oídio.
“Hicimos la secuenciación del genoma de la línea resistente y la comparamos con líneas susceptibles y encontramos una mutación genética que es muy probable que sea responsable de la resistencia”, dijo Stack. “Ahora tenemos marcadores moleculares que pueden identificar ese gen de resistencia y pueden usarse para la selección de líneas genéticas”.
Los investigadores del cáñamo ahora pueden cruzar para transferir el gen de resistencia a otras líneas (para CBD, grano o fibra) y usar los marcadores moleculares para detectar plántulas resistentes sin tener que hacer crecer las plantas hasta la madurez. Si es legal, los obtentores también podrían introducir el gen en líneas con alto contenido de THC para producir cultivares resistentes al mildiú polvoriento.
“Seguimos intentando identificar más genes de resistencia al mildiú polvoriento y caracterizar las interacciones entre el gen que identificamos y otros factores potenciales de resistencia genética para maximizar la resistencia genética”, dijo Larry Smart.
Más información: George M. Stack et al, Mapeo genético, identificación y caracterización de un gen de susceptibilidad candidato al mildiú polvoriento en Cannabis sativa L., Interacciones moleculares entre plantas y microbios (2023). DOI: 10.1094/MPMI-04-23-0043-R
