Variación en la colonización de hongos micorrícicos arbusculares en una población de líneas casi isogénicas de maíz.

Abstract

Las raíces de la mayoría de las especies vegetales se asocian con hongos del suelo del filo Glomeromycota para formar asociaciones simbióticas micorrícicas. Esta interacción beneficia a la planta porque mejora el crecimiento y desarrollo a través del incremento en la adquisición de agua , fósforo, nitrógeno y otros nutrimentos, mientras que la planta brinda carbohidratos al simbionte. Si bien la simbiosis se remonta a mas de 450 millones de años, la agricultura es un evento reciente donde los principales cultivos (maíz, trigo y arroz) fueron domesticados. A lo largo de este proceso, se ha mantenido la capacidad de interactuar con micorrizas arbusculares (MA). Sin embargo, estudios recientes con variedades modernas y sus parientes silvestres han revelado una reducción en la capacidad para obtener el máximo beneficio de las interacciones con MA, lo cual parece ser consecuencia del cambio de lo natural al cultivo de altos insumos, sobre todo el mejoramiento genético de los últimos 70 años. Con el propósito de ver si esta tendencia afecta al cultivo de maíz, se llevó a cabo este estudio con el objetivo de determinar el porcentaje de estructuras fúngicas durante el establecimiento de la colonización de las micorrizas en una población de 76 líneas casi-isogénicas desarrolladas a partir de cruzar la línea subtropical CML312 y Teocintle parviglumis (Zea mays parviglumis) (BC3S4), sus progenitores y el híbrido H383 para compararlos. Los resultados obtenidos señalan que las líneas casi-isogénicas mostraron una muy amplia variación en el porcentaje de hifas y arbúsculos (33.7 a 85.5 y 11 a 64.07) respectivamente, identificando 41 líneas con valores elevados y 4 líneas con valores bajos comparables con el progenitor moderno. Los datos de los progenitores resultaron contrastantes, ya que los valores para Teocintle (97.3 y 82.2 %) fueron elevados, mientras que para CML312 fueron bajos (34.4 y 11.85 %) respectivamente y comparables a los del Híbrido H383. Los datos sugieren que en el parental donante (T. parviglumis) hay genes que podrían estar relacionados con la capacidad de interactuar con los hongos y gracias a las combinaciones genéticas únicas en cada línea que se expresan de manera diferencial por tener la región genómica de dicho parental. Nuestros datos sugieren que la domesticación del maíz y el mejoramiento genético han tenido un impacto negativo en la capacidad de interactuar con micorrizas arbusculares. _______________ VARIATION IN THE COLONIZATION OF ARBUSCULAR MYCORRHIZAL FUNGI IN A NEAR ISOGENIC MAIZE LINE POPULATION. ABSTRACT: The roots of most plant species associate with soil fungi of the phylum Glomeromycota to form mycorrhizal symbiotic associations. This interaction benefits the plant because it enhances growth and development through increased acquisition of water, phosphorous, nitrogen, and other nutrients, while the plant provides the symbiont with carbohydrates. Although the symbiosis dates back more than 450 million years, agriculture is a recent event where the main crops (maize, wheat and rice) were domesticated. Throughout this process, the ability to interact with arbuscular mycorrhizae (AMF) has been maintained. However, recent studies with modern varieties and their sild relatives have revealed a reduced ability to derive maximum benefit from AMF interactions, which appears to be a consequence of the shift from natural to high-input cultivation, especially breeding of the last 70 years. In order to see if this trend affects the maize crop, this study was carried out with the aim of determining the percentage of fungal structures during the establishment of mycorrhizal colonization in a maize population of 76 near-isogenic lines developed from crossing the subtropical line CML312 and Teosinte parviglumis (Zea mays parviglumis) (BC3S4), their parents and the hybrid H383 to compare them. The results obtained indicated that the near-isogenic lines showed a very wide variation in the percentage of hyphae and arbuscules (33.7 to 85.5 and 11 to 64.07) respectively, identifying 41 lines with high values and 4 lines with low values comparable to the modern parent. The data of the parents were contrasting, since the values for teosinte (97.3 and 82.2 %) were high, while for CML312 they were low (34.4 and 11.85 %) respectively and comparable them with hybrid H383. The data suggest that in the donor parent (T. parviglumis) there are genes that could be related to the ability to interact with fungi and thanks to the unique genetic combinations in each line that are differentially expressed due to having the genetic region said parent. Our data suggest that maize domestication and plant breeding have had a negative impact on the ability to interact with arbuscular mycorrhizae fungi.