Washington, DC
August 6, 2009
Agricultural Research Service, USDA
By
Alfredo Flores
Agricultural
Research Service (ARS) scientists have developed a massive
genetic resource for geneticists and breeders to unlock the
basis of corn diversity. The scientists found that most natural
genetic variation in corn is the product of numerous genes
working together, each with a small effect that could be
manipulated by breeders.
Major funding for the project
is provided by the National
Science Foundation. The findings were published today in two
papers in the journal
Science.
This work also provides major
insights into hybrid vigor, a key element of today's
high-yielding crops. The scientists' findings will change the
way breeders improve crops using today's high-efficiency
molecular technologies.
These findings by ARS
scientists and cooperators may help researchers determine the
role of genes in agronomic traits such as yield, fertilizer use
efficiency, drought tolerance, and ethanol potential.
In their research, the
scientists developed and assessed more than 1 million corn
plants--the largest published genetic study to date. Corn
(maize), one of the world's most important food crops, is also
genetically 15 times more diverse than the human genome. So it's
important for scientists to learn about key gene variants in the
maize genome and the role those variants play in various traits.
The ARS scientists in the
project were led by plant geneticist
Ed Buckler at the agency's
Robert W. Holley Center for Agriculture and Health in
Ithaca, N.Y.; plant geneticist
Michael McMullen at the
ARS Plant Genetics Research Unit in Columbia, Mo.; and plant
geneticist
Jim Holland at the
ARS Plant Science Research Unit in Raleigh, N.C. Joining
them were ARS computational biologist
Doreen Ware at Ithaca, and ARS plant geneticist
Sherry Flint-Garcia at Columbia. The ARS researchers worked
with industry and university cooperators in the United States.
Hybrid vigor is responsible for
the incredibly productive corn hybrids grown across the United
States. These researchers found that hybrid vigor results in
part because hybrids bring together optimal gene combinations
that are unlikely to occur in current breeding schemes. Novel
breeding schemes designed to exploit this new knowledge of gene
combinations will accelerate plant breeding worldwide.
The articles are entitled
"Genetic Properties of the Maize Nested Association Mapping
Population," and "The Genetic Architecture of Maize Flowering
Time." They can be viewed at
http://www.sciencemag.org.
ARS is the principal
intramural scientific research agency of the
U.S.
Department of Agriculture.
Científicos del
Servicio de Investigación Agrícola (ARS) han desarrollado un
enorme recurso genético para ayudar a los genetistas y los
criadores de plantas a explotar la diversidad genética del maíz.
Los científicos descubrieron que la mayoría de la variación
genética natural en el maíz es el resultado de numerosos genes
trabajando juntos, cada uno con un efecto pequeño que podría ser
manipulado por los criadores.
La Fundación Nacional de la Ciencia de EE.UU. proveyó fondos
para el proyecto. Los hallazgos de los estudios fueron
publicados hoy en la revista científica ‘Science'
(Ciencia).
Estos hallazgos también proveen
información imprescindible sobre el vigor híbrido, el cual es un
componente clave de los cultivos de hoy en día que producen
rendimientos muy altos. Los hallazgos cambiarán los métodos
usados por los criadores para mejorar cultivos utilizando las
modernas tecnologías moleculares de alta eficacia.
Los hallazgos por los
científicos del ARS y sus colaboradores podrían ayudar a los
investigadores a determinar el papel de genes en algunos rasgos
agronómicos, tales como rendimientos, eficacia de utilización de
fertilizantes, tolerancia a la sequía, y el potencial del maíz
de producir el etanol.
En sus estudios, los
investigadores desarrollaron y evaluaron más de 1 millón de
plantas de maíz, constituyendo el estudio genético más grande
publicado hasta la fecha. El maíz, el cual es uno de los
cultivos alimentarios más importantes en el mundo, también tiene
15 veces más diversidad genética que el genoma humano. Por esta
razón, es importante que los científicos aprendan más sobre las
variaciones genéticas claves en el genoma del maíz y el papel de
esas variaciones en varios rasgos importantes.
Los científicos del ARS en el
proyecto fueron dirigidos por genetista de plantas
Ed Buckler en el
Centro Robert W. Holley para Agricultura y Salud, mantenido
por el ARS en Ithaca, Nueva York; genetista de plantas
Michael McMullen en la
Unidad de Investigación de la Genética de Plantas, mantenida
por el ARS en Columbia, Misurí; y genetista de plantas
Jim Holland en la
Unidad de Investigación de la Ciencia de Plantas, mantenida
por el ARS en Raleigh, Carolina del Norte. Otros participantes
en las investigaciones incluyeron bióloga computacional
Doreen Ware con el ARS en Ithaca, y genetista de plantas
Sherry Flint-Garcia con el ARS en Columbia. Los
investigadores del ARS trabajaron con colaboradores
universitarios y del sector de maíz en EE.UU.
El vigor híbrido es responsable
de los híbridos de maíz increíblemente productivos que se
cultivan en todas partes de EE.UU. Estos investigadores
descubrieron que el vigor híbrido resulta en parte de las
combinaciones óptimas de genes que ocurren en los híbridos, pero
no ocurren típicamente en los programas actuales de crianza de
plantas. Programas novedosos de crianza de plantas diseñados
para explotar estos nuevos conocimientos sobre las combinaciones
de genes acelerarán la crianza de plantas por todo el mundo.
Los artículos en la revista
‘Science' se titulan ‘Genetic Properties of the Maize Nested
Association Mapping Population' (Propiedades genéticas de la
población de genes nidificados asociados para mapear) y ‘The
Genetic Architecture of Maize Flowering Time' (La arquitectura
genética del tiempo del florecimiento de maíz). Se puede verlos
en línea en:
http://www.sciencemag.org.
ARS es la agencia principal
de investigaciones científicas del
Departamento de agricultura de EE.UU. |
