Antonio Manzaneda con la técnica del equipo, María Teresa Salido,y la  investigadora predoctoral, Luisa María Martínez (dcha.)

Los defectos en la división celular que dan lugar a la duplicación del genoma completo tiene desenlaces fatales para las células animales. Salvo excepciones, implican su muerte. Sin embargo, en las plantas esta es una situación frecuente. El 70% de las especies más comunes han sufrido al menos un episodio de duplicación de su genoma durante la evolución. El efecto de este proceso no solo no ha sido letal, sino que ha favorecido la especialización y diversificación de las plantas y se sospecha, además, que tiene consecuencias ecológicas y evolutivas, aunque la ciencia tiene todavía pendiente poner negro sobre blanco este impacto.

Antonio Manzaneda trata de determinar en la Universidad de Jaén los vínculos que existen entre la duplicidad del genoma y la resistencia de los cereales a la sequía. La investigación, iniciada en 2011 tras el regreso de Manzaneda de una estancia posdoctoral de cuatro años en la Universidad de Duke (Estados Unidos), se ha realizado con la variedad Brachypodium distachyon, un cereal silvestre propio de zonas templadas y próximo a cultivos tan importantes para la alimentación como el trigo, la avena o la cebada.

Primero observó su distribución en la península ibérica. Comprobó cómo las variedades que han sufrido duplicidades del genoma se localizan en terrenos semiáridos, mientras que las normales o diploides -tienen el doble de cromosomas- se localizan en las zonas más húmedas.

En una segunda etapa del trabajo se observó que las variedades de este cereal salvaje que han sufrido duplicidades del genoma hacen un uso más eficiente del agua, su floración es más temprana previsiblemente para escapar a los efectos de la sequía, y su fotosíntesis es mayor.

La tercera etapa de la investigación, que se desarrolla ahora, pretende poner al descubierto la base genética que subyace bajo las diferencias fisiológicas que unas y otras muestran frente al estrés hídrico. En este sentido se va a secuenciar el transcriptoma, es decir, se va a leer la parte del genoma que se encarga de expresar o silenciar los genes relacionados con la respuesta a la falta de agua en varios tipos de este cereal.

Una doctoranda del equipo de Manzaneda está a punto de realizar una estancia en Virginia Tech, uno de los principales centros de investigación agrícola de Estados Unidos, que aprovechará para abordar la secuenciación del transcriptoma con la colaboración del profesor del Departamento de Agricultura Aureliano Bombarely, antiguo alumno de la Universidad de Málaga. También colabora en el proyecto Francisco Amil, del servicio de bioinformática de la Universidad de Córdoba. Esta última etapa del proyecto se financia con cargo al plan nacional de I+D del Ministerio de Economía y con fondos propios de la Universidad de Jaén.

Manzaneda subraya el doble interés de este trabajo porque no solo es ciencia básica para explicar qué moléculas y qué genes están implicados en la resistencia de un cereal a la sequía, sino que “abre una puerta que interesa mucho” hacia su aplicación en la agricultura. De hecho, el investigador jienense, que forma parte del grupo que dirige el catedrático Pedro José Rey, resalta cómo “a lo largo del proceso de domesticación” de los cultivos, el hombre ido seleccionando instintivamente los linajes poliploides de cereales, o sea los que tenían duplicado el genoma, porque resultaban más resistentes a la falta de agua, eran más vigorosos, producían más y eran menos vulnerables a los patógenos.

La investigación de Antonio Manzaneda en la Universidad de Jaén ha llamado la atención en este ámbito científico hasta el punto de que ha sido invitado por la Universidad de Massachussetts a impartir una ponencia en el congreso internacional que reunirá a los 200 expertos del mundo que más saben de Brachypodium, planta modelo utilizada para investigar en cereales.