p Preso onde estão, as plantas têm que se adaptar aos seus ambientes, responder a tensões como secas ou pragas, mudando a forma como crescem. p Em uma escala mais ampla, os melhoristas precisam ser capazes de desenvolver novas variedades que sejam adaptadas a um novo local ou às mudanças nas condições de cultivo na mesma área.

p Ambos os tipos de adaptação dependem de um conjunto de possibilidades, as combinações a partir das quais se pode escolher. Para a planta individual, essas possibilidades dependem do genoma com o qual nasceu. Para criadores, esse conjunto de possibilidades é toda a gama de genomas de culturas cultivadas, que eles podem se misturar para criar novas variedades.

p Pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison queriam saber se os últimos 100 anos de seleção de milho aclimatado a locais específicos mudaram sua capacidade de adaptação a ambientes novos ou estressantes. Ao medir as populações de plantas de milho plantadas na América do Norte, eles poderiam testar como os genomas do milho responderam a diferentes condições de cultivo. Escrevendo esta semana (7 de novembro, 2017) em Nature Communications , Professora de Agronomia da UW-Madison, Natalia de Leon, seu aluno Joe Gage e colegas em várias instituições relatam que a seleção artificial por melhoristas de plantações restringiu o conjunto de possibilidades para as variedades de milho norte-americanas.

p Eles concluem que as variedades de milho existentes são fortes e estáveis, mas são menos flexíveis em sua capacidade de responder a vários estresses. Ao mesmo tempo, essas populações de milho podem ter uma capacidade reduzida de contribuir para programas de melhoramento que buscam criar novas variedades adaptadas a novos ambientes.

p "Nos últimos 100 anos, as pessoas definitivamente melhoraram os cultivares, "explica de Leon, o autor sênior do novo relatório. "O que estávamos tentando fazer neste estudo é medir se, ao fazer isso, também limitamos a capacidade dos genótipos de responder aos ambientes quando eles mudam."

p Reproduzindo intensivamente para alto rendimento, dizer, em Wisconsin, essas plantas podem perder a flexibilidade para responder a ambientes que são muito diferentes das condições de cultivo de Wisconsin. Para testar essa ideia, de Leon e seus colegas em 12 universidades agrícolas nos EUA e Canadá desenvolveram um grande teste de campo com mais de 850 variedades exclusivas de milho em 21 locais na América do Norte. Havia mais de 12, 000 parcelas de campo no total, onde os pesquisadores mediram características como produção e altura da planta enquanto registravam as condições climáticas.

p O experimento massivo só é possível por causa de uma colaboração que de Leon, O professor de agronomia da UW-Madison Shawn Kaeppler e outros lideram, chamado Genomes to Fields. O projeto se estende por 20 estados e no Canadá, fornecendo precisamente a gama de diferentes condições de campo que são necessárias para separar as diferentes contribuições dos genomas e ambientes para as características finais do milho que foram usadas no novo estudo.

p De Leon e seus colaboradores descobriram que as regiões do genoma do milho que passaram por um alto grau de seleção - por exemplo, regiões gênicas que contribuem para o alto rendimento em um determinado local - foram associadas a uma capacidade reduzida do milho de responder a ambientes variáveis ​​do que as regiões genômicas nas quais os criadores não atuavam diretamente. O resultado é que as variedades modernas de milho são muito produtivas nos ambientes em que são cultivadas, mas pode ter mais dificuldade em lidar com mudanças nesses ambientes.

p "Os dados parecem apontar para a ideia de que, ao selecionar genótipos mais adequados para serem mais produtivos, estamos diminuindo a variabilidade que pode ser importante à medida que avançamos para um mundo onde o clima pode ser mais irregular e onde podemos precisar mover cultivares para lugares onde nunca foram cultivadas antes, "de Leon diz.

p No entanto, essa perda de flexibilidade é uma compensação inerente para cultivares de milho altamente produtivas, ela diz.

p "Quando você tenta adaptar cultivares a muitos ambientes diferentes, você acaba com plantas que não são boas em lugar nenhum, "diz de Leon." O custo de manter essa plasticidade está em detrimento da produtividade máxima. "

p "Portanto, temos que encontrar o equilíbrio certo a longo prazo, " ela diz.