Investigadores de INRAE, la Universidad Clermont Auvergne y el CNRS reconstruyeron diez paleogenomas ancestrales y estudiaron la historia genética del trigo y la cebada para identificar variantes que fueron favorecidas durante miles de años de domesticación y adaptación a distintos ambientes. Los resultados, publicados en Molecular Plant y Nature Plants, entregan nuevas herramientas para priorizar genes de interés en programas de mejoramiento frente al cambio climático.
ChileBio / 16 de septiembre, 2026.- Durante más de 10.000 años, agricultores de distintas regiones del mundo han seleccionado trigo y cebada mientras ambos cultivos se expandían desde su centro de domesticación en el Creciente Fértil hacia ambientes cada vez más diversos. Esa larga historia de selección dejó huellas en sus genomas y, según dos estudios liderados por científicos franceses, algunas de ellas podrían convertirse hoy en una valiosa fuente de información para desarrollar variedades mejor adaptadas a condiciones ambientales cambiantes.
Equipos de investigación de INRAE, la Universidad Clermont Auvergne y el CNRS combinaron genómica comparativa, genética evolutiva y datos de diversidad de trigo y cebada para reconstruir parte de esa historia. El objetivo fue identificar genes y variantes que se han conservado a través de enormes escalas evolutivas y que posteriormente fueron sometidos a presiones de selección similares en diferentes cultivos.
Los resultados fueron publicados en dos trabajos complementarios en las revistas Molecular Plant y Nature Plants. En conjunto, proponen una estrategia que los investigadores denominan investigación traslacional entre cultivos: utilizar el conocimiento sobre la función de un gen en una especie para localizar genes equivalentes y potencialmente útiles en otras especies agrícolas.
Reconstruir genomas que desaparecieron hace millones de años
En el estudio publicado en Molecular Plant, los investigadores analizaron los genomas actuales de 84 especies de plantas con flores y desarrollaron un sistema denominado AGR —Ancestral Genome Reconstruction—, capaz de inferir computacionalmente la organización de genomas ancestrales desaparecidos.
A partir de estas comparaciones lograron reconstruir diez paleogenomas ancestrales, retrocediendo más de 200 millones de años en la historia evolutiva de las plantas. Es importante precisar que estos paleogenomas no corresponden a ADN recuperado físicamente de fósiles tan antiguos: son reconstrucciones bioinformáticas obtenidas comparando los genes, cromosomas y relaciones evolutivas conservadas en las especies actuales.
¿Por qué mirar tan atrás? Porque algunos genes han permanecido dentro de contextos genómicos similares durante millones de años y han conservado funciones biológicas relacionadas. Encontrarlos permite buscar equivalencias entre especies que, a primera vista, pueden parecer muy distintas.
El análisis también permitió reconstruir importantes transiciones de la evolución vegetal, incluyendo la separación entre linajes acuáticos y terrestres, plantas herbáceas y leñosas, especies con fotosíntesis C3 y C4, y plantas con o sin capacidad de establecer determinados procesos de nodulación simbiótica en sus raíces.
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Trigo y cebada: dos historias evolutivas que avanzaron en paralelo
Los científicos utilizaron posteriormente al trigo y la cebada como un caso especialmente interesante para poner a prueba esta estrategia.
Ambos cereales pertenecen a las Triticeae, están estrechamente relacionados evolutivamente y fueron protagonistas de los primeros procesos de domesticación agrícola ocurridos hace más de 10.000 años en el Creciente Fértil. Desde allí acompañaron la expansión de la agricultura hacia Europa, Asia y África, enfrentándose en muchas ocasiones a condiciones ambientales y prácticas agrícolas similares.
Esa historia paralela ofrece una oportunidad científica: buscar lugares del genoma donde ambos cultivos hayan experimentado procesos de selección convergente.
El comunicado de INRAE resume el conjunto comparativo utilizado en estos trabajos en 1.420 variedades modernas de trigo y cebada representativas de su diversidad genética mundial, junto con restos de trigo antiguo de aproximadamente 5.000 años de antigüedad. El análisis permitió rastrear variantes conservadas y variantes que muestran señales de haber sido favorecidas durante la domesticación y posterior adaptación de estos cultivos.
El artículo de Nature Plants, por su parte, describe específicamente un núcleo de análisis poblacional basado en datos fenotípicos y de secuenciación de exomas de 672 accesiones de trigo y 679 de cebada. Esta distinción es relevante porque las cifras corresponden a niveles diferentes del conjunto de datos empleado en el proyecto y no deben interpretarse como contradictorias.
Cerca de un centenar de variantes con una historia de adaptación compartida
Al comparar ambos cereales, los investigadores encontraron huellas de selección convergente en genes relacionados tanto con la adaptación como con características productivas.
Según INRAE, el trabajo permitió identificar alrededor de un centenar de variantes genéticas que destacan por haber sido seleccionadas o retenidas en trigo y cebada durante su extensa historia de domesticación y adaptación a distintos ambientes.
El estudio de Nature Plants encontró señales convergentes en genes asociados con respuestas a estrés biótico y abiótico y con características como el peso del grano, rendimiento, desarrollo de las inflorescencias, arquitectura de las espiguillas y macollamiento. También detectó diferencias geográficas en variantes relacionadas con respuestas al estrés, defensa y características de las semillas.
El valor del enfoque está precisamente en distinguir dos tipos de información: genes sobre los cuales trigo y cebada parecen haber experimentado presiones de selección similares, y diversidad genética particular de determinadas poblaciones o ambientes.
Esa combinación puede ayudar a los fitomejoradores a priorizar candidatos genéticos cuya función merezca ser estudiada con mayor detalle.
Del conocimiento de una especie al mejoramiento de otra
La reconstrucción de paleogenomas también permitió identificar genes equivalentes entre especies que conservan no solo similitud en su secuencia, sino también su posición y contexto evolutivo.
El artículo de Molecular Plant ejemplifica esta estrategia con genes relacionados con tres procesos de interés agronómico: FUWA, vinculado a componentes del rendimiento; FLC, relacionado con el control de la floración; y DDM1, involucrado en mecanismos de metilación del ADN y regulación epigenética.
En otras palabras, si la función de un determinado gen ha sido bien caracterizada en una planta, la reconstrucción de su historia evolutiva puede ayudar a localizar su equivalente en otro cultivo y evaluar si desempeña una función comparable.
Esto permite aprovechar décadas de conocimiento genético acumulado en distintas especies en lugar de estudiar cada cultivo de manera completamente aislada.
Dos herramientas abiertas para investigadores y mejoradores
Como parte del proyecto, los científicos desarrollaron además dos herramientas informáticas gratuitas y de acceso abierto.
La primera es AGR (Ancestral Genome Reconstruction), diseñada para comparar genomas modernos y reconstruir paleogenomas ancestrales, creando un catálogo de genes conservados entre especies.
La segunda, OrthoViewer, permite explorar genes conservados en las 84 especies vegetales incluidas en el estudio. La plataforma integra actualmente 1.142 genes cuya función biológica e interés agronómico han sido descritos en la literatura científica.
Este catálogo facilita comparar la diversidad genética disponible entre especies y buscar variantes adaptativas que hayan sido sometidas a procesos similares de selección.
Mirar miles de años hacia atrás para preparar los cultivos del futuro
Jérôme Salse, director de investigación de INRAE y uno de los autores responsables de estos trabajos, resumió la lógica del enfoque:
«Comprender cómo han evolucionado las variantes genéticas durante la domesticación y selección de especies vegetales y animales de interés agrícola nos permite identificar aquellas que han sido seleccionadas en distintas especies dentro de entornos con las mismas limitaciones climáticas, y que resultan de interés para la selección de genotipos adaptados a los desafíos actuales del cambio climático y de la transición agroecológica».
El equipo plantea que este enfoque no tiene por qué limitarse al trigo y la cebada. Los paleogenomas reconstruidos abarcan especies pertenecientes a numerosas familias botánicas, y los investigadores ya están profundizando la búsqueda de variantes con funciones adaptativas conservadas en trigo, cebada, arroz, maíz y sorgo.
Los resultados representan un aporte directo al ofrecer una forma más informada de reducir el universo de genes candidatos y priorizar aquellos que la evolución y miles de años de agricultura ya han sometido a procesos de selección en distintos ambientes.
Así, información acumulada durante millones de años de evolución vegetal y diez milenios de agricultura comienza a convertirse en una nueva herramienta para el mejoramiento genético del siglo XXI.
Referencias:
- Siguret C. et al. (2026). Reconstruction of ancestral plant genomes for inter-crop translational research. Molecular Plant, 19:1-19. doi.org/10.1016/j.molp.2026.06.012
- Sow M.D. et al. (2025). Striking convergent selection history of wheat and barley and its potential for breeding. Nat Plants., 11 (11):2268-2285. doi: 10.1038/s41477-025-02128-0