Anteras teñidas con un marcador fluorescente (GERMÁN MARTÍNEZ ARIAS) |
Un estudio abre la vía a reincorporar genes beneficiosos perdidos
durante la mejora vegetal.
Un equipo con participación de investigadores del Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC) profundiza en las bases moleculares
que podrían llegar a salvar la barrera biológica que se genera al cruzar
variedades vegetales durante la mejora de los cultivos. Los resultados
del estudio, que se han obtenido empleando la planta modelo Arabidopsis
thaliana y que aparecen publicados en la revista Nature Genetics, abren
la vía a reincorporar genes beneficiosos perdidos durante la mejora
vegetal.
Durante el proceso de mejora de la mayoría de los cultivos modernos, se
produce una pérdida de determinados genes, como los que participan en la
resistencia a los patógenos o al estrés abiótico. Además, la mayoría de
las variedades que son seleccionadas son poliploides, es decir, tienen
más de dos series de cromosomas.
“Los mejoradores pueden introducir dichos genes en las variedades
actuales cruzando con las variedades ancestrales, pero al no ser éstas
poliploides, se encuentran con una barrera de hibridación complicada de
superar, pues las semillas resultantes de cruces de variedades con
diferente ploidía –número de juegos completos de cromosomas- resultan en
aborto”, explica Jordi Moreno, que trabaja en el Centro de Investigación
en Agrigenómica (un consorcio público formado por el CSIC, el IRTA, la
Universidad Autónoma de Barcelona y la Universidad de Barcelona).
Semillas viables
En el trabajo, liderado por la Swedish University of Agricultural
Sciences, en Uppsala (Suecia), los investigadores muestran que plantas
mutantes que no son capaces de sintetizar un tipo de ARN denominado de
silenciamiento (siRNA por sus siglas en inglés) pueden superar la
barrera de la hibridación. Por tanto, los cruces entre plantas de
diferente ploidía dan como resultado semillas viables.
“Los datos sugieren que un exceso de siRNA en el polen derivado de
plantas poliploides provoca un fallo en el desarrollo de la semilla y,
finalmente, su muerte. Este mecanismo es un claro ejemplo de que los
siRNA de polen tienen un efecto posterior a la fertilización. Con ello
se demuestra la importancia de los mecanismos de regulación epigenética
entre generaciones, cruciales para la estabilidad del genoma y la
viabilidad de la semilla”, concluye Moreno.
Durante los experimentos, los científicos observaron que plantas de
Arabidopsis mutantes que eran deficientes en la biogénesis de ciertos
siRNA, compensaban el desequilibrio de ploidía que ocurre al cruzar
plantas diploides con polen de plantas tetraploides (donde el polen
tiene un exceso de cromosomas paternos). Utilizando métodos de
secuenciación masiva de siRNA, de ARN mensajero y metilación de ADN, han
podido analizar los mecanismos moleculares de este proceso.
Fuente: CSIC 16/01/2018
German Martinez, Philip Wolff, Zhenxing Wang, Jordi Moreno-Romero, Juan
Santos-González, Lei Liu Conze, Christopher DeFraia, R. Keith Slotkin,
Claudia Köhler. Paternal easiRNAs regulate parental genome dosage in
Arabidopsis. Nature Genetics. DOI: 10.1038/s41588-017-0033-4
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